Plik test kompresji to eksperyment przeprowadzany poprzez stopniowe ściskanie próbki materiału, na przykład betonu, drewna lub kamienia, znanego jako probówka i obserwowanie odkształcenia wywołanego przyłożonym naprężeniem ściskającym lub obciążeniem.
Naprężenie ściskające jest wytwarzane przez dwie siły przykładane do końców korpusu w celu zmniejszenia jego długości podczas ściskania..
Jednocześnie jego pole przekroju poprzecznego rozszerza się, co widać na rysunku 1. Wraz z przyłożeniem coraz większych naprężeń widoczne stają się właściwości mechaniczne materiału..
Indeks artykułów
Aby przyłożyć naprężenie ściskające, próbkę, najlepiej w kształcie walca o okrągłym przekroju, umieszcza się w maszynie znanej jako uniwersalna maszyna wytrzymałościowa, która stopniowo ściska próbkę w ustalonych wcześniej przyrostach ciśnienia.
Punkty krzywej naprężenia (w niutonach / mdwa) względem odkształcenia ε są przedstawiane na wykresie w miarę ich generowania. Naprężenie jest stosunkiem przyłożonej siły do pola przekroju, podczas gdy odkształcenie jest ilorazem skrócenia ΔL i pierwotnej długości próbki Llub:
ε = ΔL / Llub
Z analizy wykresu wyprowadza się właściwości mechaniczne ściskanego materiału.
W miarę postępu eksperymentu próbka skraca się i rozszerza, jak pokazano na rysunku 1, lub też skręca się lub zgina, w zależności od początkowej długości próbki. Eksperyment kończy się, gdy w próbce wystąpi awaria lub pęknięcie.
Z testu ściskania uzyskuje się właściwości mechaniczne materiału przed ściskaniem, na przykład moduł sprężystości i wytrzymałość na ściskanie, bardzo ważne w materiałach stosowanych w budownictwie.
Jeśli badany materiał jest kruchy, ostatecznie pęknie, więc łatwo można znaleźć ostateczną wytrzymałość. W tym przypadku odnotowuje się obciążenie krytyczne, rodzaj uszkodzenia prezentowanego przez materiał i kształt pęknięcia..
Ale jeśli materiał nie jest kruchy, ale ciągliwy, ta ostateczna odporność nie będzie łatwo się ujawniać, więc test nie będzie przedłużany w nieskończoność, ponieważ wraz ze wzrostem naprężenia stan naprężenia wewnętrznego próbki przestaje być jednolity. W tym momencie traci się ważność testu.
Aby wyniki były wiarygodne, konieczne jest, aby wewnętrzne włókna materiału pozostały równoległe, ale tarcie wewnętrzne powoduje, że włókna zginają się, a naprężenie jest jednorodne.
Pierwszą rzeczą do zrobienia jest rozważenie początkowego rozmiaru próbki przed rozpoczęciem testu. Krótsze probówki, tzw próbka kompresji, mają tendencję do przybierania kształtu beczki, natomiast dłuższe probówki, tzw próbki kolumn, wybrzuszają się.
Istnieje kryterium znane jako powód do smukłości, czyli iloraz długości początkowej Llub i promień bezwładności R.sol:
r = Llub / Rsol
Włącz Rsol = √ (I / A) Gdzie I to moment bezwładności, a A to pole przekroju poprzecznego.
Jeśli współczynnik smukłości jest mniejszy niż 40, działa jako próbka ściskana, a jeśli jest większy niż 60, działa jako kolumna. Pomiędzy 40 a 60 próbka miałaby zachowanie pośrednie, którego lepiej unikać, pracując ze stosunkami mniejszymi niż 40 lub większymi niż 60.
Próba ściskania jest analogiczna do próby rozciągania lub rozciągania, tylko zamiast rozciągania próbki do zerwania, tym razem badana jest wytrzymałość na ściskanie..
Zachowanie materiału zwykle różni się pod względem ściskania i rozciągania, a kolejną ważną różnicą jest to, że siły w teście ściskania są większe niż w teście rozciągania..
W teście ściskania, na przykład próbki aluminium, krzywa naprężenie-odkształcenie rośnie, podczas gdy w próbie rozciągania podnosi się, a następnie opada. Każdy materiał ma swoją własną krzywą zachowania.
Podczas ściskania naprężenie jest uważane za ujemne zgodnie z konwencją, podobnie jak powstałe odkształcenie, które jest różnicą między końcową i początkową długością. Z tego powodu krzywa naprężenie-odkształcenie znajdowałaby się w trzeciej ćwiartce płaszczyzny, jednak wykres jest bez problemu przenoszony do pierwszej ćwiartki.
Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwie dobrze zróżnicowane strefy: strefa odkształcenia sprężystego i strefa odkształcenia plastycznego..
Jest to obszar liniowy figury, w którym naprężenie i odkształcenie są proporcjonalne, przy czym stała proporcjonalności jest moduł sprężystości materiału, oznaczony jako Y:
σ = Y. ε
Ponieważ ε jest odkształceniem ΔL / Llub, nie ma wymiarów, a jednostki Y są takie same jak jednostki wysiłku.
Gdy materiał pracuje w tej strefie, po usunięciu obciążenia wymiary próbki powracają do pierwotnych.
Obejmuje nieliniową część krzywej na rysunku 5, mimo że obciążenie zostaje usunięte, próbka nie wraca do swoich pierwotnych wymiarów, będąc trwale zdeformowana. W plastycznym zachowaniu materiału wyróżnia się dwa ważne obszary:
-Wydajność: odkształcenie wzrasta bez zwiększania przyłożonego obciążenia.
-Odkształcenie: jeśli obciążenie nadal rośnie, w końcu próbka pęka.
Rysunek przedstawia reakcję betonu w teście ściskania (trzecia ćwiartka) oraz w teście rozciągania (pierwsza ćwiartka). Jest to materiał o innej reakcji na ściskanie niż na rozciąganie..
Zakres liniowej odpowiedzi sprężystej betonu na ściskanie jest większy niż na rozciąganie, az wydłużenia krzywej wynika, że beton jest znacznie bardziej odporny na ściskanie. Wartość zerwania betonu przed ściskaniem wynosi 20 × 106 N / mdwa.
Z tego powodu beton nadaje się do budowy pionowych słupów, które muszą wytrzymać ściskanie, ale nie do belek. Beton można wzmocnić za pomocą stalowych prętów lub metalowej siatki utrzymywanej pod napięciem podczas wysychania betonu.
Jest to kolejny materiał o dobrych właściwościach ściskających (krzywa AC w trzeciej ćwiartce), ale kruchy przy rozciąganiu (krzywa AB w pierwszej ćwiartce)..
Jeszcze bez komentarzy