Badania elastooptyczne to metody doświadczalne, wizualizacji i identyfikacji odkształceń i naprężeń w mechanice ciała stałego. Badanie opiera się na zjawisku dwójłomności wymuszonej. Badanie polega na prześwietleniu płaskiego modelu poddanego obciążeniu, wykonanego z przeźroczystego materiału dwójłomnego światłem spolaryzowanym. Izokliny są miejscami geometrycznymi punktów stałych kierunków naprężeń głównych. W świetle białym spolaryzowanym liniowo izokliny występują po postacią czarnych linii dominujących nad kolorami izochromy. Izochromy są miejscami geometrycznymi punktów stałych naprężeń głównych lub stałych wartości naprężeń stycznych. Prawo Wertheima:σ₁−σ₂=K_σM=2τ_max=const.  Lubε₁−ε₂=K_εM=γ = const. Dla ϭ1,ϭ2-napręzenia główne m-rząd izochromy K_ϭM elastooptyczna stała modelowa τ_max maksymalne naprężenie styczne ε₁ ε₂ odkształcenia główne ϒ kąt odkształcenia postaciowego. Polaryzacja kołowa ma na celu ukrycie obrazu izoklin, aby można bez trudności dokonywać analizy obrazu samych izochrom. Polaryzację kołową uzyskuje się, rozdzielając promienie światła spolaryzowanego liniowo na dwa, również spolaryzowane, wzajemnie prostopadłe, drgające promieni, przesunięte o λ/4 długości fali za pomocą płytek dwójłomnych. Metoda światła odbitego doświadczalna identyfikacja pól odkształceń i naprężeń polegająca na skierowaniu wiązki światła spolaryzowanego liniowo lub kołowo na badany obiekt pokryty warstwą optycznie czynną. Warstwa ta jest wykonana z materiału dwójłomnego która na całej swej powierzchni ma stałą grubość jest przezroczysta oraz przez klejenie ściśle wiąże się z powierzchnią badanego obiektu. Można tą metodą badać modele w 3D. Prawo Wertheima dla metody światła odbitego:ε_1p−ε_2p=f * m dla ε1p,ε2p-odkształcenia główne warstwy optycznej f-wartość rzędu izochromy m-rząd izochromy. Dla czystego rozciągania: $\mathbf{K}_{\mathbf{\text{σm}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{P}}{\mathbf{b*m*g}}\mathbf{\text{\ \ \ }}\mathbf{K}_{\mathbf{\sigma}}\mathbf{=}\mathbf{K}_{\mathbf{\text{σM}}}\mathbf{*g}$ dla P-siła obciążająca próbkę b-szerokość próbki g grubość próbki m-rząd izochromy K_ϭm -stała elastooptyczna K_ϭ- elastooptyczna stałą materiałowa. Dla czystego zginania $\mathbf{\sigma}_{\mathbf{1}}\mathbf{=}\frac{{\mathbf{12}\mathbf{\text{Pay}}}_{\mathbf{m}}}{\mathbf{g}\mathbf{h}^{\mathbf{3}}}\mathbf{\text{\ \ }}\mathbf{K}_{\mathbf{\text{σM}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\sigma}_{\mathbf{1}}}{\mathbf{m}}\mathbf{\ }\mathbf{\text{\ \ \ \ \ \ \ K}}_{\mathbf{\sigma}}\mathbf{=}\mathbf{K}_{\mathbf{\text{σm}}}\mathbf{*g}$ dla y_m-rzędna położenia izochromy o całkowitej wartości m P-siła obciążająca belkę

Tensometria- metody doświadczalne pozwalające za pomocąpomiary odkształceń materiału określać występujące w nim naprężenia. Tensometr- przyrząd służacy do pomiaru odkształceń. W praktyce pomiar tensometryczny polega na pomiarze odkształcenia i obliczeniu naprężenia w oparciu o przyjęty związek fizyczny. W tensometrii elektrooporowej wykorzystuje się zjawisko zmiany oporności elektrycznej przewodnika wynikającej z jego wydłużenia lub skrócenia. Zależność opisuje wzór: Tensometr kompensacyjny – słuzy do kompensacji wpływu czynników ubocznych a przede wszystkim temperatury i wilgoci lub innych wpływów zewnętrznych nie związanych z wzrostem obciążeń konstrukcji na mziany oporu czujnika czynnego. Jest on identyczny jak czujnik czynny ale jest nalepiany na nie obciążonej plytce wykonanej z tego samego co kontrukcja materiału. Płytka powinna się znajdowac blisko badanej czesci kontrukcji aby zapewnic warunki cieplno wilgotnościowe czujnika czynnego i kompensacyjnego. W celu pomiaru tensometrycznego odkształceń liniowych na powierzchni badanego elementu konstrukcyjnego ustala się odcinek pomiarowy o długości l nazywany bazą pomiarową. Odkształcenie jednostkowe odcinka pomiarowego w przypadku jednokierunkowego stanu naprężenia wynosi: R=p*l/A R - to opór tensoru, ρ – opór właściwy, l – długość czynna tensometru A – pole przekroju poprzecznego drucika tensometru. Wady i Zalety - Tensometry oporowe w porównaniu z innymi tensometrami wyróżniają się następującymi zaletami: mają dużą czułość, co pozwala mierzyć bardzo małe odkształcenia; wyróżniają się dużą dokładnością pomiarów co wynika z ich charakterystyki liniowej i wiąże się z możliwością stosowania w układach pomiarowych wzmacniaczy; mają niewielkie wymiary dzięki czemu można nimi badać zjawiska spiętrzenia naprężeń, a z powodu małych mas nadają się do badania procesów dynamicznych; są niewrażliwe na drgania i wstrząsy, mogą pracować w wysokich temperaturach i ciśnieniach; dzięki możliwościom stosowania odpowiednich układów pomiarowych informacje o odkształceniu można rejestrować np. na taśmie magnetycznej, czy w pamięci maszyny cyfrowej; zapewniają łatwość sterowania procesów obciążenia i odciążenia; obsługa jest łatwa i bezpieczna; tensometry można umieszczać na powierzchniach zakrzywionych. Mimo niewątpliwych zalet i szerokiego zakresu zastosowań tensometry oporowe posiadają pewne wady. Do podstawowych można zaliczyć: dość kłopotliwy i złożony charakter czynności związanych z naklejaniem tensometru na badany element; przydatność tylko do jednorazowego użycia, gdyż przy zdejmowaniu z miejsca pomiarowego prawie zawsze ulegają uszkodzeniu; wrażliwość na zmianę temperatury i wilgoć; potrzebę kilkukrotnego obciążenia wstępnego ze względu na występowanie histerezy w pierwszych pomiarach po naklejeniu. Warstwa obojętna - Na podstawie analizy odkształceń widać, że część włókien jest ściskana, a część rozciągana, a zatem musi być warstwa, której włókna nie zmieniają swojej długości, warstwę tę nazywamy warstwą obojętną zginania (w układach prętowych używa się również określenia oś obojętna zginania). Oś obojętna – przechodzi przez środek ciężkości przekroju i jest prostopadła do płaszczyzny obciążenia Wskaźnik wytrzymałości przekroju na zginanie jest to iloraz momentu bezwładności tego przekroju względem osi obojętnej (przechodzącej przez środek ciężkości przekroju) przez odległość od tej osi najdalszego elementu, należącego do przekroju.

Elastooptyka to zespół metod doświadczalnych do badań stanu naprężeń i odkształceń w ciałach bezpostaciowych, normalnie izotropowych (m.in. szkliwa, polimery, celuloid), wykazujących pod obciążeniem właściwości anizotropowe, przejawiające się m.in. dwójłomnością optyczną. Pod wpływem naprężeń materiały te nabierają cech optycznych kryształu jednoosiowego o osi optycznej skierowanej równolegle do kierunku rozciągania lub ściskania i przy oświetleniu światłem spolaryzowanym, w wyniku zjawiska dwójłomności następuje rozszczepienie światła na dwie składowe i pojawienie się prążków interferencyjnych, tworzących dwa charakterystyczne rodzaje linii: izokliny i izochromy. Na ich podstawie możliwe jest wyznaczenie naprężeń w dowolnym punkcie ciała. Elastooptykę stosuje się głównie do badania naprężeń w częściach maszyn o skomplikowanych kształtach; wykonuje się ich modele z materiału o właściwościach elastooptycznych i poddaje obciążeniom analogicznym do rzeczywistych. Elastooptykę wykorzystuje się także do wykrywania szkodliwych naprężeń w przedmiotach szklanych i do badania struktur polimerów. Izokliny - w elastooptyce jest to rodzaj prążków interferencyjnych będące miejscami geometrycznymi punktów, w których kierunki główne stanu naprężenia są odpowiednio równoległe do wzajemnie prostopadłych przynależnych danemu prążkowi kierunków. Izoklina jest miejscem geometrycznym punktów, w których kierunki naprężeń głównych są jednakowe. Izochrom - w elastooptyce miejsce geometryczne punktów (tworzące linie) o stałej wartości różnicy naprężeń głównych. Zalety: możliwość prowadzenia badań nad modelami o bardzo złożonym kształcie i sposobie obciążeń, możliwość szybkiej, jakościowej oceny wpływu zmian ukształtowania i obciążenia badanego obiektu na stan naprężenia, przez stosunkowo łatwe modyfikacje pierwotnych rozwiązań, bardzo dobra poglądowość wyników wady: konieczność transponowania wyników otrzymanych na modelach na obiekty rzeczywiste, dokładna i staranna interpretacja wyników w przypadku badań o charakterze ilościowym dla całych pół naprężeń. Polaryskop – urządzenie umożliwiające: otrzymywanie światła spolaryzowanego liniowo lub kołowo, prześwietlanie odpowiednio obciążanych modeli z optycznie czułych Materiałów, obserwowanie, rejestrowanie i analizowanie występujących zjawisk świetlnych w postaci prążków interferencyjnych Polaryskop liniowy: składa się z dwóch filtrów polaryzacyjnych liniowych ustawionych jeden za drugim równolegle do siebie i prostopadle do padającego światła, filtr znajdujący się bliżej źródła światła nazywa się polaryzatorem, filtr znajdujący się dalej od źródła światła nazywa się analizatorem, urządzenie umożliwia dowolne ustawienie kąta β między osiami polaryzatora i analizatora Polaryskop kołowy: powstaje z polaryskopu liniowego przez uzupełnienie go dwoma ćwierćfalówkami wstawionymi równolegle między filtry polaryzacyjne, jeden filtr ćwierćfalowy wchodzi do zespołu polaryzatora, a drugi do zespołu analizatora, ponieważ właściwości ćwierćfalówek są ściśle związane z długością fali, w polaryskopie kołowym może być używane tylko światło monochromatyczne, osie optyczne ćwierćfalówek Dwójłomność ciał izotropowych optycznie, powstająca pod wpływem sił wewnętrznych w ośrodkach pierwotnie izotropowych optycznie, nazywamy dwójłomnością wymuszoną. W elastooptyce wykorzystuje się światło monochromatyczne. Wektor światła drga w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku rozchodzenia się światła a kierunek tych drgań jest - w ogólności - dowolny. Często jednak mamy do czynienia z uporządkowaną orientacją drgań. Mówimy wówczas o świetle spolaryzowanym. Polaryzacja Światła - Światło monochromatyczne (charakteryzujące się jedną długością fali) niespolaryzowane daje się w odpowiednich warunkach całkowicie spolaryzować. Światło białe (lub mieszane), które składa się z fal o różnych długościach nie daje się nigdy spolaryzować całkowicie. Światło rozchodzi się w próżni z większą prędkością niż w ośrodku przezroczystym. Stosunek obu tych prędkości (większy od jedności) zwany jest bezwzględnym współczynnikiem załamania. W odróżnieniu od niego (zwykły) współczynnik załamania jest stosunkiem prędkości rozchodzenia się światła w dwóch różnych ośrodkach. Istnieją materiały charakteryzujące się anizotropią optyczną zwaną dwójłomnością. W takich materiałach współczynnik załamania, a tym samym i prędkość światła, zalezą od kierunku wektora padającego światła.

Tensometria- met. pomiaru odkszt. lokalnych. Czujnik (przewodnik z drutu, zwinięty w wężyk, przedzielony obustronnie bibułką) nakleja się i podłącza do mostku Wheatstone’a. Podczas odkształcenia czujnik odkszt. się wraz z konstrukcją, zmienia swoją oporność, sygnalizując to na galwanometrze- strzałka wychyla sie z położenia zerowego (obecnie zastąpiony przez wzmacniacz elektroniczny). Obecnie czujniki wykonywane są met. fototrawienia folii (czujniki foliowe).Czujnik niepoddany odkształceniu R[Ω]=ρ*L/s; ρ- oporność właść., l- dł. przewodu, s- przekrój poprz. przewodu. ; jeżeli czujnik ulegnie deformacji, to ΔR=ρ*ΔL/s (zależność uproszczona), w rzeczywistości zmienia się ρ,L,s. Logarytmująć i różniczkując poprzednie równanie otrzymujemy: dR/R= dρ/ρ + dL/L - ds/s => ΔR= Δρ/ρ + ΔL/L - Δs/s ;;;przewód o przekroju kwadratowym (bok a): Δs/s= 2* Δa/a, po uwzgl. prawa Hooka: Δs/s= 2*v* Δl/l ; Δl/l= ε; wzgl. przyrost oporu: ΔR/R= Δρ/ρ + (L+2*v)* ε; podstawiając k= Δρ/ρ* L/ε+ L+2v; postać równania czujnika tens: ΔR/R =k*ε, gdzie k- stała tens. , R- oporność elektr., odkszt. wzgl.Jeśli w wybranym pkt. nakleimy pojedynczy czujnik tens, to można określić śr. odkszt. na jego bazie, na kierunku naklejania. Na kole Mohra jest to pkt εx. Nie znamy kąta αg, położenia gł. osi oraz ε1 i ε2. Są 3 niewiadome, do których wyznaczenia potrzeba 3 tens. naklejonych na znanych kierunkach określonych relacjami kątowymi: α1, α2, α3. Tworzymy układ: 1) ε α1= (εx+ εy)/2 + (εx- εy)/2* cos2 α1+ γxy/2* sin α1 => ε1= (εx+ εy)/2 + √[(εx- εy)2+ γ2xy] / 2 2) ε α2= (εx+ εy)/2 + (εx- εy)/2* cos2 α2+ γxy/2* sin α2 => ε2= (εx+ εy)/2 + √[(εx- εy)2+ γ2xy] / 2 3) ε α3= (εx+ εy)/2 + (εx- εy)/2* cos2 α3+ γxy/2* sin α3 => tg2αg = γxy/ (εx- εy)Dysponując wielkościami ε1 i ε2 można wyznaczyć σmax i σmin σmax= (E/1-v2) (εmax+ v*εmin) ///σmin = (E/1-v2) (εmin+ v*εmax) Cujnik tensometryczny char. się dł. bazy pomiarowej a, opornością elektr. R i st. tens. k. Materiały na tens. dostosowuje się do zakresu temp. badań (-200- +800oC) i wsp. rozszerzalności liniowej. Podczas badań czujniki nie są poddawane zbyt dużym odkszt. Zmiany oporności są również niewielkie. Podział mostków: jednokanałowe (do warunków ‘poligonowych’ np. kopalnie; zasilany bateriami lub sieciowo) i wielokanałowe (warunki lab.). Tens. klei się: klejami cyjanoakrylowymi (małe rozmiary tens, złe warunki badań), kl. epoksydowe (powtarzanie badań, różne warunki), kl ceramiczne (wys. temp). Tens. łączone są z mostkami za pomocą lutowania lub zgrzewania.