Як розрахувати міцність на стиск

Зміст

• TL; DR (Занадто довго; Не читав)
• Міркування щодо тестування стискувального навантаження
• Точки даних у формулі стислий напруги
• Поради
• Розрахунок міцності на стиск

Міцність на стиск - це ефективний спосіб вимірювання того, яке навантаження може нести поверхня чи матеріал. Випробування на цей вид міцності виконується шляхом впливу сили вниз на предмет, поєднаного з рівною і протилежною силою, що чиниться вгору на низ. Іншими словами, ти розчавиш його, а потім використовуєш просту математичну формулу, щоб визначити стискаюче навантаження, яке було потрібно до того, як матеріал вийшов з ладу.

TL; DR (Занадто довго; Не читав)

Формула стиску напруги:

CS = F ÷ A, де CS - міцність на стиск, Ж - сила або навантаження в точці відмови і А - початкова площа поперечного перерізу.

Міркування щодо тестування стискувального навантаження

Випробування на міцність на стиск вимагає точних вимірювань, тому процес «стискання» компресійного напруженого випробування повинен здійснюватися в ретельно контрольованих умовах, включаючи рівні і протилежні сили, що застосовуються для стискання матеріалу як зверху, так і знизу.

Через це і тому, що випробування проводиться до точки зриву або постійної деформації, ви б не перевіряли фактичну структуру in situ; замість цього ви випробуєте кубічний або циліндричний зразок. Форма куба або циліндра гарантує, що у вас буде рівна, паралельна поверхня у верхній і нижній частині вашого зразка, і обидві грані повинні бути поперечним перерізом - тобто взяті під прямим кутом до вертикальної осі зразка.

Точки даних у формулі стислий напруги

Після того, як ваш зразок буде встановлений у відповідному апараті для вашого наукового процесу «розчавлення», вам потрібно буде взяти до уваги дві точки даних. Перший - це площа поперечного перерізу зразка, який ви перетинаєте, або, кажучи іншим чином, площа поверхні лише однієї з його граней.

Інша точка даних, яку вам доведеться виміряти, - це сила, прикладена до вашого зразка в момент його виходу з ладу. Ви будете прикладати силу повільно до відмови, який зазвичай визначають як постійну деформацію. Іншими словами, деформація, яка не повернеться до початкової форми, як тільки буде знята сила стиску. Часто «постійна деформація» має місце, коли об’єкт ламається.

Поради

Розрахунок міцності на стиск

Коли ви отримаєте ці точки даних - незалежно від того, чи ви самі їх вимірювали в лабораторії, чи отримували їх у слові, ви можете обчислити міцність на стиск вашого об'єкта. Формула така:

CS = F ÷ A, де CS - міцність на стиск, Ж - сила або навантаження в точці відмови і А - початкова площа поперечного перерізу.

Приклад: Вас попросили розрахувати міцність на стиск бетонного циліндра. Грані циліндра в поперечному перерізі вимірюють 6 дюймів поперек, а циліндр вийшов із ладу при 71 000 фунтів сили. Яка міцність на стиск цього зразка бетону?

Ви можете піти вперед і замінити вимірювання сили, 71 000 фунтів, у своє рівняння Ж. Але не поспішайте і підключіть 6 дюймів для площі поверхні поперечного перерізу, А. Вам надали діаметр грані циліндра, але для цього вам потрібна площа поверхні.

Для обчислення площі поверхні пам’ятайте, що площа кола дорівнює πr², де r - радіус кола, який дорівнює 1/2 діаметру кіл. Отже при діаметрі 6 дюймів радіус ваших кіл дорівнює 3 дюймам, а його площа π (3)² = 28,26 дюйма².

Тепер, коли у вас є ця інформація, ваше рівняння звучить так:

CS = 71 000 фунтів ÷ 28,26 дюйма² = 2,512 фунт / кв

Таким чином, міцність на стиск вашого зразка становить 2512 фунтів на кв. Дюйм. До речі, це сітки зі стандартною міцністю на стиск бетону 2500 фунтів на квадратний дюйм для житлових застосувань; бетон для комерційних конструкцій може мати міцність на стиск 4000 фунтів на кв. дюйм і більше.