Η αντοχή σε θλίψη είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος μέτρησης του φορτίου που μπορεί να αντέξει μια επιφάνεια ή ένα υλικό. Η δοκιμή αυτού του είδους αντοχής πραγματοποιείται ασκώντας δύναμη προς τα κάτω στο πάνω μέρος του αντικειμένου, σε συνδυασμό με μια ίση και αντίθετη δύναμη που ασκείται προς τα πάνω στο κάτω μέρος. Με άλλα λόγια, το σκουπίζετε - και στη συνέχεια χρησιμοποιείτε έναν απλό μαθηματικό τύπο για να προσδιορίσετε το συμπιεστικό φορτίο που πήρε πριν αποτύχει το υλικό.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Ο τύπος συμπιεστικής πίεσης είναι:
CS = F ÷ A, όπου CS είναι η δύναμη συμπίεσης, φά είναι η δύναμη ή το φορτίο στο σημείο βλάβης και ΕΝΑ είναι η αρχική επιφάνεια διατομής.
Σκέψεις για τον έλεγχο του συμπιεστικού φορτίου
Μια δοκιμή αντοχής σε θλίψη απαιτεί ακριβείς μετρήσεις, οπότε πρέπει να γίνει η διαδικασία "συμπίεσης" ενός τεστ συμπίεσης κάτω από προσεκτικά ελεγχόμενες συνθήκες, συμπεριλαμβανομένων των ίσων και αντίθετων δυνάμεων που εφαρμόζονται για τη συμπίεση του υλικού και από την κορυφή και από κάτω μέρος.
Εξαιτίας αυτού, και επειδή η δοκιμή πραγματοποιείται στο σημείο της αποτυχίας ή της μόνιμης παραμόρφωσης, δεν θα δοκιμάσετε μια πραγματική δομή in situ. Αντ 'αυτού, θα δοκιμάσετε ένα κυβικό ή κυλινδρικό δείγμα. Το σχήμα κύβου ή κυλίνδρου διασφαλίζει ότι θα έχετε επίπεδες, παράλληλες επιφάνειες στο πάνω και κάτω μέρος του δείγμα και οι δύο όψεις πρέπει να είναι διατομής - δηλαδή, να λαμβάνονται σε ορθή γωνία προς τον κατακόρυφο άξονα του δείγμα.
Σημεία δεδομένων στον τύπο συμπίεσης στρες
Μόλις ρυθμίσετε το δείγμα σας στην κατάλληλη συσκευή για την επιστημονική σας διαδικασία "σκουός", θα πρέπει να λάβετε υπόψη δύο σημεία δεδομένων. Το πρώτο είναι η περιοχή διατομής του δείγματος που διασχίζετε ή, για να το θέσω με άλλο τρόπο, την επιφάνεια ενός μόνο από τα πρόσωπά του.
Το άλλο σημείο δεδομένων που πρέπει να μετρήσετε είναι η δύναμη που εφαρμόζεται στο δείγμα σας τη στιγμή που αποτυγχάνει. Θα εφαρμόσετε αργά τη δύναμη μέχρι την αποτυχία, η οποία συνήθως ορίζεται ως μόνιμη παραμόρφωση. Με άλλα λόγια, μια παραμόρφωση που δεν θα επιστρέψει στο αρχικό της σχήμα όταν αφαιρεθεί η δύναμη συμπίεσης. Συχνά, η "μόνιμη παραμόρφωση" λαμβάνει χώρα όταν το αντικείμενο σπάσει.
Συμβουλές
Εάν χρησιμοποιείτε τις συνήθεις μονάδες των Η.Π.Α., μετρήστε τη δύναμη σε λίβρες και την περιοχή σε τετραγωνικές ίντσες, έτσι ώστε το αποτέλεσμα να είναι στην τυπική μονάδα psi ή λίρες ανά τετραγωνική ίντσα.
Υπολογισμός συμπίεσης αντοχής
Μόλις έχετε αυτά τα σημεία δεδομένων - είτε τα έχετε μετρήσει μόνοι σας στο εργαστήριο είτε τα έχετε λάβει σε πρόβλημα λέξης - μπορείτε να υπολογίσετε τη δύναμη συμπίεσης του αντικειμένου σας. Ο τύπος είναι:
CS = F ÷ A, όπου CS είναι η δύναμη συμπίεσης, φά είναι η δύναμη ή το φορτίο στο σημείο βλάβης και ΕΝΑ είναι η αρχική επιφάνεια διατομής.
Παράδειγμα: Σας ζητήθηκε να υπολογίσετε τη δύναμη συμπίεσης ενός κυλίνδρου σκυροδέματος. Οι όψεις εγκάρσιας διατομής του κυλίνδρου έχουν διαστάσεις 6 ίντσες και ο κύλινδρος απέτυχε στα 71.000 λίβρες δύναμης. Ποια είναι η αντοχή σε θλίψη αυτού του δείγματος σκυροδέματος;
Μπορείτε να προχωρήσετε και να αντικαταστήσετε τη μέτρηση δύναμης, 71.000 λίβρες, στην εξίσωση σας για φά. Αλλά μην βιάζεστε και συνδέστε 6 ίντσες για την επιφάνεια της διατομής, ΕΝΑ. Σας δόθηκε η διάμετρος του προσώπου του κυλίνδρου, αλλά αυτό που χρειάζεστε είναι η επιφάνεια του προσώπου.
Για να υπολογίσετε την επιφάνεια, θυμηθείτε ότι η περιοχή ενός κύκλου είναι πr2, όπου ρ είναι η ακτίνα του κύκλου, η οποία είναι ίση με το 1/2 της διαμέτρου του κύκλου. Έτσι, με διάμετρο 6 ίντσες, η ακτίνα του κύκλου σας είναι 3 ίντσες και η έκτασή του είναι π (3)2 = 28,26 ίντσες2.
Τώρα που έχετε αυτές τις πληροφορίες, η εξίσωση διαβάζεται ως εξής:
CS = 71.000 λίβρες ÷ 28,26 ίντσες2 = 2.512 psi
Έτσι, η αντοχή σε θλίψη του δείγματος σας είναι 2.512 psi. Παρεμπιπτόντως, αυτό εμπλέκεται με την τυπική αντοχή συμπίεσης 2.500 psi σκυροδέματος για οικιακές εφαρμογές. το σκυρόδεμα για εμπορικές κατασκευές μπορεί να έχει αντοχή συμπίεσης 4.000 psi ή περισσότερο.