Stressbegrepet
Når vi diskuterer begrepet spenning, må vi uunngåelig involvere tøyning. Spenning refererer til kraften som genereres i et objekt for å motstå deformasjon under ytre krefter. Tøyning, derimot, refererer til de relative endringene i form og størrelse på et objekt under ytre krefter. Disse to begrepene, som viktige parametere for å beskrive og måle materialers oppførsel og ytelse under spenning, er mye brukt innen materialvitenskap.
Stress på linsen
Innen materialvitenskap er spenning et viktig konsept. Produksjon av harpikslinser er en viktig anvendelsesretning innen dette feltet, og involverer relevant kunnskap om linsematerialer. I dag er de vanligste linsene på markedet hovedsakelig laget av harpiksmaterialer. Under produksjonsprosessen er generering av spenning i linsene uunngåelig. Av spesiell bekymring er at spenningseffekten av linsene ikke kan identifiseres visuelt med det blotte øye, og bare kan overvåkes effektivt ved hjelp av spesialisert optisk testutstyr som en spenningsmåler. Under produksjonsprosessen kan linser generelt vise to typer interne spenningsfenomener: orienteringsspenning og krympestress. Disse to typene spenning kan ha en viss innvirkning på linsenes kvalitet og ytelse, og må derfor vies tilstrekkelig oppmerksomhet.
① Orienteringsstress
Under støpeprosessen av harpiksmaterialer utsettes molekylkjedene for høyt trykk og høye skjærkrefter, noe som fører til at de gjennomgår drastiske endringer. Fordi materialets molekylkjeder fryses i en uordnet og avslappet tilstand før de helt går tilbake til sin naturlige tilstand, genereres det restorienteringsspenning. Dette fenomenet er spesielt tydelig i PC-materialer.
Enkel forklaring:
Linsen er laget av harpiksmateriale. Under støpeprosessen viser overgangen fra flytende til fast linse ufullstendig ensartethet, noe som resulterer i indre spenning. Denne indre spenningen manifesterer seg som trykk fra områder med høyere tetthet til områder med lavere tetthet.
② Krympespenning
Under produksjonsprosessen av harpiksmaterialer kan molekylkjedene, når de går fra smelting til avkjøling, oppleve ujevn fordeling av kjøletemperaturer på grunn av variasjoner i produktets veggtykkelse eller kjølevannskanaler. Følgelig kan denne temperaturforskjellen føre til varierende grad av krymping i forskjellige områder. Forskjellen i krympehastigheter mellom forskjellige områder kan resultere i restspenninger på grunn av effektene av strekk- og skjærkrefter.
Enkel forklaring:
Under kjøleprosessen i linseproduksjonen kan faktorer som forskjeller i linsetykkelse og deres forhold til det interne kjøleutstyret, for eksempel raskere avkjøling i noen områder og langsommere avkjøling i andre, føre til generering av intern spenning.
Eliminering av linsestress
1. Optimalisering av produksjonsteknikker
For å redusere generering av indre spenninger under linseproduksjon, optimaliserer og forbedrer linseprodusenter kontinuerlig produksjonsteknikker. Under linseproduksjonsprosessen gjennomgår linsen tre høytemperaturherdingstrinn. Den første herdeprosessen transformerer linsen fra flytende tilstand til fast tilstand og eliminerer iboende spenninger i det faste stoffet. De to påfølgende herdingene tar sikte på å eliminere indre spenninger flere ganger, og dermed oppnå den mest ensartede indre strukturen i linsen.
2. Avslapning av linsestress
I følge forklaringen av Hookes lov i fysikk, avtar spenningen gradvis over tid under konstante belastningsforhold, et fenomen kjent som en spenningsrelaksasjonskurve. Dette betyr at orienterings- og krympingsspenningseffektene som genereres under linseproduksjonsprosessen gradvis svekkes etter hvert som lagringstiden til linsen etter støping øker. Relaksasjonstiden for linsespenningen er nært knyttet til belastningen og den ytre spenningen. Under normale omstendigheter vil spenningen i linsen avta til et minimum omtrent tre måneder etter at linseproduksjonen er fullført. Derfor er den indre spenningen i linsen generelt sett eliminert etter at den forlater fabrikken.
Generering av stress i briller
Med vår forståelse av linsebelastning vet vi at belastningens innvirkning på individuelle linseprodukter er relativt liten, og kan til og med anses som ubetydelig. Derfor er ikke belastningsparametere inkludert i kvalifikasjonskriteriene i den nasjonale standarden for linser i Kina. Så hva er den underliggende årsaken til belastning på brilleglass? Dette er hovedsakelig nært knyttet til prosessteknologien for tilpasset brillepreparering.
I brillebutikker sliper optikeren linsen litt større enn den faktiske størrelsen som kreves under montering av slipt linse i innfatningen for å forhindre at linsen blir for løs og lett løsner fra innfatningen. Dette sikrer en sikker passform når linsen festes til innfatningen med skruer, og forhindrer at den glir. Denne operasjonen kan imidlertid øke belastningen på linsen, noe som fører til ubehag ved slitasje. For store linsedimensjoner eller for mye stramme innfatningsskruene kan forårsake ujevn refraksjon på linseoverflaten, noe som resulterer i bølgelignende krusninger og påvirker bildekvaliteten.
Fenomenet med generering av stress i brilleglass
1. Dobbeltbrytning
På grunn av linsens litt større slipestørrelse, fører stramming under monteringsprosessen til at linsens perifere område komprimeres, noe som resulterer i økt tetthet. Denne endringen i tetthet endrer linsens opprinnelige brytningsindeks, og forårsaker dermed forekomst av "dobbeltbrytning" i linsen.
2. Skjev
Spredning Under monteringen av brilleglassene, hvis størrelsen er for stram, vil det føre til at linsen komprimeres, noe som resulterer i overflate"rynker" og utløser skjev spredning av linsen.
Når vi står overfor slike problemer, kan vi fjerne linsen fra rammen for å endre linsens komprimerte tilstand. Denne endringen er en midlertidig belastningsjustering, og etter at den ytre kraften er fjernet, kan linsens tilstand lettes eller til og med gjenopprettes fullstendig. Det er imidlertid verdt å merke seg at hvis det er langvarige interne belastningsendringer forårsaket av ytre trykk, selv om linsen demonteres og monteres sammen igjen, kan det ikke garanteres at linsen gjenopprettes til sin opprinnelige tilstand. I dette tilfellet er det eneste alternativet å velge å tilpasse et nytt objektiv.
Linsebelastning er vanligere i fullinnfatningsbriller, og i halvinnfatningsløse briller kan det også oppstå hvis innfatningstråden er for stram. Denne typen fenomen forekommer vanligvis i periferien av linsen, og lett belastning har en liten innvirkning på den visuelle kvaliteten og er ikke lett merkbar. Men hvis belastningen er for stor, vil den påvirke den sentrale optiske sonen, noe som fører til tåkesyn og synstretthet, spesielt når man ser i periferien eller under skannebevegelser.
Fordi stress på brilleglassene hovedsakelig skyldes kompresjon av innfatningen, gir innfatningsløse briller bedre stressavlastning.
Selvtestmetode for brillerstress
Etter å ha blitt utsatt for ytre krefter, vil linser av forskjellige materialer produsere forskjellige spenningsmønstre på grunn av forskjeller i tetthet, hardhet og indre struktur. Spenningsfenomener kan imidlertid oppstå uavhengig av materiale. Følgende er en kort introduksjon til en stresstestmetode. Verktøyene som trengs er en dataskjerm og polariserte linser.
Driftsmetode:
1. Start datamaskinen og åpne et tomt Word-dokument. (Stresstesting krever bruk av polarisert lys, og en dataskjerm er en vanlig kilde til stresstestlys.)
2. Plasser brillene foran dataskjermen og følg nøye med for å se om det er noen unormale fenomener.
3. Bruk polariserte linser (alternativer inkluderer polariserte solbriller, polariserte linseklips og 3D-filmbriller) for å observere belastningsmønstrene på brillenes linser og dataskjermen.
Polariserte linser kan avsløre stripete forvrengninger i linsens perifere område, som er en manifestasjon av stressmønstre. Fordelingen av stress på brillene vises vanligvis som stresspunkter og stressfelt, og graden av stressmønstre er nært knyttet til brillenes stresseffekt. Ved å analysere fordelingen av stressmønstre kan vi enkelt bestemme kompresjonsretningen og mengden belastning som linsen har blitt utsatt for under monteringsprosessen.
Ved inspeksjon viser det seg at den originale linsen før montering fortsatt inneholder en viss grad av spenning i fravær av ytre krefter. Dette skyldes ujevne krefter som kompresjon og krymping under produksjonsprosessen, noe som resulterer i indre spenninger. Det er verdt å merke seg at indre spenninger i briller er vanskelige å unngå, og en liten eller minimal mengde spenningsmønstre er akseptabelt. Samtidig bør ikke spenningsmønstrene fordeles til linsens optiske sentrum for å unngå å påvirke den visuelle kvaliteten.
Avslutningsvis
Stresseffektene fra briller kan påvirke synskvaliteten, for eksempel ubehag ved bruk og spredning i det perifere synsfeltet. Vi bør imidlertid erkjenne at stresstilstanden fra briller er vanskelig å unngå, og så lenge den er innenfor et rimelig område, kan påvirkningen på synet være nesten ubetydelig. Tilpassede linser drar nytte av dreiebenkteknologi, noe som resulterer i lavere stressforhold, og har nå blitt det dominerende produktet i markedet for high-end-briller.
Publisert: 12. januar 2024