Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Overvejelser til test af kompressivt belastning
- Datapunkter i komprimeringsstressformlen
- Tips
- Beregning af kompressionsstyrke
Trykstyrke er en effektiv måde at måle, hvor meget belastning en overflade eller materiale kan bære. Testen for denne slags styrke udføres ved at udøve kraft nedad oven på genstanden, parret med en lige og modsatrettet kraft, der udøves opad på bunden. Med andre ord sprænger du det - og derefter bruger du en simpel matematisk formel til at bestemme den trykbelastning, det tog inden materialet mislykkedes.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Formel for trykspænding er:
CS = F ÷ A, hvor CS er trykstyrken, F er kraften eller belastningen på svigtspunktet og EN er det indledende tværsnitsoverfladeareal.
Overvejelser til test af kompressivt belastning
En trykstyrkeundersøgelse kræver nøjagtige målinger, så "squashing" -processen ved en trykstresstest skal udføres under omhyggeligt kontrollerede forhold, herunder de lige og modsatte kræfter, der påføres for at komprimere materialet fra både top og bund.
På grund af dette, og fordi testen udføres til det punkt, hvor svigt eller permanent deformation er, ville du ikke teste en faktisk struktur in situ; I stedet tester du en kubisk eller cylindrisk prøve. Kuben eller cylinderformen sikrer, at du har flade, parallelle overflader øverst og nederst på dit prøve, og begge sider skal være i tværsnit - det vil sige taget vinkelret på prøveens lodrette akse.
Datapunkter i komprimeringsstressformlen
Når du har konfigureret dit eksemplar i det passende apparat til din videnskabelige "squash" -proces, skal du være opmærksom på to datapunkter. Den første er tværsnitsområdet for prøven, som du krydser, eller for at sige det på en anden måde, overfladearealet på blot et af dets flader.
Det andet datapunkt, du skal måle, er den kraft, der anvendes på dit prøve, på det øjeblik, det mislykkes. Du anvender kraften langsomt indtil fiasko, som normalt defineres som en permanent deformation. Med andre ord en deformation, der ikke vender tilbage til sin oprindelige form, når trykkraften er fjernet. Ofte finder den "permanente deformation" sted, når objektet går i stykker.
Tips
Beregning af kompressionsstyrke
Når du først har disse datapunkter - uanset om du har målt dem selv i laboratoriet eller modtaget dem i et ordproblem - kan du beregne dit objekts trykstyrke. Formlen er:
CS = F ÷ A, hvor CS er trykstyrken, F er kraften eller belastningen på svigtspunktet og EN er det indledende tværsnitsoverfladeareal.
Eksempel: Du er blevet bedt om at beregne en betoncylinders trykstyrke. Tværsnitsfladerne på cylinderen måler hver 6 tommer på tværs, og cylinderen mislykkedes med 71.000 kg kraft. Hvad er trykstyrken for denne prøve af beton?
Du kan gå videre og erstatte styrkemåling, 71.000 pund, i din ligning for F. Men vær ikke forhastet og sæt 6 tommer ind for tværsnitsoverfladearealet, EN. Du har fået diameteren på flasken på cylinderen, men hvad du har brug for er overfladen af det ansigt.
For at beregne overfladearealet skal du huske at arealet af en cirkel er πr2, hvor r er cirkleradius, som er lig med 1/2 cirkeldiameter. Så med en diameter på 6 inches er din cirkels radius 3 inches, og dens område er π (3)2 = 28,26 in2.
Nu hvor du har disse oplysninger, lyder din ligning som følger:
CS = 71.000 pund ÷ 28,26 in2 = 2,512 psi
Så trykstyrken for din prøve er 2.512 psi. I øvrigt griber dette sammen med den almindelige betonstyrke på 2.500 psi af beton til boliganvendelser; beton til kommercielle strukturer kan have en trykstyrke på 4.000 psi eller mere.