Spiedes izturība ir efektīvs veids, kā izmērīt, cik lielu slodzi var izturēt virsma vai materiāls. Šāda veida izturības pārbaude tiek veikta, piespiežot spēku uz leju objekta augšpusē, apvienojumā ar vienādu un pretēju spēku, kas tiek veikts uz augšu uz leju. Citiem vārdiem sakot, jūs to saspiežat - un pēc tam izmantojiet vienkāršu matemātisko formulu, lai noteiktu spiedes slodzi, kas bija nepieciešama pirms materiāla izgāšanās.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Spiediena sprieguma formula ir:
CS = F ÷ A, kur CS ir spiedes stiprība, F ir spēks vai slodze atteices brīdī un A ir sākotnējais šķērsgriezuma virsmas laukums.
Apsvērumi par spiedes slodzes pārbaudi
Spiedes stiprības pārbaudei ir nepieciešami precīzi mērījumi, tāpēc jāveic spiedes sprieguma testa "saspiešanas" process rūpīgi kontrolētos apstākļos, ieskaitot vienādus un pretējus spēkus, ko pieliek materiāla saspiešanai gan no augšas, gan no apakšā.
Šī iemesla dēļ un tāpēc, ka tests tiek veikts līdz atteicei vai paliekošai deformācijai, jūs faktisko struktūru nepārbaudītu uz vietas; tā vietā jūs pārbaudītu kubisku vai cilindrisku paraugu. Kuba vai cilindra forma nodrošina, ka jūsu augšpusē un apakšā jums būs plakanas, paralēlas virsmas paraugam, un abām pusēm jābūt šķērsgriezumam - tas ir, jāņem taisnā leņķī pret vertikālo asi eksemplārs.
Datu punkti saspiešanas sprieguma formulā
Kad jūsu paraugs ir iestatīts atbilstošajā aparātā jūsu zinātniskajam "saspiešanas" procesam, jums jāņem vērā divi datu punkti. Pirmais ir šķērsgriezuma laukums paraugam, kuru šķērsojat, vai, citiem vārdiem sakot, tikai vienas no tās virsmām.
Otrs datu punkts, kas jums būs jāmēra, ir spēks, kas tiek piemērots jūsu paraugam brīdī, kad tas neizdodas. Spēks tiks pielietots lēnām līdz kļūmei, kas parasti tiek definēta kā paliekoša deformācija. Citiem vārdiem sakot, deformācija, kas pēc spiedes spēka noņemšanas vairs neatgriezīsies sākotnējā formā. Bieži vien "paliekošā deformācija" notiek, kad objekts saplīst.
Padomi
Ja izmantojat ASV parastās mērvienības, izmēriet spēku mārciņās un laukumu kvadrātcollos tā, lai rezultāts būtu standarta psi vai mārciņās uz kvadrātcollu.
Spiedes stiprības aprēķināšana
Kad jums būs šie datu punkti - neatkarīgi no tā, vai esat tos pats izmērījis laboratorijā vai saņēmis ar vārdu uzdevumu, jūs varat aprēķināt sava objekta spiedes stiprumu. Formula ir:
CS = F ÷ A, kur CS ir spiedes stiprība, F ir spēks vai slodze atteices brīdī un A ir sākotnējais šķērsgriezuma virsmas laukums.
Piemērs: Jums ir lūgts aprēķināt betona cilindra spiedes stiprību. Katra cilindra šķērsgriezuma virsma ir 6 collas gara, un cilindrs neizdevās ar 71 000 mārciņu spēku. Kāda ir šī betona parauga spiedes izturība?
Jūs varat iet uz priekšu un aizstāt spēka mērījumu, 71 000 mārciņas, savā vienādojumā F. Bet nesteidzieties un pievienojiet 6 collas šķērsgriezuma virsmas laukumam, A. Jums ir piešķirts cilindra sejas diametrs, bet jums ir nepieciešams šīs sejas virsmas laukums.
Lai aprēķinātu virsmas laukumu, atcerieties, ka apļa laukums ir πr2, kur r ir apļa rādiuss, kas ir vienāds ar 1/2 apļa diametru. Tātad ar 6 collu diametru jūsu apļa rādiuss ir 3 collas, un tā laukums ir π (3)2 = 28,26 collas2.
Tagad, kad jums ir šī informācija, jūsu vienādojums skan šādi:
CS = 71 000 mārciņu ÷ 28,26 collas2 = 2512 psi
Tātad parauga spiedes stiprība ir 2512 psi. Starp citu, tas savienojas ar standarta betona spiedes izturību 2500 psi dzīvojamām vajadzībām; komerciālo konstrukciju betona spiedes stiprība var būt 4000 psi vai lielāka.