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关于眼镜的应力

先来理解应力与内应力

关于眼镜的应力插图

夏天,大家切西瓜的时候,有时会遇到这样的情况:一整个西瓜拿过来,刀刚切下去,西瓜瞬间“炸裂”,不用继续切就一分为二了。

这是为什么呢?一部分是因为西瓜里面有内应力。

 

由于西瓜在生长的过程中,内部的果肉和汁水密度不均衡,这时密度大的地方就会对密度小的地方形成一个压力,在没破的情况下内部是可以维持平衡的,当遇到外力出现时,这种平衡就被打破,于是西瓜会随着内应力的方向裂开。

其实,并不只是西瓜,物质都是有应力的。

 

什么是应力呢?

当材料在外力作用下不能产生位移时,它的几何形状和尺寸将发生变化,这种形变称为应变。材料发生形变时内部会产生大小相等方向相反的反作用力来抵抗外力,这种反作用力就是应力。

用通俗的话说:物体由于外因(受力、温度变化等)而变形时,物体内部的各部分之间会产生相互作用的内力来抵抗这种外因的作用,并力图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置,这种内力就是应力。

关于眼镜的应力插图(1)

大家可能在电视上看过大力士表演弯铁条,在铁条被弯曲的过程中,就好产生极强的应力与大力士对抗,所以一般人根本无法做到。

 

内应力又是什么呢?

所谓内应力,是指当外部载荷去掉以后,仍残存在物体内部的应力。也就是说,内应力是在结构上无外力作用时保留于物体内部的应力,包括由于加工成型不当、温度变化、溶剂作用等原因在材料内部产生的应力,它是由于材料内部宏观或微观的组织发生了不均匀的体积变化而产生的。

内应力的特点是在物体内形成一个遵守静力学条件的平衡力系。按性质和范围大小可分为宏观应力,微观应力和超微观应力;按引起原因可分为热应力和组织应力;按存在时间可分为瞬时应力和残余应力;按作用方向可分为纵向应力和横向应力。

镜片会产生那些应力

眼镜镜片在两种场景下会分别出现:内应力和应力现象。

 

一:镜片生产过程

大部分镜片都是塑料类材料制作而成,在这个过程中,镜片会出现两种内应力现象:

 

 一:是取向应力

塑胶材料分子链在成型过程中由于受到高压和高剪切力作用导致分子链发生剧烈变化,在分子未完全回复乱序及松弛的自然状态前即遭冻结,从而导致残留取向应力,尤以PC材料最为明显。

简单理解:镜片是塑料材料制作的,镜片在成型时,由液体变为固体的过程当中是不完全均匀的,这时就会产生一定的内应力,也就是密度高的地方对密度低的地方产生压力。

关于眼镜的应力插图(2)

二:是收缩应力

分子链在从熔融到冷却的过程中,因为产品壁厚或者冷却水路的差别而导致冷却温度的不均匀,从而导致不同温度部位的收缩不同,那在收缩率不同部位,界面之间会因为拉伸剪切而产生残留应力。

 

简单理解:制作镜片的冷却环节中,因为镜片厚薄不同,又或者与冷却装置内部有一定关系,例如有的地方冷却快有的地方冷却慢,这些都会产生一定的内应力。 为了减少这些内应力的发生,生产厂家在技术方面也在不断优化。在镜片生产流程中,镜片有一共三次的固化环节,第一次固化是把镜片从液态变成固态,同时消除固体内部内应力。已经固化了为什么还要进行两次呢?其实目的就是为了让镜片经过多次消除内应力,让镜片内部的结构处于最均匀的状态。

所以,一般来说镜片在出厂时已经基本消除了内应力。

关于眼镜的应力插图(3)

那么问题来了,既然制作出来的成品镜片是没有内应力的,为什么有些镜片后来还会出现应力呢?

 

二:第二种情况镜片装配时

镜片加工好后会装配到镜框里,这时如果镜片尺寸研磨过大、镜片形状与镜圈原型不匹配或是镜片与镜圈弧度不符等,镜片就无法正常地装进镜架里,用力强行挤入镜框后,镜圈就会对镜片产生往里的压力;镜片要抵消这种压力,这时就出现了应力。

关于眼镜的应力插图(4)

由于设计与装配差异,就镜架类型来说,这种情况主要发生在板材、注塑类镜架和全框镜架上;无框架、半框架和用螺丝固定的金属全框架相对不容易产生应力。

那么,当一副眼镜有了应力之后,会有什么影响呢?

眼镜应力会对眼镜产生哪些影响

加工完成的眼镜,如果存在较强的应力,会诱发下面这些状况:

❶ 平视前方一切正常,但侧视时会感觉视物不清,或者物体清楚但感觉头晕目眩、有彩虹现像等;

❷ 刚佩戴时无异样,佩戴一段时间后出现头晕、疲劳现象;

❸ 严重的情况下,在平视前方时,有不规则的眩光出现。

关于眼镜的应力插图(5)

这些因为应力过大而导致镜片出现光学不良现象,都会影响到佩戴者的视物效果。所以,加工完的眼镜有没有应力,需要眼镜店一一排查。 眼镜店一般会使用应力仪来检测,也有一些会用应力纸;如下图所示,将应力纸放在镜片表面,如发现有黑色阴影说明有应力存在;没有则无。或者还可以拿出一副偏光太阳镜进行观察。

为什么用偏光镜片可以观察到应力现象呢?

关于眼镜的应力插图(6)

这里我们要多讲一个知识点:

先问大家有没有遇到过:佩戴偏光太阳镜后发现钢化玻璃出现“彩虹现象”,这是为会为什么呢?

 

专业上,把通过偏光镜片看到、由于钢化玻璃内部应力所产生光学衍射现象而形成的彩纹叫“应力纹”,把由于内部不均匀或晶格结构本身而产生的彩纹叫“彩虹现象”。

关于眼镜的应力插图(7)

如果钢化玻璃在制造过程中,内部应力没有很好的被清除,复合光线穿过钢化玻璃后不同的颜色光就会出现分离。由于人眼分辨率有限,这种颜色的分离由于距离很小一般难以察觉,所以在不使用偏振眼镜的情况下,人们看到的仍然是无色的复合光线,对视觉也不产生影响。

 

如果带上偏光眼镜,当光线穿过偏光片后,偏振效应会使部分已经被分离的不同颜色光线的方向导向两个完全相反的方向,就是将已经分离的颜色的距离进一步加大,这就非常容易被眼睛分辨出来。

关于眼镜的应力插图(8)

所以,带上偏光眼镜后看到钢化玻璃上花花绿绿的彩纹,其实就是“应力纹”和“彩虹现象”,这也是透过偏光镜看手机屏幕等,有“花纹”现象的原因。

 

当然,部分高品质钢化玻璃,由于工艺先进、结构均匀、表面平整、退火彻底、内应力消除很干净,在偏光镜下也是看不到彩纹的。

眼镜店应力加工售后

每当顾客戴上新眼镜觉得不适时,眼镜店在排除了度数问题、眼镜参数问题之后,容易忽略应力的检查,很可能就用一句“回去适应适应就好了”来统一回复。

今天,大家get到了新技能之后,就可以多一个解决问题的线索,多排除一种引起顾客不适的可能性。

另一方面,随着眼镜店的加工设备越来越先进,加工人员却变得“越来越傻瓜”,遇到镜片尺寸研磨过大,不懂得如何进行手工修改,而采取“霸王硬上弓”的做法,使得一些眼镜存在严重的应力问题。

 

同时,在一些眼镜店的业务流程中缺少应力检测环节,常常是顾客严重投诉之后才亡羊补牢,可惜为时已晚。

希望眼镜店能够重视加工制镜和成品检验的环节,确保每一副交付到顾客手上的眼镜都是光度精准,配戴舒适的,这也是实体店与线上配镜竞争时的一个优势!

 

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