Міцність на стиск - це ефективний спосіб вимірювання навантаження, яке може витримати поверхня або матеріал. Випробування на такий вид міцності проводиться шляхом прикладання сили донизу на верх об'єкта в парі з рівною і протилежною силою, що діє на дно вгору. Іншими словами, ви його роздавлюєте - а потім використовуєте просту математичну формулу, щоб визначити стискне навантаження, яке було потрібно до того, як матеріал вийшов з ладу.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Формула стискаючого напруження:
CS = F ÷ A, де CS - міцність на стиск, F - сила або навантаження в точці руйнування і A - початкова площа поверхні перерізу.
Міркування щодо випробування стискаючого навантаження
Випробування на міцність на стиск вимагає точних вимірювань, тому повинен бути проведений процес "стиснення" при випробуванні на стиск на стиск в ретельно контрольованих умовах, включаючи рівні та протилежні сили, що застосовуються для стискання матеріалу як зверху, так і знизу.
Через це і через те, що випробування проводиться до рівня руйнування або постійної деформації, ви не випробували б фактичну конструкцію in situ; замість цього ви б випробували кубічний або циліндричний зразок. Форма куба або циліндра гарантує, що у вас будуть рівні, паралельні поверхні у верхній і нижній частинах вашої зразка, і обидві грані повинні мати поперечний переріз - тобто взяти під прямим кутом до вертикальної осі зразок.
Точки даних у формулі стискаючого напруження
Після того, як ваш зразок буде налаштований у відповідному апараті для вашого наукового процесу «здушення», вам доведеться взяти до відома два моменти даних. Перший - це площа поперечного перерізу зразка, який ви перетинаєте, або, інакше кажучи, площа поверхні лише однієї з його граней.
Іншою точкою даних, яку вам доведеться виміряти, є сила, яка прикладена до вашого зразка в той момент, коли він не справляється. Ви будете застосовувати силу повільно до руйнування, яке зазвичай визначають як постійну деформацію. Іншими словами, деформація, яка не повернеться до початкової форми після видалення сили стиснення. Часто "постійна деформація" має місце, коли предмет розбивається.
Поради
Якщо ви використовуєте американські одиниці виміру, виміряйте силу в фунтах і площу в квадратних дюймах так, щоб ваш результат був у стандартних одиницях фунтів на квадратний дюйм або фунтах на квадратний дюйм.
Розрахунок міцності на стиск
Отримавши ці дані - незалежно від того, чи вимірювали ви їх самостійно в лабораторії, чи отримували їх із завданням слова - ви можете розрахувати міцність на стиск об’єкта. Формула:
CS = F ÷ A, де CS - міцність на стиск, F - сила або навантаження в точці руйнування і A - початкова площа поверхні перерізу.
Приклад: Вас попросили розрахувати міцність на стиск бетонного циліндра. Грані поперечного перерізу циліндра вимірюють по 6 дюймів в поперечнику, і циліндр вийшов з ладу при силі 71000 фунтів. Яка міцність на стиск у цього зразка бетону?
Ви можете продовжити і підставити вимірювання сили, 71000 фунтів, у своє рівняння на F. Але не поспішайте і підключайте 6 дюймів до площі поверхні перерізу, A. Вам дано діаметр грані циліндра, але вам потрібна площа поверхні цієї грані.
Для обчислення площі поверхні пам’ятайте, що площа кола дорівнює πr2, де р - радіус кола, який дорівнює 1/2 діаметру кола. Отже, при діаметрі 6 дюймів радіус вашого кола дорівнює 3 дюйма, а його площа дорівнює π (3)2 = 28,26 дюйма2.
Тепер, коли ви маєте цю інформацію, ваше рівняння має такий вигляд:
CS = 71000 фунтів ÷ 28,26 дюйма2 = 2512 фунтів на квадратний дюйм
Тож міцність вашого зразка на стиск становить 2512 фунтів / кв. Дюйм. До речі, це поєднується із стандартною міцністю бетону на стиск 2500 фунтів на квадратний дюйм для житлових приміщень; бетон для комерційних конструкцій може мати міцність на стиск 4000 фунтів на квадратний дюйм або більше.