Mogan Gh.L, Butnariu S.L., Buzdugan I.D.  Organe de mașini. Lucrări de laborator. Universitatea Transilvania din Brașov
Lucrarea de laborator LE.03 CARACTERISTICILE ELASTICE ALE ARCURILOR DE COMPIMARE
	CUPRINS
	A. DESCRIEREA PROBLEMEI B. CONSIDERAȚII TEORETICE ȘI CONSTRUCTIVE   C. INSTALAŢIA EXPERIMENTALĂ D. PLANIFICAREA ȘI REALIZAREA EXPERIMENTELOR E. PRELUCRARE STATISTICĂ A DATELOR F. ANALIZA  REZULTATELOR G. CONCLUZII

A. DESCRIEREA PROBLEMEI

A.1 Introducere

Definire

Arcurile  sunt elemente de maşini care, datorită formei şi proprietăţilor elastice ale materialelor,  înmagazinează lucrul mecanic al forţelor exterioare, la deformare, şi îl restituie, cvasitotal sau parţial, în perioada de revenire la forma iniţială.

Funcţiile şi domeniile de utilizare ale arcurilor

Funcţii	Domenii de utilizare
Exercitarea de forţe permanente	Supape de siguranţă, cuplaje elastice de siguranţă,
Amortizarea (disiparea energiei) şocurilor şi vibraţiilor	Suspensiile autovehiculelor, tampoane, cuplaje elastice, cârlige de macara, prese, fundaţii de maşini, sisteme de legătură etc.
Acumularea de energie mecanică care urmează să fie redată instantaneu sau treptat	Ceasornice, mecanisme acţionate mecanic, sisteme hidraulice sau pneumatice
Limitarea valorilor maxime ale forţelor	Ştanţe şi matriţe, cuplaje de siguranţă
Reglarea parametrilor funcţionali ai unor dispozitive	Supape de reglare,
Măsurarea forţelor şi momentelor	Chei dinamometre, cântare, aparate de măsură, standuri de încercare
Modificarea frecvenţelor proprii ale unor elemente sau sisteme mecanice	Suspensii, cuplaje elastice

A.2 Obiectivele lucrării

Obiectivul principal

Determinarea caracteristicilor elastice, rigidităţilor şi energiilor acumulate ale arcurilor de comprimare şi compararea acestora cu cele calculate analitic.

Obiective specifice

- identificarea parametrilor dimensionali ai arcurilor,

- identificarea parametrilor funcționali,

- înțelegerea instalației de măsurare,

- planificarea măsurătorilor,

- achiziția datelor obținute,

- prelucarea statistică a datelor,

- analiza rezultatelor

A.3 Date constructive și funcționale

Forme constructive  

Arcuri elicoidale cilindrice de comprimare (fig. a – arc elicoidal metalic cilindric cu spira rotundă, fig. b – arc elicoidal metalic cilindric cu spira dreptunghiulară, fig. c – arc din cauciuc).                

                                                                   a                                               b c

Semnificații notații: d – diametrul spirei (sârmă rotundă); b, h – lățimea și grosimea spirei (sârmă dreptunghiulară),  D_m – diametrul mediu; D_i – diametrul interior; D_e – diametrul exterior; H₀ – lungimea arculului nedeformat.

Caracteristicile arcurilor de comprimare (fig. d – caracteristicile arcurilor metalice; fig. e – caracteristicile arcurilor din cauciuc)                

                                                              d                                                                 e

Caracteristica unui arc metalic de comprimare (fig.d) reprezintă  dependenţa dintre forța F care încarcă arcul şi deplasarea (săgeata) δ  rezultată. Astfel, se definește rigiditatea arcului ca pantă a curbei forță-deplasare,

 k = .

În funcţie de variaţia rigidităţii (variabilă sau constantă) caracteristicile elastice pot fi neliniare, cu rigiditate crescătoare progresiv/regresiv (arcuri tari/moi), sau liniare (arcuri liniare) cu rigiditae constantă,

k = .

Caracteristica elastică din fig.e este speecifică arcurilor cu frecări interne care apar în materialul arcului sau între elementele arcului (de ex. arcurile în foi) când curbele de încărcare şi descărcare sunt diferite. Caracteristica de încărcare se situează deasupra caracteristicii teoretice, forţa la deplasare nulă este necesară pentru învingerea frecării statice, la depăşirea acestei forţe începe deformaţia elastică. La revenire, în prima fază scăderea forţei exterioare nu produce scăderea săgeţii ca efect al reacţiuniii forţelor de frecare statice la schimbarea de sens.

Lucrul mecanic necesar pentru deformarea arcului (evidenţiat de suprafaţa de sub caracteristica de încărcare) este mai mare decât lucrul mecanic pentru destinderea arcului (evidenţiat de suprafaţa de sub caracteristica de descărcare) cu lucrul mecanic al frecărilor interioare (evidenţiat prin suprafaţa haşurată). Acumularea de către arc a energiei poate constitui un fenomen dăunător sau favorabil, aprecierea putând fi făcută numai după scopul urmărit. 

Obs.

- În cazul arcurilor de comprimare metalice frecările interne sunt cvasinule și caracteristica de revenire (descărcare) este cvasiidentică cu cea de încărcare (fig.d).

- În continuare, din multiplele forme de arcuri de comprimare se va exemplifica experimentul de determinare a caracteristicii elastice pentru arcurile elicoidale cilindrice

B. BAZE TEORETICE

B.1 Modele și relații de calcul

Caracteristica elastică a arcurilor elicoidale cilindrice de comprimare  (fig. a)

Arcurile elicoidale de comprimare sunt executate din materiale matalice (frecvent din oțeluri de arc) au caracteristicile elastice de tipul celor din fig. d din subcap. A.3.

a

Semnificații notații: δ₁, H₁ – săgeata, respectiv lungimea arcului montat pretensionat cu forţa F₁; δ_n, H_n – săgeata, respectiv lungimea arcului la sarcina maximă F_n; δ_b, H_b – săgeata, respectiv lungimea arcului la blocare cu sarcina F_b;  δ_lim – săgeata maximă a arcului la sarcina limită F_lim; h – cursa arcului.

Relații de calcul

Săgeata arcului

 = = ,

în care G reprezintă modulul de elasticitate transversal, F – forța de comprimare, d – diametrul sârmei spirei, n – numărul de spire active, D_m – diametrul mediu al arcului, i = D_m/d – indicele arcului.

Rigiditatea arcului,

= = .                                                                              

Obs. Aceste relații evidențiază că dependența forță-deplasare, F(δ), este liniară (rigiditatea este constantă);

Energia acumulată la comprimare este egală cu lucrul mecanic (v. fig. e, subcap. A.3),

L = =  =

C. INSTALAŢIA EXPERIMENTALĂ

C.1 Schema funcțional-constructivă

Arcul de încercat (marcat cu roșu în fig. a) este încărcat prin intermediul unui servosistem electric compus din servomotorul M și tranmisa care transformă mișcarea de rotație în translație TM cu forța F măsurată de senzorul de forță SF. În același timp săgeata de comprimare a arcului δ este măsurată de senzorul de forță SF.

a

Semnificații notații: M – motor electric, TM transmisie mecanică de tip șurub-piuliță (transformă mișcarea de rotație în mișcarea de translație), SD – senzor de deplasare, SF – senzor de forță 

C.2 Descrierea constructivă a instalației de măsurare

Arcul de testat 7 (fig. b,c,d) este încărcat cu o forță generată de servomotorul de încărcare 1 prin intermediul senzorului de forță 2. Odată cu încărcarea senzorul de deplasare 2 se înregistrează și săgeata arcului de senzorul liniar 5. Servomotorul este comandat prin intermediul blocului de comandă 4 care preia semnale și de la limitatorul de cursă 3. Semnalele de comandă  și control ale servomotorului sunt transmise prin cuple USB la calculatorul gazdă care preia tot prin cuple USB (fig. e) și semnalele de măsurare de la senzorul de forță  2 și de la senzorul de deplasare 5 procesate de blocul electronic 6.

b

Semnificații notații: 1 - servosistem electric de încărcare, 2 - senzor de măsurare a forței, 3 - limitator de cursă, 4 - bloc de comandă servomotor de încărcare, 5- senzor de măsurare a deplasării, 6 - bloc de procesare a semnalelor de la senzori, 7 - arc de testat, 8 – suport de rezemare a arcului, 9 – buton de STOP.

În fig. c, d se evidențiază zona centrală a dipozitivului de măsurare cu arcul neîncărcat (liber) și, respectiv, încărcat aproape de blocare.

c

d

e

Servosistemul linar de încărcare (1) este antrenat de un servomotor electric de current continuu are cursa de lucru 304 mm (Anexa.LE.03.01).

Senzorul  de deplasare (7) are cursa de măsurare 200 mm (Anexa.LE.03.02).

Senzorul de forță (2)  permite măsurarea forțelor cu valor mai mici decât 5 kN (Anexa.LE.02.06).

D. PLANIFICAREA ȘI REALIZAREA EXPERIMENTULUI

D.1. Planificarea experimentului, dimensiunile și rigiditatea teoretică a arcului

Planul experimentului

În vederea dezvoltării experimentului bazat pe prelucrarea și validarea statistică a datelor se consideră următoarele:

- variabilele independdente (fig. a): forța de încărcare, F; săgeata arcului δ.

- variabila dependentă F(δ) - caracteristica elastică,  obținută prin regresie.

- numărul de valori măsurate n = min 10.

a

Semnificații notații:  F – forța; δ – săgeata; 1,2 ... i ... n – numărul înregistrării, F_i, δ_i – forța, respectiv, săgeta corespunzătoare înregistrării i.

Desen constructiv-tehnologic (fig. b)

b

Semnificații notații: d = 2 mm – diametrul spirei (sârmei); D_m = 18,5 mm– diametrul mediu; D_i = 16,5 mm – diametrul interior; D_e = 20,5 mm – diametrul exterior; H₀ = 82 mm – lungimea arcului în stare liberă; t = 4,5 mm; δ_max – săgeata maximă (arcul blocat); F_max – forța maximă; R_a1,2 = 3,2 μm – calitatea suprafețelor (rugozitatea) sprafețelor de așezare; n = 12 – numărul total de spire, n_t = 13,5;   - simbolul și valoarea abaterii de perpendicularitate a axei în raport cu suprafața de referință, A;  - simbolul și valoarea abaterii de paralelism a suprafeței de așezare în raport cu cealaltă suprafață de așezare, de referință A.

Obs. Desenul de execuție conține și caracteristica arcului care trebuie verificată experimental.

Rigiditatea teoretică

k =  = = 0,2016 N/mm.                                                              

Obs. În această relație s-a considerat, G = 8.10⁵ MPa – modulul de elasticitate transversal (pentru oțelurile de arcuri).

Săgeta și forța maxime

δ_max = H₀ – n*d = 82 – 13,5*2 = 55 mm.

F_max = k* δ_max = 0,21*55 = 11,5 N 

D.2 Desfășurarea experimentului

Pregătirea instalației pentru experiment

Având la dispoziție chei fixe adecvate se va monta arcul urmărind:

- poziționarea suportului de rezemare a arcului, ținând cont de lungimea arcului în stare liberă H₀ (fig.c, subcap. C.2);

- poziționarea suportului limitatorului 3, ținând cont de valoarea săgeții maxime δ_max (fig.d, subcap. C.2).

După montarea arcului se vor face următoarele conexiuni:

- a alimentatorului blocului de comandă și control 4 la priza de 220 V (fig. a, subcap. C.2).

- ale blocurilor de comandă și control 4 și de procesare a semnalelor 6 la calaculator prin cele trei cabluri cu cuple USB conform fig. e, subcap. C.2.

Configurarea blocului de procesare a semnalelor de la senzori 

Lansarea aplicației

¿ ® :

c

Configurarea canalelor de achiziție a semnalelor

- Configurarea canalului semnalelor de la senzorul de forță

¿ (canalul semnalelor de la senzorul de forță) ® [se va selecta cu ¿ din lista unitatea de măsură N] ® [se va introduce în caseta   valoarea 15.00 (valoarea maxină a forței de încărcare] ® ¿(se va selecta cu ¿ culoarea, de ex. roșu)  ®  [se va selecta cu ¿ din lista valoarea 1].

- Configurarea canalului semnalelor de la senzorul de deplasare

¿ ® [se va selecta cu ¿ din lista unitatea de măsură mm] ® [se va introduce în caseta   valoarea 100.00 (valoarea maxină a deplasării (săgeții arcului)] ® ¿(se va selecta cu ¿ culoarea, de ex. albastru)  ®  [se va selecta cu ¿ din lista valoarea 1].

- Introducerea valorii timpului maxim al achiziției

[se va introduce în caseta valoarea 1.00].

- Introducerea valorii intervalului de achiziție a semnalelor

[se va introduce în caseta valoarea 1 (se vor transmite semnale după fiecare secundă)].

- Selectare reprezentare grafică pentru cele două semnale

[se va active cu  ¿ opțiunea ].

- Introducere nume fișier date achiziționate

[se va introduce în caseta  denumirea fișierului, Masurare_1/Masurare_2/.../Masurare_10].

- Salvare configurație

¿ ® : ¿

Configurarea blocului de comandă și control a servomotorului de încărcare

Lansarea aplicației

¿ ® :

d

Setări de lucru

- Activarea modului de încărcare automat

 [se va activa cu ¿ modul de încărcare automat, ].

- Selectarea tipului interfeței seriale

¿®  [se va selecta cu ¿ din lista asociată valoarea ].

Obs. Achiziția datelor se realizează automat ca urmare a încărcării și descărcării successive. Acest ciclu are la bază ipoteza comportării arcului cvasiidentic la încărcare și descărcare (carcteristicile de încărcare și descărcare sunt identice).

Derularea experimentului

Pornirea achiziției date

: ¿ ® : ¿ (servomotorul pornește, face încărcarea până la blocarea arcului (fig.d, subcap. C.2), schimbă sensul de deplasare, face descărcarea arcului până la starea liber) ®  [în fereastra  apar graficele de variație în timp a datelelor asociate celor două variabile (fig.e): forța marcată cu roșu și deplasarea (săgeata) cu albastru)

Oprirea achiziției de date

: ¿ ® : ¿ ®  (se activează starea  și se poate porni un nou ciclu de achiziție).

Obs. În cazul apariției unei difuncționalități se poate pri sistemul prin apăsarea de două ori succesiv a butonului de STOP 9 (fig.a, subcap. C.2) urmat de dezactivarea opțiunii  și trecerea acestuia în starea .

e

Stocarea datelor

Datele măsurate au fost salvate în fișierele de tip text Masurare_1/Masurare_2/ ... /Măsurare_10 pe calea:

¿  (pe destop) ®: ¿ ® : ¿ ® : ¿ ® : ¿ ® : ¿(se încarcă fișierul text cu formatul din fig.f , v. Anexa.LE.03.03). Valorile salvate în format text (txt) sunt grupate pe 5 coloane: Channel 1 – (N); Channel 2, Channel 3 – (mm), Channel 4 – mm; Times(s) care au următoarele semnificații (de ex. pentru linia a doua de date din fig. f):   -0.09,  forța de încărcare în N (semnul – inducă că forța este de comprimare);  ------ fără valoare (canal liber);  51.520, poziția indicată de senzorul de depasare în mm; ------ fără valoare (canal liber); 0.9698, timpul de înregistare în s (conform valorii adoptate în caseta Acquisition Interval din fig. c, e).

f

Obs. Datele obținute pot fi salvate în format excel (csv) prin activarea în fereastra  a opțiunii 

E. PRELUCRAREA STATISTICĂ A DATELOR (v. cap.1)

Analiza  datelor achiziționate

În urma analizei datelor achiziționate (fig. f, subcap. D2) pentru o măsurătoare se observă că la încept și la sfârșit apar seturi de valori cvasiidentice (consecință a jocului axial de poziționare a arcului)  care, în continuare,  nu se vor lua în considerare pentru prelucrarea statistică. În tabelul din fig. a coloana δ_ai conține valorile absolute ale pozițiilor înregistrate de senzorul de deplasare (Channel 3). Pentru studiul statistic se determină valorile relative ale deplasărilor (săgeților) bazat pe relația de calcul din coloana δ_i corelat cu valorile absolute (pozitive) ale forțelor de încărcare (Channel 1).

	δai [mm]	δi = δ0  - δai [mm]	Fi [N]
	51,52	0	0,09
	44,646	6,874	1
	31,406	20,114	3,92
	18,438	33,082	6,86
	5,556	45,964	9,97
	0,468	51,052	11,96
	7,714	43,806	9,27
	20,654	30,866	6,14
	33,942	17,578	3,22
	46,554	4,966	0,65
Obs. δ0 = 51,52 mm

a

Analiza corelației estimării prin regresie liniară a  variabilelor δ_i și F_i

Pornind de la considerentele teoretice care demonstrează dependența liniară a forțelor de încărcare/descărcare F_i și deplasărilor (săgeților) δ_i, în continuare, se prezintă studiile corelației prin regresie liniară conform Ghid.Ap.2.20. În fig. b se evidențiază punctele asociate măsurării precum și linia de regresie (caracteristica elastică) definită de relația y = 0,2151x în care x reprezintă deplasarea (săgeta) δ și y forța F. Comarând această relație cu relația teoretică a caracteristicii elastice (v. subcap. B.1) se evidențiază valoarea rigidității obținută prin măsurare, k = 0,2151 N/mm; în plus, în fig.  b se evidențiază valoarea coeficientului de determinare, R².

b

Coeficientul de determinare, R² = 0,995 ca măsură a concentrării (ajustării, potrivirii) punctelor experimentale în jurul dreptei de regresie exprimă procentul, 99,5% care arată cât din dispersia (varianța) variabilei F se regăsește (influențează) în variabila independent δ. Deci, se poate aprecia o corelare foarte puternică a variabilelor F și δ.

Analiza statistică a regresiei liniare

Studiul statistic al regresiei liniare bazat pe modelul ANOVA se  face conform Ghid.Ap.2.21 după ce în prealabil se activează modulul Data Analysis (Ghid.Excel.02). Principalele rezultate obținute în urma rulării modelului ANOVA sunt prezentate în fig.c,d.

În fig.c se prezintă tabelul SUMMARY OUTPUT conține date statistice: Multiple R reprezintă coeficientul de corelație multiplă (mai multe variabile independente);  R Square  - coeficientul de determinare (R²);  Ajusted R Square - coeficientul de determinare corectat (ajustat); Standard Error - eroarea standard a estimaţiei; Observations - numărul de valori (măsurători) ale variabilelor este egal cu numărul de puncte ale norului.

În fig.d  se prezintă primul tabel ANOVA care conține date statistice ce evidențiază (demonstrează) statistic existența regresiei între cele două variabile: Coloana df reprezintă gradele de libertate egale cu numărul variabilelor independente mai puțin numărul de restricții la care sunt supuse; Coloana SS (Sum of Square) - suma pătratelor abaterilor valorilor regresiei; Coloana MS - media sumelor pătratelor abaterior valorilor (Means of Sum of Square); Coloana F - valoarea funcției statistice FISCHER pentru testul-F; Coloana Significance F - semnificația statistică F-value (P-value).

                                c                                                                                              d

Obs.  În Anexa.LE.03.03 sunt prezentate și rezultate statistice sub formă de grafice care evidențiază performanțe statistice

Analiza statistică a datelor testelor multiple

În Anexa.LE.03.03 se prezintă și alte seturi detate (inclusiv valori ale rigidității, k [N/mm]) obținute prin repetarea experimentului care sunt sintetizate în tabelul din fig.e.

	Numărul măsurării
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
k	0,2151	0,2166	0,2149	0,2174	0,2164	0,215	0,2145	0,2149	0,2157	0,2153

e

Analiza descriptivă a datelor (valorile rigidității k; fig.e), obținute prin repetarea experimentului de 10 ori, se face cu funcția Descripive statistics din modulul Data Analysis  (Ghid.Ap.2.10). În fig.f se prezintă tabelar valorile indicatorilor statistici obținuți: Mean (Media), Standard Error (Eroarea Standard), Median (Mediana), Mode (Modul), Standard Deviation (Deviația Standard), Sample Variance (Dispersia, Varianța), Kurtosis (Boltirea), Skewness (Asimetria), Range (Amplitudinea), Minimum (Minimul), Maximum (Maximul), Count (Numărul de valori), Confidence Level (Intervalul de încredere (95%).

f

F. ANALIZA REZULTATELOR (v. cap.1)

Aprecieri privind rezultatele statistice de regresie

Coeficientul de determinare, R² = 0,995 ca măsură a concentrării (ajustării, potrivirii) punctelor experimentale în jurul dreptei de regresie exprimă procentul, 99,5% care arată cât din dispersia (varianța) variabilei F se regăsește (influențează) în variabila δ. Deci, se poate aprecia o corelare foarte puternică a variabilelor F și δ.

Coeficientul  de corecție multiplă, Multiple R,   pentru mai multe variabile independente nu este relevant în acest caz (cu o singură variabilă independentă.

Coeficientul de determinare corectat , Ajusted R Square = 0,99, este introdus pentru a contracara parțial, efectul creșterii, unori nejustificat, a coeficientului R² (R Square) care apare în cazul numărului variabilelor independente mărit (pentru regresii multiple); în cadrul acestei aplicații acest coeficient nu este relevant.

Eroarea standard a estimaţiei, Standard Error = 0,42, este o măsură a dispersiei variabilelor dependente estimate în jurul mediei;  astfel cu cât punctele norului sunt mai aproape de linia de regresie cu atât valorea estimației erorii standard este mai mică. valorea mică a erorii standard din acest caz arată că modelul de regresie este precis.

Concluzie (decizie) test F: deoarece, Significance F < α  (0.0001 < 0.05) testul este semnificativ, ipoteza nulă (H₀) este respinsă și se acceptă ipoteza alternativă (H₁) cu probabilitatea p = 0,05 (95%) și deci, modelul de regresie este puternic semnificativ (relevant).

Compararea valorilor parametrilor obținuți experimental și teoretic

Validarea statistică a valorii rigidității măsurate

Înterpretarea statistică a valorilor din tabelul din fig. f  evidențiază următoarele interpretări:

-        media (Mean), m = 0,21558 N/m; modul (Mode), Mod = 0,2149; și mediana (median), Med = 0,2152, sunt cvasiidentice și arată simetria distribuției valorilor față de medie;

-        coeficientul de asimetrie (Skewness), Skew = 0,9385, indică asimetrie ușoară spre dreapta;

-        coieficientul de boltire (Kurtosis), Kur = -0,1094, indică distribuție moderat platikurtică;

-        Amp < 6 *s  unde,  Amp =  0,0029  reprezintă amplitudinea (Range), s = 0,000929 - abaterea standard (Standard Deviation); după înlocuire se obține 0,0029 < 0,0055 și astfel indică că toate valorile sunt în domeniul de normalitate;

-        domeniul [Smallest(1), Largest(1)] = [0,02145, 0,02174] indică “aproprierea“ valorilor extreme de valorile centrale (grupare a valorilor în jurul mediei);

-        valoarea coeficientului de variație, CV = s/m = 0,000929/0,21558 = 0,0043 (0,043%) indică o grupare foarte bună a valorilor variabilei în jurul mediei.

În concluzie, având în vedere aceste interpretări se poate considera că valoarea mediei, m = 0,21558, este puternic  reprezentativă și deci, valoarea rigidității arcului determinată experimental, k = 0,2156 [N/mm].

Prin compararea valorii rigidității teoretice, k = 0,2016 [N/mm] (v. subcap. D.1), cu valoarea obținută experimental k = 0,2156 [N/mm] se evidențiază abaterea de 6,4%.

Obs. Valoarea rigidității teoretice, k = 0,2016 [N/mm], conform relației din subcap. D.1 este influențată de erorile de măsurare a dimensiunilor geometrice dar și de aprecierea valorii numărului spirelor active.

G. CONCLUZII

Rigiditatea unui arc este un parametru funcțional important al cărie valoare are implicații în aprecierea cantitativă a forțelor statice generate și/sau unor parametri asociați comportării dinamice. Având în vedere că, în general, modelele teoretice pentru determinarea rigidității arcurilor sunt aproximative (cu erori mărite) se impune, chiar și prin intermediul desenului de execuție, determinarea valorii acesteia experimental. Astfel, s-au conceput dispozitive de atelier pentru determinarea prin măsurare de perechi valori forță-deplasare care sunt comparate cu valori determinate teoretic (v. desenul de execuție din subcap. D.1). Aceste dispozitive sunt simple care permit măsurări rapide dar, de obicei, cu erori mărite (menționate în desenul de execuție).

În cadrul acestei lucrări de laborator s-a conceput și realizat o instalație experimentală automată cu senzori de măsurare a forței și deplasării performanți precum și cu un susbsistem de încărcare controlabil. Astfel, s-a organizat un sistem de măsurare și achiziție de date automat care permite repetabilitatea cu ușurință a măsurătorilor cu erori aleatorii reduse. În urma  prelucrării statistice a datelor experimentale și analizei rezultatelor s-au validat rezultate puternic relevante.

Instalația experimentală de măsurare și de achiziție a datelor se constitue ca un sistem integrat automat ce permite măsurări experimentele pentru diverse arcuri de comprimare (metalice și nemetalice) cu caracteristici elastice liniare și neliniare (inclusiv, cu histerezis). Prelucrarea ststistică a datelor are la bază analize descriptive și inferențiale (deductive) realizate cu pachetul Microsoft Excel