Tlačna čvrstoća učinkovit je način mjerenja kolika opterećenja može podnijeti površina ili materijal. Ispitivanje ove vrste snage izvodi se djelovanjem sile prema dolje na vrh predmeta, uparene s jednakom i suprotnom silom koja djeluje prema gore na dnu. Drugim riječima, zgnječite ga - a zatim pomoću jednostavne matematičke formule odredite tlačno opterećenje prije nego što materijal propadne.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Formula tlačnog naprezanja je:
CS = F ÷ A, gdje CS tlačna čvrstoća, F je sila ili opterećenje na mjestu kvara i A početna je površina presjeka.
Razmatranja za ispitivanje tlačnog opterećenja
Ispitivanje tlačne čvrstoće zahtijeva precizna mjerenja, pa se mora provesti postupak "zgnječenja" tlačnog tlačnog ispitivanja u pažljivo kontroliranim uvjetima, uključujući jednake i suprotstavljene sile primijenjene za sabijanje materijala s gornje i gornje strane dno.
Zbog toga i zato što se ispitivanje izvodi do točke kvara ili trajne deformacije, ne biste testirali stvarnu strukturu in situ; umjesto toga, testirali biste kubični ili cilindrični uzorak. Oblik kocke ili cilindra osigurava vam da imate ravne, paralelne površine na vrhu i dnu vašeg uzorak, a obje strane trebaju biti u presjeku - odnosno uzeti pod pravim kutom u odnosu na okomitu os primjerak.
Točke podataka u formuli kompresivnog naprezanja
Nakon što svoj uzorak namjestite u odgovarajući uređaj za vaš znanstveni postupak "zgnječenja", morat ćete zabilježiti dvije podatkovne točke. Prva je površina presjeka uzorka koji prelazite ili, drugačije rečeno, površina samo jednog od njegovih lica.
Druga točka podataka koju ćete morati izmjeriti je sila primijenjena na vaš uzorak u trenutku kada zakaže. Polagano ćete primjenjivati silu do otkaza, što se obično definira kao trajna deformacija. Drugim riječima, deformacija koja se neće vratiti u svoj izvorni oblik nakon uklanjanja tlačne sile. Često se "trajna deformacija" dogodi kad se objekt razbije.
Savjeti
Ako koristite američke uobičajene jedinice, izmjerite silu u kilogramima i površinu u četvornim inčima tako da vaš rezultat bude u standardnoj jedinici psi ili funtama po kvadratnom inču.
Proračun tlačne čvrstoće
Jednom kada dobijete ove podatkovne točke - bez obzira jeste li ih sami izmjerili u laboratoriju ili ste ih primili s problemom riječi - možete izračunati tlačnu čvrstoću svog predmeta. Formula je:
CS = F ÷ A, gdje CS tlačna čvrstoća, F je sila ili opterećenje na mjestu kvara i A početna je površina presjeka.
Primjer: Od vas se traži da izračunate tlačnu čvrstoću betonskog cilindra. Poprečni presjeci ploča cilindra mjere po 6 inča, a cilindar nije uspio snagom od 71.000 kilograma. Kolika je tlačna čvrstoća tog uzorka betona?
Možete nastaviti i u svoju jednadžbu zamijeniti mjerenje sile, 71 000 funti F. Ali nemojte biti brz i priključite 6 inča za površinu presjeka, A. Dobili ste promjer površine cilindra, ali ono što trebate je površina tog lica.
Da biste izračunali površinu, imajte na umu da je površina kruga πr2, gdje r je polumjer kruga, koji je jednak 1/2 promjera kruga. Dakle, s promjerom od 6 inča, polumjer vašeg kruga je 3 inča, a površina mu je π (3)2 = 28,26 inča2.
Sad kad imate te podatke, vaša jednadžba glasi kako slijedi:
CS = 71.000 funti ÷ 28,26 in2 = 2,512 psi
Dakle, tlačna čvrstoća vašeg uzorka je 2.512 psi. Inače, ovo se spaja sa standardnom čvrstoćom betona od 2.500 psi za stanovanje; beton za komercijalne konstrukcije može imati tlačnu čvrstoću od 4000 psi ili više.