Compressietest hoe het wordt uitgevoerd, eigenschappen, voorbeelden

Hij Compressiestudie Het is een experiment dat geleidelijk een monster van materiaal comprimeert, bijvoorbeeld beton, hout of steen, bekend als bekend als reageerbuis en het observeren van de vervorming die wordt geproduceerd door de inspanning of compressiebelasting toegepast.

Een compressie -inspanning wordt geproduceerd door twee krachten die op de uiteinden van een lichaam worden toegepast om de lengte te verminderen bij het comprimeren ervan.

Figuur 1. Compressie -inspanning. Bron: Wikimedia Commons. ADRE-ES/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)

Tegelijkertijd wordt het kruis -sectionele gebied verbreed, zoals te zien is in figuur 1. Naarmate er steeds meer inspanningen worden toegepast, worden de mechanische eigenschappen van het materiaal onthuld.

[TOC]

Hoe wordt compressie -inspanningen toegepast??

Om de compressie -inspanning toe te passen, wordt het monster, bij voorkeur in de vorm van een cirkelvormige dwarscilinder, geplaatst in een machine, bekend als Universele testmachine, die de probate geleidelijk comprimeert in eerder vastgestelde druk neemt toe.

De punten van de inspanningscurve (in Newton/M²) versus unitaire vervorming ε zijn grafisch terwijl ze worden gegenereerd. De inspanning is de reden tussen de toegepaste kracht en het kruis -sectionele gebied, terwijl de eenheidsvervorming de verhouding is tussen AL -verkorting en de oorspronkelijke lengte van het monster L_of:

ε = Δl/ l_of

De mechanische eigenschappen van het materiaal vóór compressie worden afgeleid uit de analyse van de afbeeldingen.

Naarmate het experiment vordert, wordt het monster ingekort en breed. Het experiment eindigt wanneer een fout of breuk in het monster optreedt.

Figuur 2. Compressieonderzoek in een betonnen exemplaar. Bron: Wikimedia Commons.

Eigenschappen en gegevens verkregen

Uit de compressietest worden de mechanische eigenschappen van het materiaal verkregen vóór compressie, bijvoorbeeld de elasticiteitsmodule en de Compressieweerstand, Zeer belangrijk in de materialen die in de constructie worden gebruikt.

Kan u van dienst zijn: Pleiaden: geschiedenis, oorsprong en compositie

Als het te testen materiaal bros is, zal het uiteindelijk worden gebroken, dus de ultieme weerstand is gemakkelijk te vinden. In dit geval wordt de kritische belasting genomen, het type storing dat het materiaal en de vorm van de breuk presenteert.

Maar als het materiaal niet bros maar ductiel is, zal deze ultieme weerstand zich niet gemakkelijk manifesteren, dus de test strekt zich niet voor onbepaalde tijd uit, omdat naarmate de inspanning toeneemt, de staat van interne spanning van het specimenstops uniform is. Op dat moment gaat de geldigheid van de test verloren.

Betrouwbare resultaten

Om de resultaten betrouwbaar te laten zijn, is het noodzakelijk dat de interne vezels van het materiaal parallel blijven, maar interne wrijving maakt de vezels buigen en de spanningsbladeren zijn homogeen.

Het eerste is om de initiële grootte van het monster te overwegen voordat u de test begint. De kortste exemplaren, genaamd Compressiespecimen, Ze hebben de neiging om een ​​vat te nemen, terwijl de langste exemplaren, geroepen Kolommonsters, Ze zijn vastgebonden.

Er is een criterium bekend als Slebeltez Reden, Wat is het quotiënt tussen de beginlengte l_of En de radio de giro r_G:

r = l_of / R_G

Op zijn beurt r_G = √ (i /a) Waar ik het traagheidsmoment is en a is het dwarsdoorsnede -gebied.

Als de slankheidsverhouding minder dan 40 is, werkt deze als een compressie -monster, en als deze groter is dan 60 werkt deze als een kolom. Tussen 40 en 60 zou het monster een tussenliggend gedrag hebben dat de voorkeur heeft om te vermijden, werkend met redenen van minder dan 40 of meer dan 60.

Kan u van dienst zijn: Bethelgeuse

Inspanningsvervormingscurve

De compressietest is analoog aan de spannings- of tractietest, alleen dat het in plaats van het monster te strekken tot de breuk, het de compressieweerstand is die deze keer wordt getest.

Het gedrag van het materiaal verschilt meestal in compressie en tractie, en een ander belangrijk verschil is dat de krachten in de compressietest groter zijn dan in de spanningstest.

figuur 3. Tractie -inspanning of spanning- en compressie -inspanning. Bron: f. Zapata.

In een compressietest, bijvoorbeeld van een aluminiummonster, stijgt de inspanningsvervormingscurve op, terwijl deze in de spanningstest stijgt en vervolgens afdaalt. Elk materiaal heeft zijn eigen gedragscurve.

Figuur 4. Compressietestcurve voor aluminium (links) en de overeenkomstige tractietest (rechts). De specimenfracturen in punt 4. Bron: f. Zapata/Wikimedia Commons

In compressie wordt de inspanning door het conventie als negatief beschouwd, evenals de geproduceerde vervorming, wat het verschil is tussen de laatste en de beginlengte. Dit is de reden waarom een ​​inspannings-devormatiecurve op de derde plaats van het vlak zou zijn, maar de grafiek wordt zonder probleem naar het eerste kwadrant gebracht.

Over het algemeen zijn er twee verschillende gebieden: de elastische vervormingszone en de plastic vervormingszone.

Figuur 5. Compressietestcurve voor ductiel materiaal. Bron: bier, f. Materiaalmechanica.

Elastische vervorming

Het is het lineaire gebied van de figuur, waarin de inspanning en vervorming evenredig zijn, de constante van evenredigheid is de materiaalelasticiteitsmodule, aangeduid als y:

σ = y. ε

Zoals ε is de unitaire vervorming Δl/l_of, Het heeft geen dimensies en de eenheden van en zijn hetzelfde als die van de inspanning.

Wanneer het materiaal in dit gebied werkt, als de belasting wordt verwijderd, zijn de afmetingen van het monster opnieuw het origineel.

Plastische vervorming

Het omvat het niet -lineaire deel van de curve van figuur 5, hoewel de belasting wordt verwijderd, herstelt het monster niet zijn oorspronkelijke afmetingen, die permanent vervormd is. In het plastic gedrag van het materiaal worden twee belangrijke gebieden onderscheiden:

Kan u van dienst zijn: siliciumoxide (SiO2): structuur, eigenschappen, gebruik, verkrijgen

-CEDENCE: De vervorming neemt toe zonder de toegepaste belasting te verhogen.

-Vervorming: Als de belasting blijft toenemen, treedt uiteindelijk de breuk van het monster op.

Voorbeelden van het begrijpen van inspanningen

Concreet

De figuur toont de concrete respons in een compressiestudie (derde kwadrant) en in een spanningstest (eerste kwadrant). Het is een materiaal met compressierespons die verschilt van dat van spanning.

Het lineaire elastische responsbereik van beton tot compressie is groter dan spanning, en uit de uitbreiding van de curve wordt gezien dat beton veel beter bestand is tegen compressie. De breukwaarde van het beton tegen compressie is 20 × 10⁶ N/m².

Figuur 6. Compressie- en spanningstestcurve voor beton. Bron: bier, f. Materiaalmechanica.

Daarom is het beton geschikt voor het bouwen van verticale kolommen die de compressie moeten ondersteunen, maar niet voor balken. Het beton kan worden versterkt door stalen cabines of metalen mazen die onder spanning worden gehandhaafd terwijl het beton droogt.

Grijs gietijzer

Het is een ander materiaal met goed gedrag aan compressie (AC -curve in het derde kwadrant), maar kwetsbaar wanneer het wordt onderworpen aan spanning (AB -curve in het eerste kwadrant).

Figuur 7. Compressie- en spanningstestcurve voor grijs gietijzer. Bron: Hibbeler, r. Materiaalmechanica.

Referenties

1. Bier, f. 2010. Materiaalmechanica. McGraw Hill. 5e. Editie.
2. Cavazos, J.L. Materiaalmechanica. Hersteld van: YouTube.com.
3. Giancoli, D.  2006. Fysica: principes met toepassingen. 6e. Ed Prentice Hall.
4. Hibbeler, R. 2011. Materiaalmechanica. 8e editie. Pearson.
5. Valera Negrete, J. 2005. ALGEMENE FYSICA -NOTIES. UNAM.