Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Overwegingen voor het testen van drukbelasting
- Gegevenspunten in de compressieve stressformule
- Tips
- Druksterkte berekenen
Druksterkte is een effectieve manier om te meten hoeveel belasting een oppervlak of materiaal kan dragen. De test voor dit soort sterkte wordt uitgevoerd door kracht neerwaarts uit te oefenen op het object, gepaard met een gelijke en tegengestelde kracht die opwaarts op de bodem wordt uitgeoefend. Met andere woorden, u plet het - en gebruikt vervolgens een eenvoudige wiskundige formule om de drukbelasting te bepalen die nodig was voordat het materiaal faalde.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De drukstressformule is:
CS = F ÷ A, waar CS is de druksterkte, F is de kracht of belasting op het punt van falen en EEN is het oorspronkelijke oppervlak van de dwarsdoorsnede.
Overwegingen voor het testen van drukbelasting
Een druksterktetest vereist nauwkeurige metingen, dus het "pletten" -proces van een druksterktetest moet worden uitgevoerd onder zorgvuldig gecontroleerde omstandigheden, inclusief de gelijke en tegengestelde krachten die worden uitgeoefend om het materiaal van zowel boven- als onderkant samen te drukken.
Vanwege dit, en omdat de test wordt uitgevoerd tot het punt van falen of permanente vervorming, zou u een werkelijke structuur niet in situ testen; in plaats daarvan zou je een kubusvormig of cilindrisch monster testen. De kubus- of cilindervorm zorgt ervoor dat u vlakke, evenwijdige oppervlakken aan de boven- en onderkant van uw monster hebt, en beide zijden moeten dwarsdoorsnede zijn - dat wil zeggen loodrecht op de verticale as van het monster.
Gegevenspunten in de compressieve stressformule
Nadat u uw specimen in het juiste apparaat voor uw wetenschappelijke "squashing" -proces hebt opgesteld, moet u kennis nemen van twee gegevenspunten. De eerste is het dwarsdoorsnedegebied van het specimen dat u kruist of, om het anders te zeggen, het oppervlak van slechts één van zijn vlakken.
Het andere gegevenspunt dat u moet meten, is de kracht die op uw monster wordt uitgeoefend op het moment dat het mislukt. Je oefent de kracht langzaam uit tot falen, wat meestal wordt gedefinieerd als een permanente vervorming. Met andere woorden, een vervorming die niet naar zijn oorspronkelijke vorm terugkeert zodra de drukkracht is verwijderd. Vaak vindt de "permanente vervorming" plaats wanneer het object breekt.
Tips
Druksterkte berekenen
Zodra u deze gegevenspunten hebt - of u ze zelf in het lab hebt gemeten of in een woordprobleem hebt ontvangen - kunt u de druksterkte van uw object berekenen. De formule is:
CS = F ÷ A, waar CS is de druksterkte, F is de kracht of belasting op het punt van falen en EEN is het oorspronkelijke oppervlak van de dwarsdoorsnede.
Voorbeeld: Je bent gevraagd om de druksterkte van een betonnen cilinder te berekenen. De dwarsdoorsnedevlakken van de cilinder meten elk 6 inch in doorsnede, en de cilinder faalde met 71.000 pond kracht. Wat is de druksterkte van dat betonmonster?
U kunt doorgaan en de krachtmeting, 71.000 pond, in uw vergelijking vervangen door F. Maar wees niet overhaast en steek 6 inch in voor de dwarsdoorsnede, EEN. U hebt de diameter van het gezicht van de cilinder gekregen, maar u hebt het oppervlak van dat gezicht nodig.
Om het oppervlak te berekenen, moet u onthouden dat het gebied van een cirkel πr is2waar r is de cirkelsradius, die gelijk is aan 1/2 van de cirkelsdiameter. Dus met een diameter van 6 inch is de straal van je cirkels 3 inch en het gebied is π (3)2 = 28,26 in2.
Nu je die informatie hebt, luidt je vergelijking als volgt:
CS = 71.000 pond ÷ 28,26 inch2 = 2.512 psi
Dus de druksterkte van uw monster is 2.512 psi. Overigens gaat dit samen met de standaard druksterkte van 2500 psi van beton voor residentiële toepassingen; beton voor commerciële structuren kan een druksterkte hebben van 4.000 psi of meer.