Komprimeringstest hur det utförs, egenskaper, exempel

han Kompressionsförsök Det är ett experiment som genomförs gradvis komprimerar ett prov av material, till exempel betong, trä eller sten, känd som provrör och observera deformation som produceras av ansträngningen eller kompressionsbelastningen.

En kompressionsinsats produceras av två krafter som appliceras på en kropps ändar för att minska dess längd när man komprimerar den.

Figur 1. Kompressionsinsats. Källa: Wikimedia Commons. ADRE-ES/CC BY-SA (https: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)

Samtidigt breddas dess tvärsektionsområde, vilket kan ses i figur 1. När ökande ansträngningar tillämpas avslöjas materialets mekaniska egenskaper.

[TOC]

Hur tillämpas kompressionsinsats?

För att tillämpa kompressionsinsatsen placeras provet, helst i form av en cirkulär tvärsektionscylinder, i en maskin, känd som Universell testmaskin, som komprimerar skifteret gradvis i tidigare etablerade tryck ökar.

Punkterna för ansträngningskurvan (i Newton/m²) kontra enhetlig deformation ε graferas när de genereras. Insatsen är orsaken mellan den applicerade kraften och tvärsektionsområdet, medan enhetsdeformationen är förhållandet mellan ΔL -förkortning och den ursprungliga längden på provet_antingen:

ε = Δl/ l_antingen

Materialets mekaniska egenskaper före komprimering dras från analysen av grafiken.

När experimentet fortskrider är provet förkortat och brett. Experimentet slutar när ett fel eller ett fraktur inträffar i provet.

figur 2. Komprimeringsförsök i ett konkret prov. Källa: Wikimedia Commons.

Egenskaper och data erhållna

Från kompressionstestet erhålls materialets mekaniska egenskaper före komprimering, till exempel elasticitetsmodul och den kompressionsmotstånd, mycket viktigt i materialen som används i konstruktionen.

Kan tjäna dig: Pleiades: historia, ursprung och komposition

Om materialet som ska testas är sprött, kommer det så småningom att bli sprickat, så det ultimata motståndet hittas lätt. I detta fall tas den kritiska belastningen, den typ av fel som presenterar materialet och formen på sprickan.

Men om materialet inte är sprött utan duktil, kommer detta ultimata motstånd inte att manifestera sig lätt, så testet sträcker sig inte på obestämd tid, eftersom när ansträngningen ökar stoppar provets inre spänning vara enhetligt att vara enhetligt stannar enhetligt. Vid den tidpunkten går testets giltighet förlorad.

Pålitliga resultat

För att resultaten ska vara tillförlitliga är det nödvändigt att materialets inre fibrer förblir parallella, men inre friktion gör att fibrerna böjs och spänningen är homogena.

Det första är att överväga provets initiala storlek innan du startar testet. De kortaste exemplen som kallas Kompressionsprov, De tenderar att ta en fat, medan de längsta exemplen, kallade Kolumnprover, De är bucklade.

Det finns ett kriterium som kallas Slebeltez anledning, Vad är kvoten mellan den initiala längden l_antingen Och Radio de Giro r_g:

r = l_antingen / R_g

I sin tur r_g = √ (i /a) där jag är tröghetsmomentet och A är tvärsnittsområdet.

Om slankhetsförhållandet är mindre än 40 fungerar det som ett kompressionsprov, och om det är större än 60 fungerar det som en kolumn. Mellan 40 och 60 skulle provet ha ett mellanliggande beteende som är att föredra att undvika, arbeta med skäl mindre än 40 eller mer än 60.

Kan tjäna dig: Bethelgeuse

Ansträngningskurva

Komprimeringstestet är analogt med spänningen eller dragtestet, bara det istället för att sträcka provet fram till brottet, är det kompressionsmotståndet som testas den här gången.

Materialets beteende skiljer sig vanligtvis i komprimering och dragkraft, och en annan viktig skillnad är att krafterna i kompressionstestet är större än i spänningstestet.

Figur 3. Dragkraft eller spännings- och kompressionsinsats. Källa: f. Zapata.

I ett komprimeringstest, till exempel på ett aluminiumprov, stiger ansträngningsdeformationskurvan stigande, medan den i spänningstestet stiger och sedan sjunker ner. Varje material har sin egen beteendekurva.

Figur 4. Komprimeringstestkurva för aluminium (vänster) och motsvarande dragtest (höger). Provfrakturerna i punkt 4. Källa: f. Zapata/Wikimedia Commons

Vid komprimering betraktas ansträngningen negativ av konvention, såväl som deformation som produceras, vilket är skillnaden mellan den slutliga och den initiala längden. Det är därför en ansträngningskurva skulle vara på den tredje platsen i planet, men grafen tas till den första kvadranten utan problem.

I allmänhet finns det två distinkta områden: den elastiska deformationszonen och plastdeformationszonen.

Figur 5. Komprimeringstestkurva för duktilt material. Källa: öl, f. Materialmekanik.

Elastisk deformation

Det är den linjära regionen i figuren, där ansträngningen och deformationen är proportionell, varvid proportionalitetens konstant är den materialelasticitetsmodul, betecknas som y:

σ = y. ε

Eftersom ε är den enhetliga deformationen Δl/l_antingen, Det har inga dimensioner och enheterna och är desamma som de för ansträngningen.

När materialet fungerar i detta område, om belastningen tas bort, är provetets dimensioner originalet igen.

Plastdeformation

Den inkluderar den icke -linjära delen av kurvan i figur 5, även om belastningen tas bort återvinner exemplet inte sina ursprungliga dimensioner och deformeras permanent. I det materiella plastbeteendet skiljer sig två viktiga regioner:

Kan tjäna dig: kiseloxid (SiO2): struktur, egenskaper, användningar, erhållning

-CEDENCE: Deformation ökar utan att öka den applicerade belastningen.

-Deformation: Om lasten fortsätter att öka, så småningom inträffar provets brott.

Exempel på förståelseinsatser

Betong

Figuren visar det konkreta svaret i en kompressionsförsök (tredje kvadrant) och i ett spänningstest (första kvadrant). Det är ett material med kompressionssvar som skiljer sig från spänningen.

Det linjära elastiska svarsområdet från betong till kompression är större än spänningen, och från förlängningen av kurvan ser man att betong är mycket mer resistent mot komprimering. Betongens brott mot komprimering är 20 × 10⁶ N/m².

Figur 6. Komprimering och spänningstestkurva för betong. Källa: öl, f. Materialmekanik.

Det är därför betongen är lämplig för att bygga vertikala kolumner som måste stödja komprimering, men inte för balkar. Betongen kan förstärkas av stålhyttar eller metallnät som hålls under spänning medan betongen torkar.

Grått gjutjärn

Det är ett annat material med bra beteende till komprimering (AC -kurva i den tredje kvadranten), men bräckligt när det utsätts för spänning (AB -kurva i den första kvadranten).

Figur 7. Komprimering och spänningstestkurva för grått gjutjärn. Källa: Hibbeler, R. Materialmekanik.

Referenser

1. Öl, f. 2010. Materialmekanik. McGraw Hill. Femte. Utgåva.
2. Cavazos, j.L. Materialmekanik. Återhämtat sig från: YouTube.com.
3. Giancoli, D.  2006. Fysik: Principer med applikationer. Sjätte. Ed Prentice Hall.
4. Hibbeler, R. 2011. Materialmekanik. Åttonde upplagan. Pearson.
5. Valera Negrete, J. 2005. Allmänna fysikanteckningar. Unk.