science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe compressieve sterkte te berekenen

Druksterkte houdt het testen en berekenen in van hoe goed een bepaald monster, product of materiaal compressieve stress kan overleven. In tegenstelling tot spanning, die uitzet of trekt, betekent compressie dat een monster, product of materiaal wordt ingekort of ingedrukt. Druksterkte van een materiaal is het punt waarop het materiaal faalt. Het berekenen van de compressiesterkte omvat het testen om dit faalpunt te vinden en de gegevens uit de test te gebruiken om de berekening te voeden. Het uiteindelijke druksterktegetal is in pondkracht per vierkante inch of psi.

Stel een test in om de maximale belasting te bepalen van het monster of materiaal waarvan u de compressiesterkte wilt berekenen. Deze test moet uniek zijn voor uw exemplaar. Bepaal de maximale hoeveelheid drukspanning die het monster aankan in eenheden van pondkracht, of lbf. Plaats uw exemplaar op een stevige ondergrond en oefen een kracht uit op uw exemplaar met het testapparaat tot het monster faalt of verplettert. Bij falen, noteer de faalfrequentie in eenheden van lbf. De kracht moet voldoende zijn om het monster binnen 15 minuten na het aanbrengen te laten falen.

Bereken het doorsnedegebied of A van het monster. Als uw exemplaar rond of cilindrisch is, gebruikt u de formule A = 3.1415r ^ 2, waarbij r de straal van het monster is. Als het exemplaar vierzijdig is, gebruikt u de formule A = LW, waarbij L de lengte is en W de breedte. Het gebied bevindt zich in eenheden van 20 cm of meer. Als we bijvoorbeeld aannemen dat u een rond exemplaar hebt met een straal van 2 inch, is uw gebied 12,56 in ^ 2:

A = 3.1415r ^ 2 = (3.1415) (2 ^ 2) = ( 3.1415) (4) = 12.56 in ^ 2

Bereken de druksterkte met behulp van de formule S = P /A, waarbij S de druksterkte is, P de maximale belasting is die op het monster wordt toegepast en A het gebied is . De uiteindelijke waarde van de compressiesterkte is in eenheden van lbf /in ^ 2, wat hetzelfde is als druk of psi. Als uw maximale belasting bijvoorbeeld 20.000 lbf is en uw A 12.56in ^ 2, is uw compressiesterkte 1.592 lbf /in ^ 2 of 1.592 psi:

S = P /A = 20.000 lbf /12.56 in ^ 2 = 1.592 lbf /in ^ 2 = 1.592 psi

Tip

Hoewel psi een Engelse eenheid is die algemeen wordt gebruikt in de VS, is de wetenschappelijke equivalent van de eenheid van druk de pascal. Omdat pascals relatief kleine hoeveelheden druk aangeven, gebruiken metingen voor compressiesterkte meestal de MPa of megapascal voor metalen, mineralen en andere gebruikelijke materialen.