Kompressionstest, wie es ausgeführt wird, Eigenschaften, Beispiele

Er Kompressionsversuch Es ist ein Experiment, das zunehmend eine Materialprobe komprimiert, beispielsweise Beton, Holz oder Stein, bekannt als Testrohr und Beobachtung der Deformation, die durch den Aufwand oder die Komprimierungsbelastung erzeugt wird.

Ein Kompressionsanstrengung wird durch zwei Kräfte erzeugt, die auf die Enden eines Körpers angewendet werden, um seine Länge beim Komprimieren zu verringern.

Abbildung 1. Kompressionsanstrengung. Quelle: Wikimedia Commons. Adre-es/cc by-sa (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)

Gleichzeitig wird seine Kreuzungsfläche erweitert, wie in Abbildung 1 zu sehen ist. Wenn zunehmende Anstrengungen angewendet werden, werden die mechanischen Eigenschaften des Materials aufgedeckt.

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Wie wird Komprimierungsaufwand angewendet??

Um den Komprimierungsaufwand aufzutragen, wird die Probe, vorzugsweise in Form eines kreisförmigen Kreuzungszylinders, in eine Maschine platziert, die als bekannt ist Universelle Testmaschine, Dies komprimiert den Nachlass progressiv in zuvor festgelegten Druckerhöhungen.

Die Punkte der Anstrengungskurve (in Newton/M²) gegenüber der einheitlichen Deformation ε sind grafisch, wenn sie erzeugt werden. Der Aufwand ist der Grund zwischen der angewendeten Kraft und der Kreuzungsfläche, während die Verformung der Einheiten das Verhältnis zwischen ΔL -Verkürzung und der ursprünglichen Länge der Probe l ist_entweder:

ε = ΔL/ l_entweder

Die mechanischen Eigenschaften des Materials vor der Komprimierung werden aus der Analyse der Grafik abgeleitet.

Im Verlauf des Experiments ist die Probe verkürzt und breit. Das Experiment endet, wenn in der Probe ein Fehler oder eine Fraktur auftritt.

Figur 2. Kompressionsversuch in einer Betonprobe. Quelle: Wikimedia Commons.

Eigenschaften und Daten erhalten

Aus dem Kompressionstest werden die mechanischen Eigenschaften des Materials vor der Kompression erhalten, zum Beispiel die Elastizitätsmodul und das Kompressionsbeständigkeit, Sehr wichtig für die im Bau verwendeten Materialien.

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Wenn das zu testende Material spröde ist, wird es irgendwann gebrochen, sodass der ultimative Widerstand leicht zu finden ist. In diesem Fall wird die kritische Belastung, die Art des Fehlers entnommen, der das Material und die Form der Fraktur präsentiert.

Wenn das Material jedoch nicht spröde, sondern duktil ist, wird sich dieser ultimative Widerstand nicht leicht manifestieren. Zu diesem Zeitpunkt geht die Gültigkeit des Tests verloren.

Zuverlässige Ergebnisse

Damit die Ergebnisse zuverlässig sind, ist es notwendig, dass die inneren Fasern des Materials parallel bleiben.

Das erste ist, die anfängliche Größe des Probens zu berücksichtigen, bevor der Test beginnt. Die kürzesten Exemplare, genannt Kompressionsprobe, Sie neigen dazu, ein Fass zu nehmen, während die längsten Exemplare genannt werden Spaltenproben, Sie sind geschnallt.

Es gibt ein Kriterium als Slebeltez Grund, Was ist der Quotient zwischen der Anfangslänge l_entweder Und der Radio de Giro r_G:

r = l_entweder / R_G

Wiederum r_G = √ (i /a) wo ich der Moment der Trägheit ist und A der Querschnittsbereich ist.

Wenn das Schlankheitsverhältnis weniger als 40 beträgt, funktioniert es als Kompressionsprobe, und wenn es größer als 60 ist, funktioniert es als Säule. Zwischen 40 und 60 hätte das Probe ein Zwischenverhalten, das es vorzuziehen ist, mit Gründen von weniger als 40 oder mehr als 60 zu arbeiten.

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Anstrengungsverformungskurve

Der Kompressionstest ist analog zum Spannungs- oder Traktionstest, nur dass es den Kompressionswiderstand ist, der diesmal getestet wird, anstatt das Probe bis zum Bruch zu dehnen.

Das Verhalten des Materials unterscheidet sich normalerweise in Kompression und Traktion, und ein weiterer wichtiger Unterschied besteht darin, dass die Kräfte im Kompressionstest größer sind als im Spannungstest.

Figur 3. Traktionsanstrengung oder Spannung und Kompressionsanstrengung. Quelle: f. Zapata.

In einem Kompressionstest, zum Beispiel einer Aluminiumprobe. Jedes Material hat seine eigene Verhaltenskurve.

Figur 4. Kompressionstestkurve für Aluminium (links) und den entsprechenden Traktionstest (rechts). Die Probenbrüche in Punkt 4. Quelle: f. Zapata/Wikimedia Commons

Bei der Komprimierung wird der Aufwand sowohl durch Konvention als auch die erzeugte Deformation als negativ angesehen, was der Unterschied zwischen der End- und der anfänglichen Länge ist. Aus diesem Grund wäre eine Anstrengungsefformationskurve an der dritten Stelle der Ebene, die Grafik wird jedoch ohne Problem an den ersten Quadranten gebracht.

Im Allgemeinen gibt es zwei unterschiedliche Bereiche: die elastische Verformungszone und die plastische Verformungszone.

Abbildung 5. Kompressionstestkurve für duktiles Material. Quelle: Bier, f. Materialmechanik.

Elastische Verformung

Es ist der lineare Bereich der Figur, in dem der Aufwand und die Verformung proportional sind, die Konstante der Verhältnismäßigkeit ist die Materialelastizitätsmodul, bezeichnet als y:

σ = y. ε

Als ε ist die einheitliche Deformation ΔL/l_entweder, Es hat keine Dimensionen und die Einheiten von und sind die gleichen wie die der Anstrengungen.

Wenn das Material in diesem Bereich funktioniert, sind die Abmessungen der Probe wieder das Original, wenn die Last entfernt wird.

Plastische Verformung

Es enthält den nichtlinearen Teil der Kurve in Abbildung 5, obwohl die Last entfernt wird, die Probe seine ursprünglichen Abmessungen nicht wiederherstellt und dauerhaft deformiert ist. Im plastischen Verhalten des Materials werden zwei wichtige Regionen unterschieden:

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-Spannung: Die Verformung nimmt zu, ohne die angelegte Last zu erhöhen.

-Verformung: Wenn die Last weiter zunimmt, tritt schließlich die Bruch des Probens auf.

Beispiele für das Verständnis der Bemühungen

Beton

Die Abbildung zeigt die Betonreaktion in einem Kompressionsversuch (dritter Quadrant) und in einem Spannungstest (erster Quadrant). Es ist ein Material mit Kompressionsreaktion, der sich von dem der Spannung unterscheidet.

Der lineare elastische Reaktionsbereich von Beton bis zum Kompression ist größer als die Spannung, und aus der Ausdehnung der Kurve ist zu erkennen, dass Beton gegen Komprimierung viel resistenter ist. Der Bruchwert des Betons gegen Kompression beträgt 20 × 10⁶ N/m².

Abbildung 6. Kompressions- und Spannungstestkurve für Beton. Quelle: Bier, f. Materialmechanik.

Aus diesem Grund eignet sich der Beton zum Aufbau vertikaler Säulen, die die Komprimierung unterstützen müssen, jedoch nicht für Strahlen. Der Beton kann durch Stahlkabinen oder Metallnetze verstärkt werden, die unter Spannung gehalten werden, während der Beton trocknet.

Grauguss

Es ist ein weiteres Material mit gutem Verhalten gegenüber Kompression (Wechselstromkurve im dritten Quadranten), aber zerbrechlich, wenn es einer Spannung ausgesetzt ist (AB -Kurve im ersten Quadranten).

Abbildung 7. Kompressions- und Spannungstestkurve für graues Gusseisen. Quelle: Hibbeler, R. Materialmechanik.

Verweise

1. Bier, f. 2010. Materialmechanik. McGraw Hill. 5. Auflage.
2. Cavazos, j.L. Materialmechanik. Erholt von: YouTube.com.
3. Giancoli, d.  2006. Physik: Prinzipien mit Anwendungen. 6. Ed Prentice Hall.
4. Hibbeler, R. 2011. Materialmechanik. 8. Ausgabe. Pearson.
5. Valera Negrete, J. 2005. Allgemeine Physiknotizen. Unam.