Концепция стресса
При обсуждении понятия напряжения неизбежно возникает понятие деформации. Напряжение — это сила, возникающая внутри объекта для сопротивления деформации под действием внешних сил. Деформация, с другой стороны, относится к относительным изменениям формы и размера объекта под действием внешних сил. Эти два понятия, как важные параметры для описания и измерения поведения и характеристик материалов под напряжением, широко используются в материаловедении.
Напряжение хрусталика
В области материаловедения напряжение является важным понятием. Производство полимерных линз — важное направление применения в этой области, требующее соответствующих знаний о материалах для линз. В настоящее время основные линзы на рынке изготавливаются преимущественно из полимерных материалов. В процессе производства возникновение напряжений в линзах неизбежно. Особую обеспокоенность вызывает тот факт, что воздействие напряжений на линзы невозможно визуально обнаружить невооруженным глазом, и его можно эффективно контролировать только с помощью специализированного оптического измерительного оборудования, такого как вольтметр. В процессе производства линзы, как правило, могут проявлять два типа внутренних напряжений: ориентационное напряжение и усадочное напряжение. Эти два типа напряжений могут оказывать определенное влияние на качество и характеристики линз, поэтому им необходимо уделять достаточно внимания.
① Ориентационный стресс
В процессе формования полимерных материалов молекулярные цепи подвергаются высокому давлению и высоким сдвиговым силам, что приводит к их резким изменениям. Вследствие того, что молекулярные цепи материала застывают в неупорядоченном и расслабленном состоянии, прежде чем полностью вернуться в свое естественное состояние, возникает остаточное ориентационное напряжение. Это явление особенно заметно в поликарбонатных материалах.
Простое объяснение:
Линза изготовлена из полимерного материала. В процессе формования происходит переход от жидкого состояния к твердому, что приводит к неполной однородности линзы и, как следствие, к внутренним напряжениям. Эти внутренние напряжения проявляются в виде давления от областей с большей плотностью к областям с меньшей плотностью.
②Усадочное напряжение
В процессе производства полимерных материалов молекулярные цепи, переходя от плавления к охлаждению, могут испытывать неравномерное распределение температур охлаждения из-за различий в толщине стенок изделия или каналах охлаждающей воды. Следовательно, эта разница температур может привести к различной степени усадки в разных областях. Разница в скорости усадки между различными областями может привести к остаточному напряжению из-за воздействия растягивающих и сдвиговых сил.
Простое объяснение:
В процессе охлаждения при производстве линз такие факторы, как разница в толщине линз и ее взаимодействие с внутренним охлаждающим оборудованием (например, более быстрое охлаждение в одних областях и более медленное в других), могут приводить к возникновению внутренних напряжений.
Устранение стресса, вызванного линзой.
1. Оптимизация производственных технологий
Для снижения внутренних напряжений, возникающих в процессе производства линз, производители постоянно оптимизируют и совершенствуют производственные технологии. В процессе производства линза проходит три этапа высокотемпературной полимеризации. Первый этап полимеризации переводит линзу из жидкого состояния в твердое и устраняет внутренние напряжения. Последующие два этапа полимеризации направлены на многократное устранение внутренних напряжений, что позволяет достичь наиболее однородной внутренней структуры линзы.
2. Снижение напряжения в хрусталике.
Согласно объяснению закона Гука в физике, при постоянной деформации напряжение постепенно уменьшается со временем — явление, известное как кривая релаксации напряжения. Это означает, что эффекты ориентационного и усадочного напряжения, возникающие в процессе производства линз, постепенно ослабевают по мере увеличения времени хранения линзы после формования. Время релаксации напряжения в линзе тесно связано с деформацией и внешним напряжением. В нормальных условиях напряжение в линзе снижается до минимума примерно через три месяца после завершения производства. Поэтому, как правило, внутреннее напряжение в линзе практически полностью устраняется после того, как она покидает завод.
Причины возникновения стресса при ношении очков
Учитывая понимание воздействия напряжения на линзы, мы знаем, что влияние напряжения на отдельные линзы относительно невелико и даже может считаться незначительным. Поэтому в национальном стандарте на линзы в Китае параметры напряжения не включены в критерии квалификации. Так в чем же коренная причина напряжения в очках? Это в основном связано с технологией изготовления очков по индивидуальному заказу.
В магазинах оптики при установке шлифованной линзы в оправу оптик шлифует линзу немного большего размера, чем требуется, чтобы предотвратить ее слишком свободное крепление и легкое отсоединение от оправы. Это обеспечивает надежную фиксацию линзы при завинчивании в оправу, предотвращая ее соскальзывание. Однако эта операция может увеличить нагрузку на линзу, что приведет к дискомфорту при ношении. Слишком большие размеры линзы или чрезмерное затягивание винтов оправы могут вызвать неравномерное преломление на поверхности линзы, приводящее к волнообразным искажениям и ухудшающее качество изображения.
Феномен возникновения стресса от ношения очков
1. Двойное лучепреломление
Из-за несколько большего размера шлифовки линзы, затяжка в процессе сборки приводит к сжатию периферийной области линзы, что вызывает увеличение плотности. Это изменение плотности изменяет исходный показатель преломления линзы, вызывая тем самым возникновение «двойного лучепреломления» в линзе.
2. Искаженный
Рассеяние света. В процессе сборки очков, если размер слишком мал, это приведет к сжатию линзы, образованию «морщин» на поверхности и искаженному рассеянию света.
При возникновении подобных проблем можно снять линзу с оправы, чтобы изменить её сжатое состояние. Это временное изменение, и после снятия внешнего воздействия состояние линзы может быть смягчено или даже полностью восстановлено. Однако следует отметить, что если происходят длительные внутренние изменения напряжения, вызванные внешним давлением, даже разборка и повторная сборка линзы не гарантируют её восстановления до первоначального состояния. В этом случае единственным вариантом остаётся изготовление новой линзы на заказ.
Стресс линзы чаще встречается в очках с полной оправой, а в очках без оправы он также может возникать, если оправа слишком тугая. Этот тип явления обычно происходит в периферической области линзы, и небольшой стресс оказывает незначительное влияние на качество зрения и нелегко заметен. Однако, если стресс чрезмерен, он повлияет на центральную оптическую зону, приводя к размытости зрения и зрительной усталости, особенно при взгляде на периферию или при сканирующих движениях.
Поскольку основная нагрузка на глаза из-за деформации оправы обусловлена её сжатием, безрамочные очки демонстрируют лучшие показатели по снижению этой нагрузки.
Метод самопроверки на стресс, связанный с ношением очков
Под воздействием внешних сил линзы из разных материалов будут демонстрировать различные картины напряжений из-за различий в плотности, твердости и внутренней структуре. Однако явления напряжений могут возникать независимо от материала. Ниже приведено краткое описание метода испытания на напряжение. Необходимые инструменты: монитор компьютера и поляризационные линзы.
Способ выполнения операции:
1. Включите компьютер и откройте пустой документ Word. (Для стресс-тестирования требуется использование поляризованного света, и монитор компьютера является распространенным источником света для стресс-тестирования.)
2. Поместите очки перед экраном компьютера и внимательно понаблюдайте, нет ли каких-либо аномальных явлений.
3. Используйте поляризованные линзы (в качестве вариантов можно использовать поляризованные солнцезащитные очки, поляризационные зажимы для линз и очки для просмотра 3D-фильмов), чтобы понаблюдать за характером деформации линз очков и монитора компьютера.
Поляризованные линзы позволяют выявить полосатые искажения по периферии линзы, которые являются проявлением распределения напряжений. Распределение напряжений на линзах обычно проявляется в виде точек и полей напряжений, а степень выраженности напряжений тесно связана с воздействием напряжений на линзы. Анализируя распределение напряжений, можно легко определить направление сжатия и величину деформации, которой подверглась линза в процессе сборки.
При осмотре исходной линзы до сборки обнаруживается определенная степень напряжения даже при отсутствии внешних воздействий. Это происходит из-за неравномерного распределения сил, таких как сжатие и усадка в процессе производства, что приводит к внутреннему напряжению. Стоит отметить, что наличие внутреннего напряжения в очках трудно избежать, и небольшое или минимальное количество напряжений допустимо. В то же время, напряжения не должны быть сосредоточены в оптическом центре линзы, чтобы не ухудшить качество зрения.
В заключение
Стрессовое воздействие очков может влиять на качество зрения, вызывая дискомфорт при ношении и рассеивание света в периферическом поле зрения. Однако следует понимать, что избежать стрессового воздействия очков сложно, и если оно находится в разумных пределах, то влияние на зрение может быть практически незначительным. Линзы, изготовленные по индивидуальному заказу с использованием токарной обработки, позволяют снизить стрессовое воздействие и в настоящее время стали доминирующим продуктом на рынке высококачественных очков.
Дата публикации: 12 января 2024 г.