POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA LABORATORIUM Z WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW I MECHANIKI BUDOWLI ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. PRZYKŁADY OBLICZEŃ NIEPEWNOŚCI POMIARÓW POŚREDNICH

W skrypcie Z.Kowalewskiego "Ćwiczenia laboratoryjne z Wytrzymałości Materiałów"

f

∂ ( x, y)

f

∂ ( x, y

różniczkę funkcji f(x,y) oznacza się jako f

∆

)

( x, y) =

x

∆ +

y

∆ .

x

∂

y

∂

Ze względu na fakt, że zwykle przyrosty wielkości oznaczamy jako ∆, w niniejszym opracowaniu przyjęto oznaczenie różniczki symbolem δ. Niepewnością pomiaru bezpośredniego jest dokładność urządzenia pomiarowego. Poniżej podano przykłady obliczeń różniczek będących niepewnościami pomiarów pośrednich.

2

π d

1. S

o

=

o - pole powierzchni koła o średnicy do : So 4

S

∂ o

1

S

δ =

δ = π 3 δ

o

do

do do ,

gdzie: do - pomiar bezpośredni średnicy.

d

∂ o

2

P

2. R

e

e - granica plastyczności : e

R =

So

R

∂

R

∂

1

P

e

e

e

δ =

δ +

δ =

δ + −

e

R

δ

e

P

So

e

P

So ,

gdzie: P

2

∂

∂

e - pomiar bezpośredni siły.

e

P

So

So

So

L

∆

3 . A

=

p - wydłużenie względne : Ap o

L

L

∆ = L − o

L ,

gdzie: L, Lo - pomiary bezpośrednie długości, L

∆

∂

L

δ

∆

∂

L

∆ =

L

δ +

δ = +1δ + −1δ = δ + δ

o

L

L

o

L

L

o

L ,

L

∂

∂ o

L

A

∂

∂

p

Ap

1

L

∆

A

δ

=

δ∆ +

δ =

δ∆ + −

δ

p

L

o

L

L

o

L .

L

2

∆

∂

∂ o

L

o

L

o

L

2

2

d − d

4 . A

o

r

=

r - wydłużenie równomierne : r

A

2

d r

2

A

∂

∂

p

Ap

2 do

2 do dr

A

δ =

d

δ +

d

δ =

d

δ + −

d

δ

, gdzie:

r

o

r

o

r

dr , do - pomiary bezpośrednie d

2

4

∂

∂

o

dr

dr

do

średnic.

S − S

5 . Z - przewężenie :

o

u

Z =

So

Z

∂

Z

∂

S

u

Z

δ

1

=

S

δ +

δ =

δ + −

δ

o

Su

So

Su , gdzie: δS o , δS u - wg wzorów p.1.

S

2

∂

∂

o

Su

So

So

opracowanie: Sz.I.

POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA LABORATORIUM Z WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW I MECHANIKI BUDOWLI ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Fl 3

6 . E - moduł Younga wyznaczony w statycznej próbie zginania: E =

48 fJ

3

bh

l, f, F - pomiary bezpośrednie długości, strzałki ugięcia i siły, J =

- moment bezwł. przekroju,

12

J

∂

J

∂

h 3

b

3 h 2

J

δ =

b

δ +

h

δ =

b

δ + −

h

δ ,

gdzie: b,h - pomiary bezpośrednie przekroju, b

∂

h

∂

12

12

E

∂

E

∂

E

∂

E

∂

l 3

2 Fl 2

− Fl 3

− Fl 3

E

δ =

F

δ +

l

δ +

f

δ +

J

δ =

F

δ +

l

δ +

f

δ +

J

δ .

F

∂

l

∂

f

∂

J

∂

48 fJ

48 fJ

48 f 2 J

48 fJ 2

σ

∆

7 . E - moduł Younga wyznaczony w statycznej próbie rozciągania: E =

ε

∆

P

∆

∆σ =

,

P

∆ =

−

1

P

2

P , gdzie: P1, P2 - pomiary bezpośrednie siły oraz So - wg wzoru p.1, So

P

∆

∂

P

∆

∂

δ P

∆ =

δ +

δ = + δ + − δ = δ + δ

1

P

2

P

1

1

P

1

2

P

1

P

2

P ,

∂

∂

1

P

2

P

σ

∆

∂

σ

∆

∂

1

− P

δ σ

∆ =

δ

∆

P

∆ +

S

δ =

δ∆ +

δ

o

P

So .

P

∆

∂

S

2

∂ o

So

So

l

∆

H

∆

2 L

∆ε =

,

l

∆ =

, i =

,

H

∆ = H −

1

H 2 , gdzie: i - przełożenie ekstensometru oraz l

i

h

L, h, l, H1, H2 - pomiary bezpośrednie i odczyty ekstensometru, H

∆

∂

H

∆

∂

δ H

∆ =

H

δ

+

δ

= + δ

+ − δ

= δ

+ δ

1

H 2

1 H 1

1 H 2

H 1

H 2 ,

H

∂

∂

1

H 2

i

∂

i

∂

2

2 L

i

δ =

L

δ +

h

δ =

L

δ + −

h

δ ,,

L

∂

h

∂

h

h 2

l

∆

∂

l

∆

∂

1

− H

∆

δ l

∆ =

δ H

∆ +

i

δ = δ H

∆ +

i

δ ,

H

∆

∂

i

∂

i

i 2

ε

∆

∂

ε

∆

∂

1

− l

δ ε

∆ =

δ

∆

l

∆ +

l

δ = δ l

∆ +

l

δ .

l

∆

∂

l

∂

l

l 2

Ostatecznie:

δ

∂

= E

E

δ σ

∂

∆ + E δ ε

∆ = 1

ε

−

∆ +

1 δ σ

∆

σ

.

∆

∂

ε

∆

∂

ε

∆

σ

∆ 2

opracowanie: Sz.I.