Tlačna trdnost je učinkovit način za merjenje obremenitve površine ali materiala. Preizkus tovrstne moči se izvaja z delovanjem sile navzdol na vrh predmeta, povezano z enako in nasprotno silo, ki deluje navzgor na dno. Z drugimi besedami, zmečkate ga - in nato s pomočjo preproste matematične formule določite tlačno obremenitev, preden je material odpovedal.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Formula tlačnega stresa je:
CS = F ÷ A, kjer CS tlačna trdnost, F je sila ali obremenitev na mestu okvare in A je začetna površina preseka.
Premisleki pri preskušanju tlačne obremenitve
Preskus tlačne trdnosti zahteva natančne meritve, zato je treba opraviti postopek "stiskanja" tlačnega tlačnega preskusa v skrbno nadzorovanih pogojih, vključno z enakimi in nasprotnimi silami, ki se uporabljajo za stiskanje materiala z zgornje in zgornje strani spodaj.
Zaradi tega in ker se preskus izvaja do točke okvare ali trajne deformacije, dejanske konstrukcije ne bi preizkusili in situ; namesto tega bi preizkusili kubični ali valjasti primerek. Oblika kocke ali valja zagotavlja, da boste imeli na vrhu in na dnu ravne vzporedne površine vzorec, oba obraza pa naj bosta v prečnem prerezu - torej vzeta pod pravim kotom glede na navpično os primerek.
Podatkovne točke v formuli kompresijskega stresa
Ko boste svoj primerek nastavili v ustreznem aparatu za vaš znanstveni postopek "zmečkanja", boste morali opozoriti na dve podatkovni točki. Prva je površina preseka vzorca, ki ga prečkate, ali drugače povedano, površina samo enega od njegovih obrazov.
Druga podatkovna točka, ki jo boste morali izmeriti, je sila, ki deluje na vaš primerek v trenutku, ko odpove. Sila boste delovali počasi do okvare, ki je običajno opredeljena kot trajna deformacija. Z drugimi besedami, deformacija, ki se po odstranitvi tlačne sile ne bo vrnila v prvotno obliko. Pogosto pride do "trajne deformacije", ko se objekt zlomi.
Nasveti
Če uporabljate običajne ameriške enote, izmerite silo v kilogramih in površino v kvadratnih palcih, tako da je vaš rezultat v standardni enoti psi ali kilogramih na kvadratni palec.
Izračun tlačne trdnosti
Ko imate te podatkovne točke - ne glede na to, ali ste jih sami izmerili v laboratoriju ali ste jih prejeli v besedni nalogi - lahko izračunate tlačno trdnost svojega predmeta. Formula je:
CS = F ÷ A, kjer CS tlačna trdnost, F je sila ali obremenitev na mestu okvare in A je začetna površina preseka.
Primer: Zahtevali so vam izračun tlačne trdnosti betonskega valja. Vsaka površina preseka valja je velika 6 centimetrov, valj pa ni uspel pri 71.000 funtov sile. Kolikšna je tlačna trdnost tega vzorca betona?
Lahko nadaljujete in v svojo enačbo nadomestite merjenje sile, 71.000 funtov F. Ampak ne bodite prenagljeni in priklopite 6 centimetrov za površino preseka, A. Dobili ste premer površine valja, toda kar potrebujete, je površina tega obraza.
Če želite izračunati površino, ne pozabite, da je površina kroga πr2, kje r je polmer kroga, ki je enak 1/2 premera kroga. Torej s premerom 6 palcev je polmer vašega kroga 3 palca, njegova površina pa π (3)2 = 28,26 in2.
Zdaj, ko imate te informacije, se vaša enačba glasi takole:
CS = 71.000 funtov ÷ 28,26 in2 = 2,512 psi
Torej tlačna trdnost vašega vzorca je 2.512 psi. Mimogrede se ta ujema s standardno tlačno trdnostjo betona v višini 2.500 psi za stanovanjske namene; beton za komercialne konstrukcije ima lahko tlačno trdnost 4000 psi ali več.