Wytrzymałość na ściskanie to skuteczny sposób pomiaru obciążenia, jakie może wytrzymać powierzchnia lub materiał. Test na ten rodzaj siły jest wykonywany poprzez wywarcie siły skierowanej w dół na wierzch obiektu, w połączeniu z równą i przeciwną siłą wywieraną w górę na spód. Innymi słowy, zgniatasz go – a następnie za pomocą prostego wzoru matematycznego określasz obciążenie ściskające, jakie przyjęło, zanim materiał uległ uszkodzeniu.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Wzór na naprężenie ściskające to:
CS = F ÷ A, gdzie CS to wytrzymałość na ściskanie, fa jest siłą lub obciążeniem w punkcie uszkodzenia i ZA jest początkową powierzchnią przekroju.
Rozważania dotyczące testowania obciążenia ściskającego
Test wytrzymałości na ściskanie wymaga dokładnych pomiarów, dlatego należy przeprowadzić proces „zgniatania” testu naprężeń ściskających w dokładnie kontrolowanych warunkach, z uwzględnieniem równych i przeciwstawnych sił przykładanych do ściskania materiału zarówno od góry, jak i od Dolny.
Z tego powodu, a także dlatego, że test jest przeprowadzany do punktu zniszczenia lub trwałego odkształcenia, nie testowałbyś rzeczywistej konstrukcji na miejscu; zamiast tego testujesz próbkę sześcienną lub cylindryczną. Kształt sześcianu lub cylindra zapewnia płaskie, równoległe powierzchnie na górze i na dole próbki, a obie powierzchnie powinny być przekrojowe – czyli pobrane pod kątem prostym do pionowej osi okaz.
Punkty danych we wzorze na naprężenie ściskające
Po skonfigurowaniu próbki w odpowiednim aparacie do naukowego procesu „zgniatania”, musisz zanotować dwa punkty danych. Pierwszym z nich jest pole przekroju krzyżowanego osobnika lub, inaczej mówiąc, powierzchnia tylko jednej z jego twarzy.
Innym punktem danych, który będziesz musiał zmierzyć, jest siła przyłożona do próbki w momencie jej awarii. Siłę będziesz przykładać powoli, aż do awarii, która jest zwykle definiowana jako trwałe odkształcenie. Innymi słowy, odkształcenie, które nie powróci do swojego pierwotnego kształtu po usunięciu siły ściskającej. Często „trwałe odkształcenie” ma miejsce, gdy przedmiot pęka.
Wskazówki
Jeśli używasz standardowych jednostek amerykańskich, zmierz siłę w funtach, a powierzchnię w calach kwadratowych, tak aby wynik był w standardowej jednostce psi lub funtach na cal kwadratowy.
Obliczanie wytrzymałości na ściskanie
Gdy masz już te punkty danych – niezależnie od tego, czy zmierzyłeś je samodzielnie w laboratorium, czy otrzymałeś je w zadaniu tekstowym – możesz obliczyć wytrzymałość swojego obiektu na ściskanie. Formuła to:
CS = F ÷ A, gdzie CS to wytrzymałość na ściskanie, fa jest siłą lub obciążeniem w punkcie uszkodzenia i ZA jest początkową powierzchnią przekroju.
Przykład: Zostałeś poproszony o obliczenie wytrzymałości na ściskanie cylindra betonowego. Każda z powierzchni przekroju poprzecznego cylindra ma średnicę 6 cali, a cylinder zawiódł przy sile 71 000 funtów. Jaka jest wytrzymałość na ściskanie tej próbki betonu?
Możesz iść dalej i podstawić pomiar siły, 71 000 funtów, do swojego równania dla fa. Ale nie spiesz się i podłącz 6 cali do powierzchni przekroju poprzecznego, ZA. Otrzymałeś średnicę powierzchni cylindra, ale potrzebujesz pola powierzchni tej powierzchni.
Aby obliczyć pole powierzchni, pamiętaj, że pole koła to πr2, gdzie r to promień okręgu, który jest równy 1/2 średnicy okręgu. Więc przy średnicy 6 cali promień twojego okręgu wynosi 3 cale, a jego powierzchnia to π(3)2 = 28,26 cala2.
Teraz, gdy masz te informacje, twoje równanie wygląda następująco:
CS = 71 000 funtów ÷ 28,26 cala2 = 2,512 psi
Tak więc wytrzymałość próbki na ściskanie wynosi 2512 psi. Nawiasem mówiąc, zazębia się to ze standardową wytrzymałością betonu na ściskanie 2500 psi do zastosowań mieszkalnych; beton do konstrukcji komercyjnych może mieć wytrzymałość na ściskanie 4000 psi lub więcej.
