Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Considérations relatives au test de la charge de compression
- Points de données dans la formule de stress compressif
- Conseils
- Calcul de la résistance à la compression
La résistance à la compression est un moyen efficace de mesurer la charge qu'une surface ou un matériau peut supporter. Le test pour ce type de force est effectué en exerçant une force vers le bas sur le dessus de l'objet, associée à une force égale et opposée exercée vers le haut sur le bas. En d’autres termes, vous l’écrasez - puis vous utilisez une formule mathématique simple pour déterminer la charge de compression qu’il a fallu prendre avant la défaillance du matériau.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
La formule de contrainte en compression est:
CS = F ÷ A, où CS est la résistance à la compression, F est la force ou la charge au point de défaillance et UNE est la surface initiale de la section transversale.
Considérations relatives au test de la charge de compression
Un essai de résistance à la compression nécessite des mesures précises. Le processus d'écrasement d'un essai de contrainte de compression doit donc être effectué dans des conditions soigneusement contrôlées, y compris les forces égales et opposées appliquées pour comprimer le matériau par le haut et par le bas.
Pour cette raison, et parce que le test est effectué jusqu’au point de rupture ou de déformation permanente, vous ne devriez pas tester une structure réelle in situ; à la place, vous testerez un échantillon cubique ou cylindrique. La forme du cube ou du cylindre garantit que vous aurez des surfaces plates et parallèles en haut et en bas de votre échantillon et que les deux faces auront une section transversale, c’est-à-dire qu’elles sont perpendiculaires à l’axe vertical de l’échantillon.
Points de données dans la formule de stress compressif
Une fois que vous avez configuré votre échantillon dans l’appareil approprié pour votre traitement scientifique, vous devez noter deux points de données. Le premier est la surface en coupe transversale du spécimen que vous croisez ou, pour le dire autrement, la surface d'un seul de ses côtés.
L’autre point de données que vous devrez mesurer est la force appliquée à votre spécimen au moment où il échoue. Vous appliquerez la force lentement jusqu'à la rupture, ce qui est généralement défini comme une déformation permanente. En d'autres termes, une déformation qui ne retrouvera pas sa forme initiale une fois la force de compression supprimée. Souvent, la "déformation permanente" a lieu lorsque l'objet se casse.
Conseils
Calcul de la résistance à la compression
Une fois que vous avez ces points de données (que vous les ayez mesurés vous-même au laboratoire ou reçus dans un problème de mots), vous pouvez calculer la résistance à la compression de votre objet. La formule est la suivante:
CS = F ÷ A, où CS est la résistance à la compression, F est la force ou la charge au point de défaillance et UNE est la surface initiale de la section transversale.
Exemple: Vous avez été invité à calculer la résistance à la compression d'un cylindre de béton. Les faces en coupe transversale du cylindre mesurent chacune 6 pouces de diamètre et le cylindre se brise sous une force de 71 000 livres. Quelle est la résistance à la compression de cet échantillon de béton?
Vous pouvez aller de l'avant et substituer la mesure de force, 71 000 livres, dans votre équation pour F. Mais ne vous précipitez pas et branchez 6 pouces pour la surface en coupe transversale, UNE. Vous avez reçu le diamètre de la face du cylindre, mais vous avez besoin de la surface de cette face.
Pour calculer la surface, rappelez-vous que la surface d'un cercle est πr2, où r est le rayon des cercles, qui est égal à 1/2 du diamètre des cercles. Donc, avec un diamètre de 6 pouces, le rayon de vos cercles est de 3 pouces et sa surface est de π (3)2 = 28,26 po2.
Maintenant que vous avez cette information, votre équation est la suivante:
CS = 71 000 livres ÷ 28,26 po2 = 2,512 psi
La résistance à la compression de votre échantillon est donc de 2,512 psi. Incidemment, cela correspond à la résistance à la compression standard du béton de 2500 psi pour les applications résidentielles; Le béton pour structures commerciales peut avoir une résistance à la compression de 4 000 psi ou plus.