Ujian mampatan bagaimana ia dilakukan, sifat, contoh

Dia Percubaan mampatan Ia adalah percubaan yang dijalankan secara progresif memampatkan sampel bahan, contohnya konkrit, kayu atau batu, yang dikenali sebagai Tabung uji dan memerhatikan ubah bentuk yang dihasilkan oleh usaha atau beban mampatan yang digunakan.

Usaha mampatan dihasilkan oleh dua daya yang digunakan untuk hujung badan untuk mengurangkan panjangnya ketika memampatkannya.

Rajah 1. Usaha mampatan. Sumber: Wikimedia Commons. Adre-ES/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)

Pada masa yang sama, kawasan keratan rentasnya diperluaskan, seperti yang dapat dilihat dalam Rajah 1. Apabila usaha yang semakin meningkat digunakan, sifat mekanikal bahan diturunkan.

[TOC]

Bagaimana usaha mampatan digunakan?

Untuk menggunakan usaha mampatan, sampel, sebaiknya dalam bentuk silinder seksyen salib pekeliling, diletakkan di dalam mesin, yang dikenali sebagai Mesin Ujian Universal, yang memampatkan probet secara progresif dalam tekanan yang telah ditetapkan sebelum ini.

Titik lengkung usaha (di Newton/m²) berbanding ubah bentuk kesatuan ε grafik kerana ia dihasilkan. Usaha adalah sebab antara daya yang digunakan dan kawasan keratan rentas, sementara ubah bentuk unit adalah nisbah antara pemendekan ΔL dan panjang asal spesimen l_{Sama ada}:

ε = ΔL/ l_{Sama ada}

Sifat mekanikal bahan sebelum pemampatan disimpulkan dari analisis grafik.

Apabila percubaan berlangsung, sampel dipendekkan dan luas. Eksperimen berakhir apabila kesalahan atau patah berlaku dalam sampel.

Rajah 2. Percubaan mampatan dalam spesimen konkrit. Sumber: Wikimedia Commons.

Sifat dan data yang diperoleh

Dari ujian mampatan, sifat mekanikal bahan diperoleh sebelum mampatan, contohnya Modul keanjalan dan juga rintangan mampatan, sangat penting dalam bahan yang digunakan dalam pembinaan.

Boleh melayani anda: Pleiades: Sejarah, Asal dan Komposisi

Sekiranya bahan yang akan diuji rapuh, akhirnya ia akan patah, jadi rintangan muktamad mudah dijumpai. Dalam kes ini, beban kritikal diambil, jenis kegagalan yang membentangkan bahan dan bentuk patah.

Tetapi jika bahan itu tidak rapuh tetapi mulur, rintangan muktamad ini tidak akan nyata dengan mudah, jadi ujian tidak meluas selama -lamanya, kerana sebagai usaha meningkat, keadaan ketegangan dalaman spesimen berhenti menjadi seragam. Pada ketika itu kesahihan ujian hilang.

Hasil yang boleh dipercayai

Agar hasilnya dapat dipercayai, perlu gentian dalaman bahan tetap selari, tetapi geseran dalaman membuat gentian bengkok dan daun ketegangan menjadi homogen.

Perkara pertama adalah untuk mempertimbangkan saiz awal spesimen sebelum memulakan ujian. Spesimen terpendek, yang dipanggil Spesimen mampatan, Mereka cenderung mengambil laras, sementara spesimen terpanjang, dipanggil Spesimen lajur, Mereka tergelincir.

Terdapat kriteria yang dikenali sebagai Alasan SleBeltez, Berapakah kuota antara panjang awal l_{Sama ada} Dan radio de giro r_g:

r = l_{Sama ada} / R_g

Sebaliknya r_g = √ (i /a) di mana saya adalah momen inersia dan A adalah kawasan bahagian silang.

Sekiranya nisbah slenderness kurang daripada 40, ia berfungsi sebagai spesimen mampatan, dan jika lebih besar daripada 60 ia berfungsi sebagai lajur. Antara 40 dan 60 Spesimen akan mempunyai tingkah laku perantaraan yang lebih baik untuk dielakkan, bekerja dengan alasan kurang dari 40 atau lebih besar daripada 60.

Boleh melayani anda: Bethelgeuse

Lengkung pembentukan usaha

Ujian mampatan adalah sama dengan ujian ketegangan atau daya tarikan, hanya bukannya meregangkan spesimen sehingga pecah, ia adalah rintangan mampatan yang diuji kali ini.

Tingkah laku bahan biasanya berbeza dalam pemampatan dan daya tarikan, dan satu lagi perbezaan penting ialah daya dalam ujian mampatan lebih besar daripada ujian ketegangan.

Rajah 3. Usaha daya tarikan atau usaha voltan dan mampatan. Sumber: f. Zapata.

Dalam ujian mampatan, contohnya sampel aluminium, lengkung pembentukan semula usaha naik, sementara dalam ujian voltan ia naik dan kemudian turun. Setiap bahan mempunyai keluk tingkah laku sendiri.

Rajah 4. Keluk ujian mampatan untuk aluminium (kiri) dan ujian daya tarikan yang sepadan (kanan). Patah spesimen pada titik 4. Sumber: f. Zapata/Wikimedia Commons

Dalam pemampatan, usaha itu dianggap negatif oleh konvensyen, serta ubah bentuk yang dihasilkan, yang merupakan perbezaan antara akhir dan panjang awal. Inilah sebabnya kurva deformasi usaha akan berada di tempat ketiga pesawat, namun grafik itu dibawa ke kuadran pertama tanpa masalah.

Secara umum terdapat dua kawasan yang berbeza: zon ubah bentuk elastik dan zon ubah bentuk plastik.

Rajah 5. Lengkung ujian mampatan untuk bahan mulur. Sumber: Bir, F. Bahan mekanik.

Ubah bentuk elastik

Ia adalah rantau linear angka, di mana usaha dan ubah bentuk adalah berkadar, pemalar berkadar menjadi Modul Keanjalan Bahan, dilambangkan sebagai y:

σ = y. ε

Sebagai ε ialah ubah bentuk kesatuan ΔL/L_{Sama ada}, Ia tidak mempunyai dimensi dan unit dan sama seperti usaha.

Apabila bahan berfungsi di kawasan ini, jika beban dikeluarkan, dimensi spesimen adalah asal lagi.

Ubah bentuk plastik

Ia termasuk bahagian bukan linear dari lengkung Rajah 5, walaupun beban dikeluarkan, spesimen tidak memulihkan dimensi asalnya, yang cacat secara kekal. Dalam tingkah laku plastik bahan dua kawasan penting dibezakan:

Boleh melayani anda: silikon oksida (SiO2): struktur, sifat, kegunaan, memperoleh

-Cedence: Ubah bentuk meningkat tanpa meningkatkan beban yang digunakan.

-Ubah bentuk: Sekiranya beban terus meningkat, akhirnya pecah spesimen berlaku.

Contoh pemahaman usaha

Konkrit

Angka ini menunjukkan tindak balas konkrit dalam percubaan mampatan (kuadran ketiga) dan dalam ujian ketegangan (kuadran pertama). Ia adalah bahan dengan tindak balas mampatan yang berbeza dari ketegangan.

Tindak balas elastik linear dari konkrit ke mampatan adalah lebih besar daripada ketegangan, dan dari lanjutan lengkung dilihat bahawa konkrit lebih tahan terhadap pemampatan. Nilai pecah konkrit terhadap mampatan ialah 20 × 10⁶ N/m².

Rajah 6. Lengkung ujian mampatan dan voltan untuk konkrit. Sumber: Bir, F. Bahan mekanik.

Inilah sebabnya konkrit sesuai untuk membina lajur menegak yang mesti menyokong pemampatan, tetapi bukan untuk rasuk. Konkrit boleh diperkuat oleh teksi keluli atau jejaring logam yang dikekalkan di bawah ketegangan manakala konkrit kering.

Besi tuang kelabu

Ini adalah bahan lain dengan tingkah laku yang baik untuk pemampatan (lengkung AC di kuadran ketiga), tetapi rapuh apabila ia tertakluk kepada ketegangan (lengkung ab dalam kuadran pertama).

Rajah 7. Lengkung ujian mampatan dan voltan untuk besi tuang kelabu. Sumber: Hibbeler, r. Bahan mekanik.

Rujukan

1. Bir, f. 2010. Bahan mekanik. McGraw Hill. 5th. Edisi.
2. Cavazos, j.L. Bahan mekanik. Pulih dari: youtube.com.
3. Giancoli, d.  2006. Fizik: Prinsip dengan aplikasi. 6th. Ed Prentice Hall.
4. Hibbeler, R. 2011. Bahan mekanik. Edisi ke -8. Pearson.
5. Valera Negrete, J. 2005. Nota Fizik Umum. Unam.