La résistance à la compression est un moyen efficace de mesurer la charge qu'une surface ou un matériau peut supporter. Le test de ce type de force est effectué en exerçant une force vers le bas sur le dessus de l'objet, associée à une force égale et opposée exercée vers le haut sur le fond. En d'autres termes, vous l'écrasez, puis vous utilisez une formule mathématique simple pour déterminer la charge de compression qu'il a fallu avant que le matériau ne tombe en panne.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
La formule de contrainte de compression est :
CS = F A, où CS est la résistance à la compression, F est la force ou la charge au point de rupture et UNE est la surface de la section transversale initiale.
Considérations pour tester la charge de compression
Un test de résistance à la compression nécessite des mesures précises, de sorte que le processus "d'écrasement" d'un test de contrainte de compression doit être effectué dans des conditions soigneusement contrôlées, y compris les forces égales et opposées appliquées pour comprimer le matériau à la fois par le haut et bas.
Pour cette raison, et parce que le test est effectué jusqu'au point de rupture ou de déformation permanente, vous ne testeriez pas une structure réelle in situ; au lieu de cela, vous testeriez un spécimen cubique ou cylindrique. La forme de cube ou de cylindre garantit que vous aurez des surfaces planes et parallèles en haut et en bas de votre l'échantillon, et les deux faces doivent être transversales, c'est-à-dire prises à angle droit par rapport à l'axe vertical de l'échantillon. spécimen.
Points de données dans la formule de contrainte de compression
Une fois que vous avez configuré votre spécimen dans l'appareil approprié pour votre processus de "squashing" scientifique, vous devrez prendre note de deux points de données. Le premier est la section transversale de l'échantillon que vous traversez ou, pour le dire autrement, la surface d'une seule de ses faces.
L'autre point de données que vous devrez mesurer est la force appliquée à votre échantillon au moment où il échoue. Vous appliquerez la force lentement jusqu'à la rupture, qui est généralement définie comme une déformation permanente. En d'autres termes, une déformation qui ne reprendra pas sa forme initiale une fois la force de compression supprimée. Souvent, la "déformation permanente" a lieu lorsque l'objet se brise.
Conseils
Si vous utilisez les unités usuelles des États-Unis, mesurez la force en livres et la surface en pouces carrés afin que votre résultat soit dans l'unité standard psi ou livres par pouce carré.
Calcul de la résistance à la compression
Une fois que vous avez ces points de données - que vous les ayez mesurés vous-même en laboratoire ou que vous les ayez reçus dans un problème de mots - vous pouvez calculer la résistance à la compression de votre objet. La formule est :
CS = F A, où CS est la résistance à la compression, F est la force ou la charge au point de rupture et UNE est la surface de la section transversale initiale.
Exemple: On vous a demandé de calculer la résistance à la compression d'un cylindre de béton. Les faces transversales du cylindre mesurent chacune 6 pouces de diamètre et le cylindre s'est rompu à 71 000 livres de force. Quelle est la résistance à la compression de cet échantillon de béton?
Vous pouvez aller de l'avant et substituer la mesure de la force, 71 000 livres, dans votre équation pour F. Mais ne vous précipitez pas et branchez 6 pouces pour la surface transversale, UNE. On vous a donné le diamètre de la face du cylindre, mais ce dont vous avez besoin, c'est de la surface de cette face.
Pour calculer l'aire de surface, rappelez-vous que l'aire d'un cercle est r2, où r est le rayon du cercle, qui est égal à 1/2 du diamètre du cercle. Donc, avec un diamètre de 6 pouces, le rayon de votre cercle est de 3 pouces et son aire est π(3)2 = 28,26 pouces2.
Maintenant que vous avez ces informations, votre équation se lit comme suit :
CS = 71 000 livres ÷ 28,26 pouces2 = 2,512 psi
La résistance à la compression de votre échantillon est donc de 2 512 psi. Incidemment, cela correspond à la résistance à la compression standard de 2 500 psi du béton pour les applications résidentielles; le béton pour les structures commerciales peut avoir une résistance à la compression de 4 000 psi ou plus.