MG!23

Przedmowa

Skrypt jest przeznaczony dla studentów Wydziału Inżynierii Produkcji do przedmiotu „laboratorium wytrzymałości materiałów".

Zawarto w nim wiadomości, będące rozszerzeniem i uzupełnieniem wykładu z „wytrzymałości materiałów" i „mechaniki ogólnej". Szerzej omówiono zagadnienia teoretyczne dotyczące anizotropii właściwości sprężystych, zginania prętów silnie zakrzywionych, płaskiego stanu odkształcenia i drgań wymuszonych układów mechanicznych. Wiele miejsca poświęcono podstawom teoretycznym takich metod badawczych, jak: tensometria elektrooporowa, elastoopty-ka i pomiary ultradźwiękowe. Szczegółowo omówiono również wybrane znormalizowane próby wytrzymałościowe: próbę rozciągania, próby twardości i udamości. Ponadto przedstawiono stanowiska badawcze i podano wskazówki dotyczące sposobu wykonania poszczególnych ćwiczeń wchodzących w skład Laboratorium Wytrzymałości Materiałów.

Pierwszy rozdział skryptu zawiera ocenę wyników pomiarów oraz metod obliczania błędów.

1. OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW

1.1. Ocena poprawności pomiaru

Zajęcia praktyczne prowadzone w Laboratorium Wytrzymałości Materiałów mają umożliwić studentom zapoznanie się z najważniejszymi stanowiskami badawczymi, opracowanie zasadniczych metod pomiarów mechanicznych oraz dokładniejsze zrozumienie i poznanie najistotniejszych właściwości mechanicznych materiałów. Przeprowadzane w laboratorium doświadczenia są okazją do czynienia spostrzeżeń i dokonywania pomiarów wielkości mechanicznych. Istotą tych pomiarów jest porównanie wielkości mierzonej z określoną jednostką, co odpowiada liczbowemu ujęciu tej wielkości w ustalonych jednostkach. Pomiar danej wielkości mechanicznej wymaga zastosowania pewnej metody, która określa sposób jego przeprowadzenia. Wybór metody zależy przede wszystkim od rodzaju i cech mierzonej wielkości, jak również od wymaganej dokładności. Rozróżniamy dwa rodzaje pomiarów: techniczne i laboratoryjne. Pomiary techniczne powinny być dokonywane w sposób prosty i szybki przy zastosowaniu znormalizowanych prób i przyrządów o z góry znanej dokładności wskazań. Każdorazowe obliczenie popełnionego błędu nie jest w tym przypadku konieczne, przeważnie bowiem wystarcza stwierdzenie rzędu wielkości błędów przy danej serii czy typie pomiarów. W pomiarach laboratoryjnych można użyć bardziej skomplikowanych metod i nietypowej aparatury. Za każdym razem trzeba przy takich pomiarach wyznaczyć dokładność otrzymanego wyniku.

Ze względu na sposoby, jakie stosuje się w celu znalezienia wielkości szukanej, można wyróżnić najogólniej pomiary bezpośrednie i pośrednie.

Pomiary bezpośrednie polegają na porównaniu mierzonej wielkości z odpowiednią miarą wzorcową (np. pomiar długości przy użyciu przymiaru metrowego itp.) lub na pomiarze za pomocą przyrządu odpowiednio wy skalowanego w jednostkach tej samej wielkości (np. pomiar strzałki ugięcia za pomocą czujnika zegarowego). Takie pomiary są bardzo wygodne i można je szybko przeprowadzić.

Pomiary pośrednie są o tyle bardziej skomplikowane od poprzednich, że wymagają pomiarów kilku wielkości innego rodzaju, a dopiero na podstawie znanych związków fizycznych lub matematycznych jest wyznaczana szukana wielkość (np. wyznaczenie liczby Poissona materiału próbki, gdy uprzednio