Cos'è una forza di compressione?
Le proprietà di trazione e compressione del materiale rappresentano i carichi assiali lungo gli assi ortogonali. I carichi allungati ai confini del sistema sono descritti come carichi di trazione, mentre quelli compressi ai confini del sistema descritti come carichi di compressione.
La forza applicata esternamente sul corpo deforma il corpo in modo tale che il corpo diminuisca di volume e la lunghezza è chiamata sollecitazione di compressione.
È la tensione ripristinata del corpo a deformarsi quando applicata a un carico di compressione esterno. Un aumento della sollecitazione di compressione su cilindri sottili e lunghi tende a subire cedimenti strutturali a causa dell'instabilità delle colonne. Quando il materiale non resiste alla compressione, si verifica l'instabilità da sollecitazione.
Formula di stress compressivo:
I forza normale viene applicato all'unità di superficie.
Dove,
Forza di compressione (F): la forza di compressione è il carico richiesto per comprimere il materiale per unire il materiale.
Unità di sollecitazione in compressione:
L'unità SI di esso è uguale all'unità di forza a quella dell'area.
Quindi, è rappresentato come N / m2 or Papà.
Dimensione dello stress da compressione:
La dimensione dello stress da compressione è [ML-1T-2].
Lo stress compressivo è positivo o negativo?
Risposta: lo stress di compressione è negativo in quanto è compresso poiché il cambiamento di dimensione (dL) ha la direzione opposta.
La resistenza allo snervamento e la resistenza alla compressione sono le stesse?
Risposta: No, cedere in tensione e compressione non è la stessa cosa. Il valore cambierà in base all'applicabilità.
Resistenza alla compressione:
Questa è la capacità del materiale di resistere alla compressione che si verifica a causa della sollecitazione di compressione. Ci sono alcuni materiali che possono sopportare la sola tensione, alcuni materiali possono sopportare la sola compressione e ci sono alcuni materiali che possono sopportare sia la tensione che la compressione. La resistenza alla compressione finale è il valore ottenuto quando il materiale attraversa il suo completo cedimento. Il test di compressione viene eseguito come il test di trazione. L'unica differenza è che il carico utilizzato è il carico di compressione.
La resistenza alla compressione è maggiore nella roccia e nel calcestruzzo.
Sforzo di compressione dell'acciaio dolce | acciaio a basso tenore di carbonio:
Il materiale che subisce grandi sollecitazioni prima del cedimento è un materiale duttile come quello delicato acciaio, alluminio e sue leghe. Materiali fragili, quando subiscono sollecitazioni di compressione, il verificarsi di rotture dovute al rilascio improvviso dell'energia immagazzinata. Mentre quando il materiale duttile subisce una sollecitazione di compressione, il materiale si comprime e la deformazione avviene senza alcun cedimento.
Sollecitazione di compressione e tensione di trazione | Sforzo di compressione vs sforzo di trazione
| Sollecitazione di compressione | Trazione | |
| Risultati di | Conseguenze dello stress da compressione della compressione del materiale. | Risultati della tensione di trazione dello stiramento del materiale |
| Spingere o tirare | Mentre lo stress compressivo è la spinta data al corpo da forze esterne per modificarne la forma e le dimensioni. | La tensione di trazione è la trazione data al corpo dalle forze esterne per modificarne la forma e le dimensioni. |
| Compressione o allungamento | Lo stress di compressione è generato dalla forza di compressione esterna | La tensione di trazione viene generata a causa della forza di allungamento che intende allungare. |
| Applicazione su barra | Quando la barra subisce una sollecitazione di compressione, le deformazioni sono di compressione (negative). | Quando la barra è sottoposta a tensione di trazione, le deformazioni sono di trazione (positive). |
Curva di deformazione dello sforzo di compressione
Diagramma sforzo-deformazione: stress da compressione
Il diagramma sforzo-deformazione per la compressione è diverso dalla tensione.
In prova di compressione, la curva sforzo-deformazione è una linea retta fino a un limite elastico. Oltre quel punto, una netta curva nella curva che rappresenta l'inizio della plasticità; il punto mostra la tensione di snervamento a compressione composita, che è direttamente correlata alla tensione residua. L'aumento dello stress residuo aumenta lo stress compressivo.
Nel test di compressione, la regione lineare è una regione elastica secondo la legge di Hooke. Quindi la regione può essere rappresentata come,
E = modulo di Young
In questa regione, il materiale si comporta in modo elastico e ritorna alla sua posizione originale rimuovendo lo stress.
Punto di rendimento:
Questo è il punto in cui termina l'elasticità e inizia la regione di plasticità. Quindi, dopo il punto di snervamento, il materiale non potrà tornare nella sua forma attuale dopo la rimozione dello stress.
Si trova se il materiale cristallino passa attraverso la compressione, la curva sforzo-deformazione è opposta alle applicazioni di tensione nella regione elastica. Le curve di tensione e compressione variano a deformazioni maggiori (deformazioni) in quanto vi è compressione sul materiale compresso e alla tensione il materiale subisce una deformazione plastica.
Stress-strain in tensione | prova di trazione:
Linea OA: limite proporzionale
La linea OA rappresenta un limite proporzionale. Il limite proporzionale è il limite fino a quando la sollecitazione è proporzionata alla deformazione secondo la legge degli uncini. All'aumentare dello stress, aumenta la deformazione del materiale.
Punto A: limite elastico:
In questo punto è stata applicata la massima sollecitazione all'interno di un materiale solido. Questo punto è chiamato limite elastico. Il materiale entro il limite elastico subirà una deformazione e, dopo la rimozione dello stress, il materiale tornerà alla sua posizione effettiva.
Cos'è la regione elasto-plastica?
Regione elasto-plastica:
È la regione tra il punto di snervamento e il punto elastico.
Punto B: limite di snervamento superiore
La deformazione plastica inizia con lo spostamento dalla sua struttura cristallina. Questo spostamento diventa maggiore dopo il punto di snervamento superiore e ne limita il movimento, caratteristica nota come deformazione.
Punto C: punto di snervamento inferiore
Questo è il punto dopo il quale iniziano le caratteristiche come l'incrudimento. E si osserva che oltre il limite elastico, avviene la proprietà come la deformazione plastica.
Deformazione permanente:
Punto di snervamento superiore:
Un punto in cui viene applicato il carico o lo stress massimo per iniziare la deformazione plastica.
Il punto di snervamento superiore è instabile a causa del movimento delle dislocazioni cristalline.
Punto di snervamento inferiore:
Il limite di carico minimo o stress essenziale per preservare il comportamento della plastica.
Il punto di snervamento inferiore è stabile in quanto non vi è movimento di cristallino.
Lo stress è la resistenza offerta dal materiale quando applicato a un carico esterno, e l'incrudimento è un aumento della resistenza lentamente dovuto ad un aumento delle dislocazioni nel materiale.
Punto D: punto di stress finale
Rappresenta il punto di stress finale. Lo stress massimo può sopportare lo stress finale. Dopo l'aumento del carico, si verifica un guasto.
Punto E: punto di rottura
Rappresenta il punto di rottura o rottura. Quando il materiale subisce una rapida deformazione dopo il punto di sollecitazione finale, si verifica il cedimento del materiale. È la massima deformazione avvenuta nel materiale.
Problemi di esempio di stress da compressione | Applicazioni
- Industria aerospaziale e automobilistica: prove di attivazione e prove di primavera
- Industria edile: L'industria edile dipende direttamente dalla resistenza alla compressione dei materiali. Il pilastro, la copertura è costruita utilizzando stress compressivi.
- Pilastro di cemento: in un pilastro di cemento, il materiale viene schiacciato insieme dallo stress di compressione.
- Il materiale è incollato compresso, tale da evitare cedimenti dell'edificio. Ha una quantità sostenibile di energia immagazzinata tesa.
- Industria cosmetica: la compattazione di ciprie compatte, eyeliner, balsami labbra, rossetti, ombretti è realizzata applicando lo stress compressivo.
- Industria dell'imballaggio: imballaggi in cartone, bottiglie compresse, bottiglie in PET.
- Industria farmaceutica: nell'industria farmaceutica viene utilizzato principalmente lo stress da compressione.
- La frantumazione, la compattazione, lo sbriciolamento avviene nella produzione di pastiglie. La durezza e la resistenza alla compressione sono una parte importante dell'industria farmaceutica.
- Industria sportiva: pallina da cricket, pallina da tennis, pallina da basket vengono compresse per renderle più resistenti
Come misurare lo stress compressivo?
Test di compressione:
La prova di compressione è la determinazione del comportamento di un materiale sotto carico di compressione.
Il test di compressione viene solitamente utilizzato per roccia e calcestruzzo. Il test di compressione fornisce lo stress e la deformazione del materiale. Il risultato sperimentale deve convalidare i risultati teorici.
Tipi di test di compressione:
- Prova di flessione
- Prova di primavera
- Prova di schiacciamento
Il test di compressione serve a determinare l'integrità e il parametro di sicurezza del materiale sopportando lo stress di compressione. Fornisce inoltre la sicurezza dei prodotti finiti, dei componenti, degli strumenti fabbricati. Determina se il materiale è adatto allo scopo e prodotto di conseguenza.
I test di compressione forniscono dati per i seguenti scopi:
- Per misurare la qualità del lotto
- Per capire la coerenza nella produzione
- Per assistere nella procedura di progettazione
- Per diminuire il prezzo del materiale
- Per garantire standard internazionali di qualità, ecc.
La macchina per prove di resistenza alla compressione:
Le macchine per prove di compressione comprendono le misurazioni delle proprietà dei materiali come il modulo di Young, la resistenza alla compressione finale, la resistenza allo snervamento, ecc., Quindi le caratteristiche generali di resistenza alla compressione statica dei materiali.
L'apparato di compressione è configurato per più applicazioni. A causa del design della macchina, può eseguire prove di trazione, cicliche, di taglio, di flessione.
Il test di compressione viene eseguito come il test di trazione. Solo la variazione del carico si verifica in entrambe le prove. Le macchine per prove di trazione utilizzano carichi di trazione, mentre le macchine per prove di compressione utilizzano carichi di compressione.
Resistenze a compressione di vari materiali:
· Resistenza alla compressione del calcestruzzo: 17Mpa-27Mpa
· Resistenza alla compressione dell'acciaio: 25MPa
· Resistenza alla compressione del granito: 70-130 MPa
· La resistenza alla compressione del cemento: 11.5 - 17.5 MPa
· La resistenza allo snervamento a compressione dell'alluminio: 280MPa
Qual è la tensione di compressione ammissibile per l'acciaio?
Risposta: Le tensioni ammissibili sono comunemente misurate dai codici di struttura di quel metallo come l'acciaio e l'alluminio. È rappresentato dalla frazione delle sue rese stress (forza)
Qual è la resistenza alla compressione del calcestruzzo a varie età?
È la compressione minima la forza era materiale nella prova standard del cilindro di cemento di 28 giorni.
Le misurazioni della resistenza alla compressione del calcestruzzo richiedono da 28 a 35 MPa a 28 giorni.
Resistenza alla compressione del calcestruzzo:
Problemi di stress da compressione:
Problema #1
Una barra d'acciaio di 70 mm di diametro e 3 m di lunghezza è circondata da un guscio di ghisa di 7 mm di spessore. Calcolare il carico di compressione per barra combinata di 0.7 mm nella lunghezza di 3 m. (Eacciaio = 200 GPa ed Eghisa = 100 GPa.)
Soluzione:
δ=
δ=δ ghisa=δ acciaio= 0.7 mm
δ ghisa =
= 0.7
P ghisa = 50306.66 πN
δ acciaio= 
= 0.7
P acciaio= 57166.66πN
ΣFV=0
P= P ghisa +P acciaio
P= 50306.66π+ 57166.66π
P= 107473.32πN
P= 337.63 kN
Problema #2:
Una statua del peso di 10KN è appoggiata su una superficie piana in cima a un pilastro alto 6.0 m. L'area della sezione trasversale della torre è di 0.20 m2 ed è realizzato in granito con una densità di massa di 2700 kg / m3. Calcolare la sollecitazione di compressione e la deformazione alla sezione trasversale 3 m sotto dalla sommità della torre e dal segmento superiore rispettivamente.
soluzione:
Il volume del segmento della torre con altezza
H= 3.0 me area della sezione trasversale A= 0.2m2 è
V = A * H = 0.3 * 0.2 = 0.6 m ^ 3
Densità ρ= 2.7 × 10 ^ 3 kg / m3, (grafite)
Massa del segmento della torre
m= V =(2.7×10^3 *0.60m3)=1.60×10^3 kg.
Il peso del segmento della torre è
Wp = mg= (1.60 × 103 * 9.8) = 15.68 KN.
Il peso della scultura è
Ws = 10KN,
forza normale 3 m sotto la scultura,
F= wp + ws = (1.568 + 1.0) × 104 N = 25.68 KN.
Pertanto, lo stress viene calcolato da F/A
= 2.568 × 104 * 0.20
= 1.284 × 10 ^ 5Pa = 128.4 kPa.
Y=4.5×10^10Pa = 4.5×10^7kPa.
Quindi, la deformazione di compressione calcolata in quella posizione è
Y= 128.4 / 4.5 × 107
= 2.85 × 10-6.
Problema #3:
Una barra d'acciaio di sezione trasversale variabile è minacciata dalla forza assiale. Trova il valore di P per l'equilibrio.
E = 2.1 * 10 ^5MPa. L1=1000mm, L2=1500mm, L3=800mm.A1=500mm2, A2 = 1000 mm2, A3 = 700 mm2.
Dall'equilibrio:
= 0
+ 8000-10000 + P-5000 = 0
P = 7000N
Sono Sulochana. Sono un ingegnere di progettazione meccanica: M.tech in ingegneria della progettazione, B.tech in ingegneria meccanica. Ho lavorato come stagista presso la Hindustan Aeronautics Limited nella progettazione del dipartimento degli armamenti. Ho esperienza di lavoro nel campo della ricerca e sviluppo e della progettazione. Ho competenze CAD/CAM/CAE: CATIA | CREO | ANSYS Apdl | ANSYS Workbench | MAGLIA IPER | Nastran Patran nonché nei linguaggi di programmazione Python, MATLAB e SQL.
Ho esperienza in analisi agli elementi finiti, progettazione per la produzione e l'assemblaggio (DFMEA), ottimizzazione, vibrazioni avanzate, meccanica dei materiali compositi, progettazione assistita da computer.
Sono appassionato del lavoro e desideroso di apprendere. Il mio scopo nella vita è avere uno scopo nella vita e credo nel duro lavoro. Sono qui per eccellere nel campo dell'ingegneria lavorando in un ambiente stimolante, divertente e professionalmente brillante in cui posso utilizzare appieno le mie capacità tecniche e logiche, aggiornarmi costantemente e confrontarmi con i migliori.
Non vedo l'ora di connetterti tramite LinkedIn –
