Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Uwagi do testowania obciążenia ściskającego
- Punkty danych we wzorze naprężenia ściskającego
- Napiwki
- Obliczanie wytrzymałości na ściskanie
Wytrzymałość na ściskanie to skuteczny sposób pomiaru obciążenia, jakie może wytrzymać powierzchnia lub materiał. Badanie tego rodzaju siły wykonuje się poprzez wywieranie siły w dół na wierzch przedmiotu, w połączeniu z równą i przeciwną siłą wywieraną w górę na dno. Innymi słowy, zgniatasz go - a następnie używasz prostego wzoru matematycznego, aby określić obciążenie ściskające, jakie przyjęło, zanim materiał się zepsuł.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Formuła naprężenia ściskającego jest następująca:
CS = F ÷ A, gdzie CS jest wytrzymałością na ściskanie, fa oznacza siłę lub obciążenie w punkcie uszkodzenia oraz ZA to początkowa powierzchnia przekroju.
Uwagi do testowania obciążenia ściskającego
Próba wytrzymałości na ściskanie wymaga dokładnych pomiarów, dlatego proces „ściskania” próby wysiłkowej na ściskanie musi być wykonywany w ściśle kontrolowanych warunkach, w tym sił równych i przeciwnych przykładanych do ściskania materiału zarówno od góry, jak i od dołu.
Z tego powodu oraz ponieważ test jest przeprowadzany do punktu zniszczenia lub trwałego odkształcenia, nie przetestowałbyś rzeczywistej struktury in situ; zamiast tego przetestowałbyś próbkę sześcienną lub cylindryczną. Kształt sześcianu lub walca zapewnia, że będziesz mieć płaskie, równoległe powierzchnie na górze i na dole próbki, a obie powierzchnie powinny być przekrojowe - to znaczy, wzięte pod kątem prostym do osi pionowej próbki.
Punkty danych we wzorze naprężenia ściskającego
Po ustawieniu próbki w odpowiednim aparacie do naukowego procesu „zgniatania” musisz wziąć pod uwagę dwa punkty danych. Pierwszym z nich jest pole przekroju przecinanego preparatu lub, innymi słowy, pole powierzchni tylko jednej z jego powierzchni.
Innym punktem danych, który musisz zmierzyć, jest siła przyłożona do próbki w momencie jej awarii. Będziesz przykładał siłę powoli, aż do zniszczenia, które zwykle określa się jako trwałe odkształcenie. Innymi słowy, odkształcenie, które nie powróci do pierwotnego kształtu po usunięciu siły ściskającej. Często „trwałe odkształcenie” ma miejsce, gdy obiekt pęka.
Napiwki
Obliczanie wytrzymałości na ściskanie
Po uzyskaniu tych punktów danych - niezależnie od tego, czy zmierzyłeś je samodzielnie w laboratorium, czy otrzymałeś słowo w zadaniu tekstowym - możesz obliczyć wytrzymałość obiektu na ściskanie. Formuła jest następująca:
CS = F ÷ A, gdzie CS jest wytrzymałością na ściskanie, fa oznacza siłę lub obciążenie w punkcie uszkodzenia oraz ZA to początkowa powierzchnia przekroju.
Przykład: Zostałeś poproszony o obliczenie wytrzymałości na ściskanie cylindra betonowego. Każdy z przekrojów cylindra ma średnicę 6 cali, a cylinder zawiódł przy sile 71 000 funtów. Jaka jest wytrzymałość na ściskanie tej próbki betonu?
Możesz przystąpić do zastąpienia pomiaru siły, 71 000 funtów, swoim równaniem fa. Ale nie spiesz się i włóż 6 cali w pole powierzchni przekroju, ZA. Otrzymano średnicę powierzchni walca, ale potrzebna jest powierzchnia tej powierzchni.
Aby obliczyć powierzchnię, należy pamiętać, że powierzchnia koła wynosi πr2, gdzie r to promień koła, który jest równy 1/2 średnicy koła. Tak więc przy średnicy 6 cali promień okręgów wynosi 3 cale, a jego powierzchnia wynosi π (3)2 = 28,26 cala2.
Teraz, gdy masz już tę informację, twoje równanie brzmi następująco:
CS = 71 000 funtów ÷ 28,26 cala2 = 2512 psi
Tak więc wytrzymałość próbki na ściskanie wynosi 2512 psi. Nawiasem mówiąc, łączy się to ze standardową wytrzymałością betonu na ściskanie 2500 psi do zastosowań mieszkaniowych; beton do konstrukcji komercyjnych może mieć wytrzymałość na ściskanie wynoszącą 4000 psi lub więcej.