NộI Dung
- TL; DR (Quá dài; Không đọc)
- Cân nhắc để thử tải nén
- Điểm dữ liệu trong công thức ứng suất nén
- Lời khuyên
- Tính toán cường độ nén
Cường độ nén là một cách hiệu quả để đo tải trọng bề mặt hoặc vật liệu có thể chịu được. Thử nghiệm cho loại sức mạnh này được thực hiện bằng cách tác dụng lực hướng xuống trên đỉnh của vật thể, kết hợp với một lực bằng nhau và ngược chiều tác dụng hướng lên trên ở phía dưới. Nói cách khác, bạn nén nó - và sau đó sử dụng một công thức toán học đơn giản để xác định tải nén mà nó đã lấy trước khi vật liệu thất bại.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Công thức ứng suất nén là:
CS = F ÷ A, trong đó CS là cường độ nén, ĐỤ là lực hoặc tải tại điểm hỏng và Một là diện tích bề mặt cắt ngang ban đầu.
Cân nhắc để thử tải nén
Thử nghiệm cường độ nén yêu cầu các phép đo chính xác, do đó, quá trình "nén" của thử nghiệm ứng suất nén phải được thực hiện trong các điều kiện được kiểm soát cẩn thận, bao gồm các lực bằng nhau và áp dụng để nén vật liệu từ cả trên và dưới.
Bởi vì điều này, và vì thử nghiệm được thực hiện đến mức thất bại hoặc biến dạng vĩnh viễn, bạn sẽ không kiểm tra một cấu trúc thực tế tại chỗ; thay vào đó, bạn muốn kiểm tra một mẫu vật hình khối hoặc hình trụ. Hình dạng khối hoặc hình trụ đảm bảo rằng bạn sẽ có các bề mặt phẳng, song song ở trên cùng và dưới cùng của mẫu vật của bạn và cả hai mặt phải có mặt cắt ngang - nghĩa là, được chụp theo góc vuông với trục thẳng đứng của mẫu vật.
Điểm dữ liệu trong công thức ứng suất nén
Khi bạn đã thiết lập mẫu vật của mình trong bộ máy thích hợp cho quy trình "bẹp" khoa học của mình, bạn sẽ cần lưu ý hai điểm dữ liệu. Đầu tiên là khu vực cắt ngang của mẫu vật bạn đang giao nhau hoặc, nói cách khác, diện tích bề mặt của chỉ một trong các mặt của nó.
Điểm dữ liệu khác bạn sẽ phải đo là lực tác dụng lên mẫu vật của bạn tại thời điểm nó thất bại. Bạn sẽ áp dụng lực từ từ cho đến khi thất bại, thường được định nghĩa là biến dạng vĩnh viễn. Nói cách khác, một biến dạng sẽ không trở lại hình dạng ban đầu của nó một khi lực nén được loại bỏ. Thông thường, "biến dạng vĩnh viễn" diễn ra khi vật vỡ.
Lời khuyên
Tính toán cường độ nén
Khi bạn có các điểm dữ liệu này - cho dù bạn đã tự đo chúng trong phòng thí nghiệm hoặc nhận được chúng trong một vấn đề từ ngữ - bạn có thể tính toán cường độ nén của đối tượng. Công thức là:
CS = F ÷ A, trong đó CS là cường độ nén, ĐỤ là lực hoặc tải tại điểm hỏng và Một là diện tích bề mặt cắt ngang ban đầu.
Thí dụ: Youve được yêu cầu tính toán cường độ nén của xi lanh bê tông. Các mặt cắt ngang của hình trụ mỗi cạnh có kích thước 6 inch, và hình trụ không thành công với lực 71.000 pound. Cường độ nén của mẫu bê tông đó là gì?
Bạn có thể tiếp tục và thay thế phép đo lực, 71.000 pounds, vào phương trình của bạn cho ĐỤ. Nhưng đừng vội vàng và cắm 6 inch cho diện tích bề mặt cắt ngang, Một. Youve đã được đưa ra đường kính của mặt trụ, nhưng cái bạn cần là diện tích bề mặt của mặt đó.
Để tính diện tích bề mặt, hãy nhớ rằng diện tích của hình tròn là πr2, Ở đâu r là bán kính vòng tròn, bằng 1/2 đường kính vòng tròn. Vì vậy, với đường kính 6 inch, bán kính vòng tròn của bạn là 3 inch và diện tích của nó là π (3)2 = 28,26 trong2.
Bây giờ bạn có thông tin đó, phương trình của bạn đọc như sau:
CS = 71.000 bảng 28,26 trong2 = 2.512 psi
Vì vậy, cường độ nén của mẫu của bạn là 2.512 psi. Ngẫu nhiên, lưới này với cường độ nén 2.500 psi tiêu chuẩn của bê tông cho các ứng dụng dân cư; bê tông cho các cấu trúc thương mại có thể có cường độ nén từ 4.000 psi trở lên.