Якостта на натиск е ефективен начин за измерване на натоварването на повърхността или материала. Изпитването за този вид сила се извършва чрез упражняване на сила надолу върху върха на обекта, съчетана с еднаква и противоположна сила, упражнена нагоре на дъното. С други думи, вие го смачквате - и след това използвате проста математическа формула, за да определите натоварването при натиск, което е било необходимо, преди материалът да се провали.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Формулата за компресивно напрежение е:
CS = F ÷ A, където CS е якостта на натиск, F е силата или товара в точката на повреда и A е началната площ на напречното сечение.
Съображения за изпитване на натиск под налягане
Изпитването за якост на натиск изисква прецизни измервания, така че трябва да се направи процесът на "смачкване" при изпитване на натиск върху натиск при внимателно контролирани условия, включително равни и противоположни сили, приложени за компресиране на материала както от горната, така и от отдолу.
Поради това и тъй като изпитването се извършва до степен на повреда или трайна деформация, не бихте тествали действителна конструкция in situ; вместо това бихте тествали кубичен или цилиндричен образец. Формата на куба или цилиндъра гарантира, че ще имате плоски, паралелни повърхности в горната и долната част на вашия и двете лица трябва да са с напречно сечение - тоест взети под прав ъгъл спрямо вертикалната ос на образец.
Точки за данни във формулата за компресивен стрес
След като сте настроили своя образец в подходящия апарат за вашия научен процес на "смачкване", ще трябва да вземете под внимание две точки с данни. Първият е площта на напречното сечение на образеца, който пресичате, или, казано по друг начин, повърхността на само едно от лицата му.
Другата точка за данни, която ще трябва да измерите, е силата, приложена към вашия образец в момента, в който се провали. Ще прилагате силата бавно до отказ, който обикновено се определя като постоянна деформация. С други думи, деформация, която няма да се върне в първоначалната си форма след премахване на силата на натиск. Често "постоянната деформация" се извършва, когато обектът се счупи.
Съвети
Ако използвате обичайните за САЩ единици, измерете силата в лири и площта в квадратни инчове, така че резултатът ви да бъде в стандартната единица psi или лири на квадратен инч.
Изчисляване на якостта на натиск
След като разполагате с тези точки от данни - независимо дали сте ги измерили сами в лабораторията или сте ги получили с проблем с дума - можете да изчислите силата на натиск на вашия обект. Формулата е:
CS = F ÷ A, където CS е якостта на натиск, F е силата или товара в точката на повреда и A е началната площ на напречното сечение.
Пример: От вас е поискано да изчислите якостта на натиск на бетонен цилиндър. Всяко лице на напречното сечение на цилиндъра е с размери 6 инча и цилиндърът се проваля със сила от 71 000 паунда. Каква е якостта на натиск на тази проба бетон?
Можете да продължите и да замените измерването на силата, 71 000 паунда, във вашето уравнение за F. Но не бързайте и включвайте 6 инча за повърхността на напречното сечение, A. Даден ви е диаметърът на лицето на цилиндъра, но това, от което се нуждаете, е повърхността на това лице.
За да изчислите повърхността, не забравяйте, че площта на кръг е πr2, където r е радиусът на кръга, който е равен на 1/2 диаметъра на кръга. Така че с диаметър 6 инча радиусът на кръга ви е 3 инча, а площта му е π (3)2 = 28,26 инча2.
Сега, когато разполагате с тази информация, вашето уравнение гласи, както следва:
CS = 71 000 паунда ÷ 28,26 инча2 = 2,512 psi
Така че якостта на натиск на вашата проба е 2512 psi. Между другото, това се съчетава със стандартната якост на натиск от 2500 psi на бетон за битови приложения; бетонът за търговски конструкции може да има якост на натиск от 4000 psi или повече.
