Komprimeringstest hvordan den utføres, egenskaper, eksempler

Han Komprimeringsforsøk Det er et eksperiment som utføres gradvis komprimering av en prøve av materiale, for eksempel betong, tre eller stein, kjent som prøverør og observere deformasjonen produsert av innsatsen eller kompresjonsbelastningen påført.

En komprimeringsinnsats produseres av to krefter som brukes på endene av et legeme for å redusere lengden når de komprimerer det.

Figur 1. Komprimeringsinnsats. Kilde: Wikimedia Commons. ADRE-ES/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)

Samtidig utvides dets krysseseksjonsområde, som det kan sees i figur 1. Når økende innsats blir brukt, blir de mekaniske egenskapene til materialet avslørt.

[TOC]

Hvordan brukes komprimeringsinnsats?

For å anvende kompresjonsinnsatsen, plasseres prøven, helst i form av et sirkulært kryss -sylinder, i en maskin, kjent som Universal testmaskin, som komprimerer skifteratet gradvis i tidligere etablerte trykk øker.

Poengene i innsatskurven (i Newton/M²) kontra enhetlig deformasjon ε er grafering når de genereres. Innsatsen er årsaken mellom den påførte kraften og det kryssende området, mens enhetsdeformasjonen er forholdet mellom ΔL forkortelse og den opprinnelige lengden på prøven L_enten:

ε = Δl/ l_enten

De mekaniske egenskapene til materialet før komprimering blir trukket fra analysen av grafikken.

Når eksperimentet utvikler seg, blir prøven forkortet og bredt. Eksperimentet slutter når en feil eller brudd oppstår i prøven.

Figur 2. Kompresjonsforsøk i et konkret eksemplar. Kilde: Wikimedia Commons.

Egenskaper og innhentet data

Fra kompresjonstesten oppnås de mekaniske egenskapene til materialet før komprimering, for eksempel Elastisitetsmodul og Kompresjonsmotstand, veldig viktig i materialene som brukes i konstruksjon.

Kan tjene deg: Pleiades: Historie, opprinnelse og komposisjon

Hvis materialet som skal testes er sprøtt, vil det til slutt bli sprukket, så den endelige motstanden blir lett funnet. I dette tilfellet tas den kritiske belastningen, typen svikt som presenterer materialet og formen på bruddet.

Men hvis materialet ikke er sprøtt, men duktil, vil denne ultimate motstanden ikke manifestere seg lett, så testen strekker seg ikke på ubestemt tid, siden når innsatsen øker, stopper tilstanden til intern spenning på prøven. På det tidspunktet går gyldigheten av testen tapt.

Pålitelige resultater

For at resultatene skal være pålitelige, er det nødvendig at de indre fibrene i materialet forblir parallelt, men indre friksjon får fibrene til å bøye seg og spenningen er homogene.

Den første tingen er å vurdere den første størrelsen på prøven før du starter testen. De korteste eksemplene, kalt Komprimeringseksemplar, De har en tendens til å ta en tønne, mens de lengste eksemplene, kalt Kolonneprøver, De er spenne.

Det er et kriterium kjent som Slebeltez grunn, Hva er kvotienten mellom den første lengden l_enten Og radio de giro r_g:

r = l_enten / R_g

På sin side r_g = √ (I /A) der jeg er treghetsmomentet og A er tverrsnittsarealet.

Hvis slankehetsforholdet er mindre enn 40, fungerer det som et komprimeringsprøve, og hvis det er større enn 60 fungerer det som en kolonne. Mellom 40 og 60 vil prøven ha en mellomliggende oppførsel som er å foretrekke å unngå, og jobbe med grunner mindre enn 40 eller større enn 60.

Kan tjene deg: Bethelgeuse

Innsatsdeformasjonskurve

Kompresjonstesten er analog med spennings- eller trekkrafttesten, bare at i stedet for å strekke prøven til bruddet, er det kompresjonsmotstanden som testes denne gangen.

Oppførselen til materialet er vanligvis forskjellig i kompresjon og trekkraft, og en annen viktig forskjell er at kreftene i kompresjonstesten er større enn i spenningstesten.

Figur 3. Trekkinnsats eller spenning og kompresjonsinnsats. Kilde: f. Zapata.

I en komprimeringstest, for eksempel en aluminiumprøve, er innsatsdeformasjonskurven stigende, mens den i spenningstesten stiger og deretter stiger ned. Hvert materiale har sin egen atferdskurve.

Figur 4. Kompresjonstestkurve for aluminium (venstre) og den tilsvarende trekkprøven (til høyre). Prøvenes brudd i punkt 4. Kilde: f. Zapata/Wikimedia Commons

I komprimering anses innsatsen som negativ av konvensjonen, så vel som deformasjonen som er produsert, som er forskjellen mellom den endelige og startlengden. Dette er grunnen til at en innsatsdefformasjonskurve ville være på tredjeplassen i flyet, men grafen blir ført til den første kvadranten uten problemer.

Generelt er det to forskjellige områder: den elastiske deformasjonssonen og plastisk deformasjonssone.

Figur 5. Kompresjonstestkurve for duktilt materiale. Kilde: øl, f. Materialmekanikk.

Elastisk deformasjon

Det er den lineære regionen av figuren, der innsatsen og deformasjonen er proporsjonal, og konstanten av proporsjonalitet er Materialelastisitetsmodul, betegnet som y:

σ = y. ε

Ettersom ε er enhetsdeformasjonen ΔL/L_enten, Den har ingen dimensjoner og enhetene til og er de samme som for innsatsen.

Når materialet fungerer i dette området, hvis belastningen fjernes, er dimensjonene til prøven originalen igjen.

Plastisk deformasjon

Den inkluderer den ikke -lineære delen av kurven i figur 5, selv om belastningen er fjernet, utvinner prøven ikke sine opprinnelige dimensjoner, og blir permanent deformert. I plastoppførselen til materialet skilles to viktige regioner:

Kan tjene deg: silisiumoksyd (SiO2): struktur, egenskaper, bruk, skaffelse

-Sedence: Deformasjon øker uten å øke den påførte belastningen.

-Deformasjon: Hvis belastningen fortsetter å øke, oppstår til slutt brudd på prøven.

Eksempler på forståelse

Betong

Figuren viser den konkrete responsen i en kompresjonsforsøk (tredje kvadrant) og i en spenningstest (første kvadrant). Det er et materiale med kompresjonsrespons forskjellig fra spenningen.

Den lineære elastiske responsen varierer fra betong til kompresjon er større enn spenning, og fra forlengelsen av kurven ser man at betong er mye mer motstandsdyktig mot komprimering. Rupturverdien av betongen mot komprimering er 20 × 10⁶ N/m².

Figur 6. Komprimering og spenningstestkurve for betong. Kilde: øl, f. Materialmekanikk.

Dette er grunnen til at betongen er egnet for å bygge vertikale søyler som må støtte komprimering, men ikke for bjelker. Betongen kan forsterkes av stålhoser eller metallmasker som opprettholdes under spenning mens betongen tørker.

Grått støpejern

Det er et annet materiale med god oppførsel til komprimering (vekselstrømskurve i den tredje kvadranten), men skjøre når den blir utsatt for spenning (AB -kurve i den første kvadranten).

Figur 7. Komprimering og spenningstestkurve for grått støpejern. Kilde: Hibbeler, R. Materialmekanikk.

Referanser

1. Øl, f. 2010. Materialmekanikk. McGraw Hill. 5. plass. Utgave.
2. Cavazos, J.L. Materialmekanikk. Gjenopprettet fra: YouTube.com.
3. Giancoli, d.  2006. Fysikk: Prinsipper med applikasjoner. 6. Ed Prentice Hall.
4. Hibbeler, R. 2011. Materialmekanikk. 8. utgave. Pearson.
5. Valera Negrete, J. 2005. Generelle fysikknotater. Unam.