Preskus stiskanja, kako se izvaja, lastnosti, primeri

On Preskus stiskanja Gre za eksperiment, ki se izvaja postopoma, pri čemer se vzorec materiala, na primer beton, les ali kamen, znan kot epruveta in opazovanje deformacije, ki jo nastane napora ali stiskalna obremenitev.

Napor za stiskanje proizvedeta dve sili, ki se naneseta na konce telesa, da se pri stiskanju zmanjša njena dolžina.

Slika 1. Napor stiskanja. Vir: Wikimedia Commons. ADRE-ES/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0

Hkrati se njegovo območje prereza razširi, kot je razvidno iz slike 1. Ko se porabijo naraščajoča prizadevanja, se razkrijejo mehanske lastnosti materiala.

[TOC]

Kako se uporablja napor za stiskanje?

Za uporabo stiskalnega prizadevanja je vzorec, po možnosti v obliki krožnega cilindra prereza, nameščen v stroj, znan kot Univerzalni testni stroj, ki postopno stisne preizkusno povečanje predhodno ugotovljenega tlaka.

Točke krivulje truda (v Newtonu/M²) v primerjavi z enotno deformacijo ε se grafirajo, ko nastajajo. Prizadevanje je razlog med uporabljeno silo in prečni predelko, deformacija enote pa je razmerje med skrajšanjem ΔL in prvotno dolžino vzorca l_tudi:

ε = ΔL/ L_tudi

Mehanske lastnosti materiala pred stiskanjem so sklenjene iz analize grafike.

Ko eksperiment napreduje, se vzorec skrajša in širi. Poskus se konča, ko se v vzorcu pojavi napaka ali zlom.

Slika 2. Preskušanje stiskanja v betonskem vzorcu. Vir: Wikimedia Commons.

Pridobljene lastnosti in podatki

Iz preskusa stiskanja se mehanske lastnosti materiala dobijo pred stiskanjem, na primer modul elastičnosti in Kompresijski upor, Zelo pomembno pri materialih, ki se uporabljajo pri gradnji.

Vam lahko služi: pleide: zgodovina, izvor in sestava

Če je material, ki ga je treba preizkusiti, krhek, se bo sčasoma zlomil, zato je končni upor enostavno najti. V tem primeru je vzeta kritična obremenitev, vrsta okvare, ki predstavlja material in obliko zloma.

Če pa material ni krhek, ampak duktilen, se ta končni odpor ne bo zlahka manifestiral, zato se test ne razširi za nedoločen čas, saj se s povečanjem prizadevanja stanje notranje napetosti vzorca ustavi. V tem trenutku se izgubi veljavnost testa.

Zanesljivi rezultati

Da so rezultati zanesljivi, je treba.

Prva stvar je upoštevati začetno velikost vzorca pred začetkom testa. Najkrajši vzorci, imenovani Vzorec stiskanja, Ponavadi jemljejo sod, medtem ko se imenujejo najdaljši primerki Vzorci stolpcev, So zaprt.

Obstaja kriterij, znano kot Slebeltez razlog, Kakšen je količnik med začetno dolžino l_tudi In radio de giro r_g:

r = l_tudi / R_g

Po vrsti r_g = √ (i /a), kjer je i vztrajnost in a je območje preseka.

Če je razmerje vitkosti manjše od 40, deluje kot stiskalni vzorec, in če je večje od 60. Med 40 in 60 bi imel vzorec vmesno vedenje, ki se mu je mogoče izogniti, delo z razlogi, manjšimi od 40 ali več kot 60.

Vam lahko služi: bethelgeuse

Krivulja deformacije napora

Preskus stiskanja je analogen testu napetosti ali vleke, le da je namesto raztezanja vzorca do rupture tokrat testiran upornost.

Obnašanje materiala se običajno razlikuje po stiskanju in vleki, druga pomembna razlika pa je, da so sile v testu stiskanja večje kot pri testu napetosti.

Slika 3. Vlečni napor ali napetost in stiskanje. Vir: f. Zapata.

V testu stiskanja, na primer aluminijastega vzorca, se krivulja deformacije napora povzpne, medtem ko se v napetostnem testu dvigne in se nato spusti. Vsak material ima svojo krivuljo vedenja.

Slika 4. Krivulja testa stiskanja za aluminij (levo) in ustrezen test vleke (desno). Zlomi vzorca v točki 4. Vir: f. Zapata/Wikimedia Commons

Pri stiskanju se s konvencijo šteje za negativno, pa tudi pri nastali deformaciji, kar je razlika med končno in začetno dolžino. Zato bi bila krivulja napor-defformacij na tretjem mestu ravnine, vendar je graf brez težav odnesen na prvi kvadrant.

Na splošno obstajata dve različni območji: elastična deformacijska cona in območje plastične deformacije.

Slika 5. Krivulja stiskanja za duktilni material. Vir: pivo, f. Mehanika materialov.

Elastična deformacija

To je linearno območje slike, v kateri sta prizadevanja in deformacija sorazmerna, konstanta sorazmernosti pa je Modul materialne elastičnosti, označeno kot y:

σ = y. ε

Kot ε je enotna deformacija ΔL/L_tudi, Nima dimenzij in enot in so enake kot pri trudu.

Ko material deluje na tem območju, če se obremenitev odstrani, so dimenzije vzorca spet izvirnik.

Plastična deformacija

Vključuje nelinearni del krivulje slike 5, čeprav se obremenitev odstrani, vzorec ne povrne prvotnih dimenzij, saj je trajno deformiran. V plastičnem obnašanju materiala se razlikujejo dve pomembni regiji:

Vam lahko služi: silicijev oksid (SiO2): struktura, lastnosti, uporabe, pridobivanje

-Cedenca: Deformacija se poveča, ne da bi povečala uporabljeno obremenitev.

-Deformacija: Če se obremenitev še naprej povečuje, se sčasoma pojavi razpad vzorca.

Primeri razumevanja prizadevanj

Beton

Slika prikazuje konkretni odziv v stiskalnem preskusu (tretji kvadrant) in v napetostnem testu (prvi kvadrant). Je material s kompresijskim odzivom, ki se razlikuje od napetosti.

Linearni razpon elastičnega odziva od betona do stiskanja je večji od napetosti, od podaljšanja krivulje pa je razvidno, da je beton veliko bolj odporen na stiskanje. Vrednost rupture betona proti stiskanju je 20 × 10⁶ N/m².

Slika 6. Preskusna krivulja stiskanja in napetosti za beton. Vir: pivo, f. Mehanika materialov.

Zato je beton primeren za izgradnjo navpičnih stolpcev, ki morajo podpirati stiskanje, ne pa za žarke. Beton lahko okrepijo jeklene kabine ali kovinske mreže, ki se vzdržujejo pod napetostjo, medtem ko se beton posuši.

Sivo lito železo

To je še en material z dobrim vedenjem do stiskanja (AC krivulja v tretjem kvadrantu), vendar krhek, ko je podvržen napetosti (AB krivulja v prvem kvadrantu).

Slika 7. Krivulja testa za stiskanje in napetost za sivo lito železo. Vir: Hibbeler, r. Mehanika materialov.

Reference

1. Pivo, f. 2010. Mehanika materialov. McGraw Hill. 5. Izdaja.
2. Cavazos, j.L. Mehanika materialov. Obnovil od: YouTube.com.
3. Giancoli, d.  2006. Fizika: načela z aplikacijami. 6. Ed Prentice Hall.
4. Hibbeler, R. 2011. Mehanika materialov. 8. izdaja. Pearson.
5. Valera Negrete, J. 2005. Splošne zapise o fiziki. Ne.