วิธีการคำนวณกำลังรับแรงอัด

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• ข้อควรพิจารณาสำหรับการทดสอบแรงกดอัด
• จุดข้อมูลในสูตรความเครียดอัด
• เคล็ดลับ
• การคำนวณกำลังรับแรงอัด

กำลังรับแรงอัดเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการวัดปริมาณของพื้นผิวหรือวัสดุที่สามารถรับได้ การทดสอบความแข็งแรงประเภทนี้ดำเนินการโดยใช้แรงกดลงที่ด้านบนของวัตถุจับคู่กับแรงที่เท่ากันและแรงที่ตรงกันข้ามที่ยกขึ้นด้านล่าง กล่าวอีกนัยหนึ่งคุณสควอช - แล้วใช้สูตรทางคณิตศาสตร์อย่างง่ายเพื่อกำหนดภาระการบีบอัดที่ใช้ก่อนที่วัสดุจะล้มเหลว

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

สูตรความเครียดอัดคือ:

CS = F ÷ A ที่ไหน CS เป็นกำลังอัด F คือแรงหรือโหลด ณ จุดที่เกิดความล้มเหลวและ คือพื้นที่ผิวหน้าตัดเริ่มต้น

ข้อควรพิจารณาสำหรับการทดสอบแรงกดอัด

การทดสอบกำลังรับแรงอัดต้องใช้การวัดที่แม่นยำดังนั้นกระบวนการ "การบีบ" ของการทดสอบแรงอัดจะต้องทำภายใต้สภาวะที่ควบคุมอย่างระมัดระวังรวมถึงแรงที่เท่ากันและแรงที่ใช้ในการบีบอัดวัสดุจากทั้งบนและล่าง

ด้วยเหตุนี้และเนื่องจากการทดสอบถูกดำเนินการจนถึงจุดที่เกิดความล้มเหลวหรือการเสียรูปถาวรคุณจะไม่ทดสอบโครงสร้างจริงในแหล่งกำเนิด แต่คุณจะทดสอบชิ้นงานทรงลูกบาศก์หรือทรงกระบอกแทน รูปทรงลูกบาศก์หรือทรงกระบอกช่วยให้มั่นใจได้ว่าคุณจะมีพื้นผิวที่ราบเรียบขนานกันที่ด้านบนและด้านล่างของชิ้นงานทดสอบของคุณและใบหน้าทั้งสองควรเป็นแบบตัดขวางนั่นคือถ่ายในมุมฉากกับแนวตั้งของชิ้นงานทดสอบ

จุดข้อมูลในสูตรความเครียดอัด

เมื่อคุณตั้งค่าชิ้นงานของคุณในอุปกรณ์ที่เหมาะสมสำหรับกระบวนการ "บีบ" ทางวิทยาศาสตร์ของคุณคุณจะต้องจดจุดข้อมูลสองจุด อย่างแรกคือพื้นที่หน้าตัดของชิ้นงานทดสอบที่คุณกำลังข้ามหรือเพื่อหาอีกวิธีหนึ่งคือพื้นที่ผิวหน้าเพียงใบหน้าเดียว

จุดข้อมูลอื่นที่คุณต้องวัดก็คือแรงที่ใช้กับชิ้นงานทดสอบของคุณในขณะที่มันล้มเหลว คุณจะต้องใช้แรงอย่างช้าๆจนกระทั่งเกิดความล้มเหลวซึ่งโดยปกติจะถูกกำหนดให้เป็นการเปลี่ยนรูปถาวร กล่าวอีกนัยหนึ่งความผิดปกติที่จะไม่กลับคืนสู่สภาพเดิมเมื่อแรงอัดถูกลบออก บ่อยครั้งที่ "การเสียรูปถาวร" เกิดขึ้นเมื่อวัตถุแตก

เคล็ดลับ

การคำนวณกำลังรับแรงอัด

เมื่อคุณมีจุดข้อมูลเหล่านี้ - ไม่ว่าคุณจะวัดด้วยตัวคุณเองในห้องแล็บหรือรับพวกมันเป็นปัญหาคำ - คุณสามารถคำนวณกำลังรับแรงอัดของวัตถุของคุณ สูตรคือ:

CS = F ÷ A ที่ไหน CS เป็นกำลังอัด F คือแรงหรือโหลด ณ จุดที่เกิดความล้มเหลวและ คือพื้นที่ผิวหน้าตัดเริ่มต้น

ตัวอย่าง: คุณได้รับการขอให้คำนวณกำลังอัดของกระบอกคอนกรีต หน้าตัดของกระบอกสูบแต่ละนิ้วยาว 6 นิ้วและกระบอกสูบล้มเหลวด้วยแรง 71,000 ปอนด์ กำลังอัดของตัวอย่างคอนกรีตนั้นคือเท่าใด

คุณสามารถไปข้างหน้าและแทนที่การวัดแรงได้ 71,000 ปอนด์เพื่อเป็นสมการของคุณ F. แต่อย่ารีบร้อนและเสียบ 6 นิ้วเข้ากับบริเวณผิวหน้าตัด . คุณได้รับเส้นผ่านศูนย์กลางของใบหน้าของทรงกระบอก แต่สิ่งที่คุณต้องการคือพื้นที่ผิวของใบหน้านั้น

ในการคำนวณพื้นที่ผิวโปรดจำไว้ว่าพื้นที่ของวงกลมคือπr²ที่ไหน R คือรัศมีวงกลมซึ่งเท่ากับ 1/2 เส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลม ดังนั้นด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 นิ้วรัศมีวงกลมของคุณคือ 3 นิ้วและพื้นที่ของมันคือπ (3)² = 28.26 ใน².

ตอนนี้คุณมีข้อมูลนั้นแล้วสมการของคุณอ่านได้ดังนี้:

CS = 71,000 ปอนด์÷ 28.26 ใน² = 2,512 psi

ความต้านทานแรงอัดของตัวอย่างของคุณคือ 2,512 psi อนึ่งตาข่ายนี้มีแรงอัด 2,500 ปอนด์ต่อตารางนิ้วของคอนกรีตสำหรับการใช้งานที่อยู่อาศัย; คอนกรีตสำหรับโครงสร้างเชิงพาณิชย์สามารถรับแรงอัดได้ 4,000 psi หรือมากกว่า