Rezistența la compresiune este un mod eficient de măsurare a cantității de încărcare pe care o suportă o suprafață sau un material. Testul pentru acest tip de forță este efectuat prin exercitarea forței în jos deasupra obiectului, asociată cu o forță egală și opusă exercitată în sus pe partea de jos. Cu alte cuvinte, îl spălați - și apoi utilizați o formulă matematică simplă pentru a determina sarcina de compresie necesară înainte ca materialul să cedeze.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Formula de stres compresiv este:
CS = F ÷ A, unde CS este rezistența la compresiune, F este forța sau sarcina în punctul de avarie și A este suprafața inițială a secțiunii transversale.
Considerații pentru testarea sarcinii compresive
Un test de rezistență la compresiune necesită măsurători precise, deci trebuie făcut procesul de „strivire” al unui test de rezistență la compresiune în condiții atent controlate, inclusiv forțele egale și opuse aplicate pentru comprimarea materialului atât de sus, cât și de fund.
Din acest motiv și pentru că testul este efectuat până la eșec sau deformare permanentă, nu ați testa o structură reală in situ; în schimb, ați testa un exemplar cubic sau cilindric. Forma cubului sau a cilindrului vă asigură că veți avea suprafețe plane, paralele, în partea de sus și de jos și ambele fețe ar trebui să fie secțiuni transversale - adică luate în unghi drept față de axa verticală a specimen.
Puncte de date în formula de stres compresiv
Odată ce specimenul este configurat în aparatul adecvat procesului științific de „zdrobire”, va trebui să luați notă de două puncte de date. Primul este aria secțiunii transversale a exemplarului pe care îl traversați sau, altfel spus, suprafața doar a uneia dintre fețele sale.
Celălalt punct de date pe care va trebui să îl măsurați este forța aplicată specimenului dvs. în momentul în care acesta eșuează. Vei aplica forța încet până la eșec, care este de obicei definit ca o deformare permanentă. Cu alte cuvinte, o deformare care nu va reveni la forma inițială odată ce forța de compresie este îndepărtată. Adesea, „deformarea permanentă” are loc atunci când obiectul se sparge.
sfaturi
Dacă utilizați unități obișnuite din SUA, măsurați forța în lire sterline și aria în inci pătrate, astfel încât rezultatul dvs. să fie în unitatea standard psi sau lire sterline pe inch pătrat.
Calculul rezistenței la compresiune
Odată ce aveți aceste puncte de date - indiferent dacă le-ați măsurat singur în laborator sau le-ați primit într-o problemă de cuvinte - puteți calcula rezistența la compresiune a obiectului dvs. Formula este:
CS = F ÷ A, unde CS este rezistența la compresiune, F este forța sau sarcina în punctul de avarie și A este suprafața inițială a secțiunii transversale.
Exemplu: Vi s-a cerut să calculați rezistența la compresiune a unui cilindru de beton. Fețele secțiunii transversale a cilindrului măsoară fiecare 6 inci, iar cilindrul a eșuat la 71.000 de lire sterline de forță. Care este rezistența la compresiune a probei de beton?
Puteți continua și înlocui măsurarea forței, 71.000 de lire sterline, în ecuația dvs. pentru F. Dar nu vă grăbiți și conectați 6 inci pentru suprafața secțiunii transversale, A. Vi s-a dat diametrul feței cilindrului, dar ceea ce aveți nevoie este suprafața feței respective.
Pentru a calcula suprafața, amintiți-vă că aria unui cerc este πr2, Unde r este raza cercului, care este egală cu 1/2 din diametrul cercului. Deci, cu un diametru de 6 inci, raza cercului dvs. este de 3 inci, iar aria sa este π (3)2 = 28,26 in2.
Acum că aveți aceste informații, ecuația dvs. se citește după cum urmează:
CS = 71.000 de lire sterline ÷ 28,26 in2 = 2.512 psi
Deci, rezistența la compresiune a probei dvs. este de 2.512 psi. De altfel, aceasta se plasează cu rezistența la compresiune standard de 2.500 psi a betonului pentru aplicații rezidențiale; betonul pentru structuri comerciale poate avea o rezistență la compresiune de 4.000 psi sau mai mult.