Nakaka-compress na Stress at ito ay pangkalahatang ideya sa mga mahahalagang katotohanan

Paksa ng Pagtalakay: Kompresibong stress at pilay

Ano ang isang puwersang compressive?

Kahulugan ng compressive stress:

Ang makunat at masiksik na pag-aari ng materyal ay kumakatawan sa mga pag-load ng ehe sa kahabaan ng mga orthogonal axe. Ang mga load na nakaunat sa mga hangganan ng system ay inilarawan bilang makunat na pag-load, habang ang mga naka-compress sa mga hangganan ng system ay inilarawan bilang mga compressive load.

Ang panlabas na puwersang inilapat sa katawan ay nagpapapangit ng katawan sa paraang bumababa ang katawan sa dami, at ang haba ay tinatawag na compressive stress.

Ito ay ang naibalik na pilay ng katawan upang mabago kapag inilapat sa panlabas na compressive load. Ang pagtaas ng stress ng Compressive sa balingkinitan, mahaba ang mga silindro ay may posibilidad na sumailalim sa pagkabigo ng istruktura dahil sa buckling ng mga haligi. Kapag nabigo ang materyal na makatiis sa compression, nangyayari ang stress buckling.

compressive stress
compressive stress

Pagsukat ng compressive stress

Nakaka-compress na stress formula:

Ang normal na puwersa ay inilalapat sa lugar ng yunit.

\ sigma = \ frac {F} {A}

Saan,

Puwersang compressive (F): ang puwersa ng compression ay ang kinakailangang pagkarga upang i-compress ang materyal upang pagsamahin ang materyal.

Nakakabit na yunit ng stress:

Ang unit ng SI nito ay kapareho ng yunit ng puwersa sa na ng lugar. 

Kaya, ito ay kinakatawan bilang N / m2 or Pa.

Dimensyon ng Kompresibong stress:

Ang sukat ng compressive stress ay [ML-1T-2].

Positive o negatibo ba ang compressive stress?

Sagot: ang compressive stress ay negatibo dahil naka-compress ito dahil ang pagbabago sa sukat (dL) ay may kabaligtaran na direksyon.

Pareho ba ang lakas ng ani at lakas ng compressive?

Sagot: Hindi, ang pagbibigay ng pag-igting at pag-compress ay hindi pareho. Magbabago ang halaga ayon sa pagkakagamit.

Lakas ng compression:

Ito ang kapasidad ng materyal upang mapaglabanan ang compression na nagaganap dahil sa compressive stress. Mayroong ilang mga materyal na makatiis sa nag-iisa na pag-igting, ang ilang mga materyales ay makatiis sa nag-iisang compression, at may ilang mga materyal na makatiis sa parehong pag-igting at pag-compress. Ang panghuli lakas ng compressive ay ang nakuha na halaga kapag ang materyal ay dumaan sa kumpletong pagkabigo nito. Ang pagsubok ng compression ay tapos na katulad ng pagsubok na makunat. Ang pagkakaiba lamang ay ang ginamit na load ay ang compressive load.

Ang lakas ng compressive ay mas mataas sa bato at kongkreto.

Nakaka-compress na stress ng banayad na bakal | mababang carbon steel:

 Ang materyal na sumasailalim ng malalaking pinagpipilian bago ang kabiguan ay mga materyales na malagkit tulad ng banayad na bakal, aluminyo at mga haluang metal nito. Ang mga malutong materyales, kapag sumailalim sa compressive stress, ang paglitaw ng pagkalagot dahil sa biglaang paglabas ng nakaimbak na enerhiya. Sapagkat kapag ang ductile material ay sumailalim sa compressive stress, ang materyal ay i-compress, at ang pagpapapangit ay magaganap nang walang anumang pagkabigo.

Nakaka-compress na Stress at Tensile Stress | Nakaka-compress na stress kumpara sa matinding stress

 Nakaka-compress na stressMakunot na diin
Mga resulta ngNakaka-compress na mga kahihinatnan ng pagkapagod sa pagpiga sa materyal.Mga kinalabasan ng stress na stress ng pag-uunat ng materyal
Itulak o HilahinSapagkat ang compressive stress ay ang push na ibinibigay sa katawan ng mga panlabas na pwersa upang baguhin ang hugis at laki nito.Ang tensyon ng stress ay ang hatak na ibinigay sa katawan ng mga panlabas na pwersa upang mabago ang hugis at laki nito.
Pag-compress o pagpahabaAng compressive stress ay nabuo mula sa panlabas na puwersa ng pag-compressNabubuo ang tensyon ng tensyon dahil sa lakas ng pagpahaba na balak na umunat.
Application sa BarKapag ang bar ay sumailalim sa compressive stress, ang mga strain ay compressive (negatibo).Kapag ang bar ay sumailalim sa makunat na stress, ang mga strain ay makunat (positibo).

Kompresyon na kurba ng pagkapagod ng stress

Diagram ng stress-strain: Pagkapagod ng compression

Nakaka-compress na Stress at ito ay pangkalahatang ideya sa mga mahahalagang katotohanan
Image credit: Wei SUN et al

Ang diagram ng stress-strain para sa compression ay naiiba sa pag-igting.

Sa ilalim ng pagsubok ng compression, ang stress-strain curve ay isang tuwid na linya hanggang sa isang nababanat na limitasyon. Higit pa sa puntong iyon, isang natatanging liko sa curve na kumakatawan sa simula ng plasticity; ipinapakita ng puntong ang pinaghalong compressive na ani ng ani, na direktang nauugnay sa natitirang stress. Ang pagtaas sa natitirang stress ay nagdaragdag ng compressive stress.

Sa pagsubok ng compression, ang linear na rehiyon ay isang nababanat na rehiyon na sumusunod sa batas ni Hooke. Samakatuwid ang rehiyon ay maaaring kinatawan bilang, 

E = modulus ni Young 

Sa rehiyon na ito, ang materyal ay kumikilos nang elastiko at bumalik sa orihinal nitong posisyon sa pamamagitan ng pag-aalis ng stress.

Yield point:

Ito ang punto kung saan natatapos ang pagkalastiko, at nagpasimula ang rehiyon ng plasticity. Kaya, pagkatapos ng point point ng ani, hindi na makabalik ang materyal sa kanyang tunay na hugis pagkatapos ng pagtanggal ng stress.

Ito ay matatagpuan kung ang mala-kristal na materyal ay dumaan sa compression, ang stress-strain curve ay kabaligtaran sa mga aplikasyon ng pag-igting sa nababanat na rehiyon. Ang mga kurbada ng pag-igting at pag-compress ay nag-iiba sa mas malalaking pagpapapangit (pilit) dahil may compression sa naka-compress na materyal, at sa pag-igting, ang materyal ay sumasailalim sa pagpapapangit ng plastik.

Stress-pilit sa pag-igting | makunat na pagsubok:

Linya OA: proporsyonal na limitasyon

Ang linya OA ay kumakatawan sa isang proporsyonal na limitasyon. Ang proporsyonal na limitasyon ay ang hangganan hanggang sa ang stress ay proporsyonado upang salain ang pagsunod sa Batas ng Mga Hooks. Habang tumataas ang stress, tumataas ang pagpapapangit ng materyal.

Point A: Elastic na limitasyon:

Sa puntong ito ang maximum na stress sa loob ng isang solidong materyal ay inilapat. Ang puntong ito ay tinatawag na nababanat na limitasyon. Ang materyal sa loob ng nababanat na limitasyon, ay sasailalim sa pagpapapangit, at pagkatapos ng pagtanggal ng stress, ang materyal ay babalik sa aktwal nitong posisyon.

Ano ang rehiyon ng Elasto-plastic?

Rehiyon ng Elasto-plastic:

Ito ang rehiyon sa pagitan ng point ng ani at nababanat na punto.

Punto B: Itaas na punto ng ani

Nagsisimula ang pagpapapangit ng plastik na may dis-lokasyon mula sa istrakturang mala-kristal. Ang pag-aalis na ito ay naging mas mataas pagkatapos ng pinakamataas na ani, at nililimitahan nito ang paggalaw nito, ang mga katangiang ito na kilala bilang kilalang hardening.

Punto C: Mas mababang punto ng ani

Ito ang puntong pagkatapos na ang mga katangian tulad ng pagsisikap ng pagsisikap ng pilit ay nagsisimula. At napansin na lampas sa nababanat na limitasyon, ang pag-aari tulad ng pagpapapangit ng plastik ay nangyayari.

Permanenteng pagpapapangit: 

Mataas na punto ng ani:

Isang punto kung saan inilapat ang maximum na pagkarga o pagkapagod upang simulan ang pagpapapangit ng plastik.

Ang pang-itaas na punto ng ani ay hindi matatag dahil sa kilusang mala-kristal na paglinsad.

Mas mababang punto ng ani:

Ang limitasyon ng min-load o stress na mahalaga upang mapanatili ang pag-uugali ng plastik.

Ang mas mababang punto ng ani ay matatag dahil walang paggalaw ng mala-kristal.

Ang stress ay ang paglaban na inaalok ng materyal kapag inilapat sa isang panlabas na pagkarga, at ang pagpatigas ng pilay ay isang pagtaas ng paglaban nang dahan-dahan dahil sa isang pagtaas ng mga paglinsad sa materyal.

Point D: panghuli point ng stress

Kinakatawan nito ang ultimate point ng stress. Ang maximum na pagkapagod ay makatiis ng tunay na stress. Matapos ang pagtaas ng pag-load, nangyayari ang kabiguan.

Punto E: Rupture point

Kinakatawan nito ang point ng pagkasira o pagkalagot. Kapag ang materyal ay sumasailalim ng mabilis na pagpapapangit pagkatapos ng tunay na punto ng pagkapagod, humantong ito sa pagkabigo ng materyal. Ito ang maximum na pagpapapangit na naganap sa materyal.

Mga problema sa halimbawa ng compressive stress | Mga Aplikasyon

  • Aerospace at Automotive Industry: Mga pagsubok sa aktuasyon at mga pagsubok sa tagsibol
  • Industriya ng Konstruksiyon: Ang industriya ng konstruksiyon ay direktang nakasalalay sa nakakapagpugong lakas ng mga materyales. Ang haligi, ang bubong ay binuo sa pamamagitan ng paggamit ng compressive stress.
  • Konkretong haligi: Sa isang kongkretong haligi, ang materyal ay pinisil nang magkakasama ng compressive stress.
  • Ang materyal ay naka-compress na pinagbuklod, tulad ng upang maiwasan ang pagkabigo ng gusali. Mayroon itong napapanatiling halaga ng pilit na nakaimbak na enerhiya.
  • Industriya ng Kosmetiko: ang siksik ng compact powder, eyeliner, lip balms, lipsticks, eye shadow ay ginawa sa pamamagitan ng paglalapat ng compressive stress.
  • Industriya ng Packaging: Packaging ng karton, naka-compress na bote, mga bote ng PET.
  • Industriya ng parmasyutiko: sa industriya ng parmasyutiko, kadalasang ginagamit ang compressive stress.
  • Ang pagsira, pag-compact, crumbling ay ginagawa sa paggawa ng mga tablet. Ang tigas at lakas ng pag-compress ay isang pangunahing bahagi ng Industriya ng parmasyutiko.
  • Industriya ng palakasan: cricket ball, tennis ball, basketball ball ay naka-compress upang gawin itong mas mahigpit.

Paano sukatin ang compressive stress?

Pagsubok sa compression:

Ang pagsubok ng compression ay pagpapasiya ng pag-uugali ng isang materyal sa ilalim ng compressive load.

Karaniwang ginagamit ang pagsubok sa Compression para sa bato at kongkreto. Ang pagsubok sa compression ay nagbibigay ng stress at pagpapapangit ng materyal. Ang pang-eksperimentong resulta ay kailangang patunayan ang mga natuklasang teoretikal.

Mga uri ng pagsubok sa compression: 

  • Pagsubok sa kakayahang umangkop
  • Pagsubok sa tagsibol
  • Pagsubok sa pagdurog

Ang pagsubok ng compression ay upang matukoy ang integridad at kaligtasan ng parameter ng materyal sa pamamagitan ng pagtitiis ng compressive stress. Nagbibigay din ito ng kaligtasan ng mga tapos na produkto, sangkap, kagamitang gawa. Tinutukoy nito kung ang materyal ay akma para sa layunin at panindang naaayon.

Ang mga pagsubok sa compression ay nagbibigay ng data para sa mga sumusunod na layunin:

  • Upang sukatin ang kalidad ng batch
  • Upang maunawaan ang pagkakapare-pareho sa paggawa
  • Upang makatulong sa pamamaraan ng disenyo
  • Upang mabawasan ang presyo ng materyal
  • Upang magarantiyahan ang kalidad ng mga pamantayan sa internasyonal atbp.

Ang makina ng pagsubok na lakas ng compressive:

Ang mga makina ng pagsubok sa compression ay naglalaman ng mga sukat ng mga materyal na katangian bilang modulus ni Young, panghuliang lakas ng compression, lakas ng ani, atbp., Samakatuwid pangkalahatang mga static compressive lakas na katangian ng mga materyales.

Ang aparato ng compression ay naka-configure para sa maraming mga application. Dahil sa disenyo ng makina, maaari itong magsagawa ng mga pagsubok na makunat, paikot, paggugupit, pagbaluktot.

Ang pagsubok ng compression ay pinapatakbo ng kapareho ng pagsubok na makunat. Ang pagkakaiba-iba lamang ng pag-load ang nangyayari sa parehong pagsubok. Gumagamit ang mga makinang test test na makunat na karga, samantalang ang mga compression test machine ay gumagamit ng mga compressive load.

Nakaka-compress na kalakasan ng iba't ibang mga materyales:

· Nakapag-compress na lakas ng kongkreto: 17Mpa-27Mpa

· Nakapag-compress na lakas ng bakal: 25MPa

· Ang lakas ng compressive ng Granite: 70-130MPa

· Ang nakapag-compress na lakas ng semento: 11.5 - 17.5MPa

· Ang lakas ng compressive ani ng aluminyo: 280MPa

Ano ang pinapayagan na compressive stress para sa bakal?

Sagot: Ang mga pinapayagan na stress ay karaniwang sinusukat ng mga code ng istraktura ng metal na tulad ng bakal, at aluminyo. Kinakatawan ito ng maliit na bahagi ng magbubunga ng stress (lakas)

Ano ang lakas ng compressive ng kongkreto sa iba't ibang edad?

Ito ang pinakamaliit na lakas ng compressive ay materyal sa karaniwang pagsubok ng 28-araw na kongkretong silindro.

Ang mga sukat ng kongkreto na compressive lakas ay nangangailangan ng 28 hanggang 35MPa sa 28 araw.

Nakaka-compress na Lakas ng Concrete:

Nakaka-compress na Stress at ito ay pangkalahatang ideya sa mga mahahalagang katotohanan

Mga problema sa compressive stress:

Suliranin # 1

Ang isang steel bar na 70 mm ang lapad at 3 m ang haba ay napapalibutan ng isang shell ng isang cast iron na 7 mm ang kapal. Kalkulahin ang compressive load para sa pinagsamang bar na 0.7 mm sa haba ng 3m. (Ebakal = 200 GPa, at Ekast-iron = 100GPa.)

solusyon:

δ=\ frac {PL} {AE}

δ=δ kast-iron=δ bakal= 0.7mm 

δ cast iron =\frac{Pcastiron(3000)}{\frac{\pi }{4}*{<em>100 000</em>}*{84^{2}-70^{2}}} = 0.7

P cast iron = 50306.66 πN

δ bakal= {\frac{Psteel(3000)}{\frac{\pi }{4}*{<em>200 000</em>}*{70^{2}}}= 0.7

P bakal= 57166.66πN

ΣFV=0

P= P kast-iron +P bakal

P= 50306.66π+ 57166.66π

P= 107473.32πN

P= 337.63kN

Problema #2:

Ang isang timbang ng rebulto na 10KN ay nakasalalay sa isang patag na ibabaw sa tuktok ng isang 6.0m mataas na haligi. Ang cross-sectional area ng tower ay 0.20 m2 at ito ay gawa sa granite na may mass density na 2700kg / m3. Kalkulahin ang compressive stress at pilay sa cross-section 3m sa ibaba mula sa tuktok ng tower at tuktok na segment ayon sa pagkakabanggit.

solusyon:

Ang dami ng segment ng tower na may taas

 H= 3.0m at cross-sectional area A= 0.2m2 ay

V = A * H = 0.3 * 0.2 = 0.6m ^ 3

Kakapalan ρ= 2.7 × 10 ^ 3 kg / m3, (grapayt)

Mass ng segment ng tower

m= ρV =(2.7×10^3 *0.60m3)=1.60×10^3 kg.

Ang bigat ng segment ng tower ay

Wp = mg= (1.60 × 103 * 9.8) = 15.68KN.

Ang bigat ng iskultura ay

                                         Ws = 10KN,

normal na puwersa 3m sa ibaba ng iskultura,

F= wp  + ws  = (1.568 + 1.0) × 104N = 25.68KN.

Samakatuwid, ang stress ay kinakalkula ng F/A

= 2.568 × 104 * 0.20

= 1.284 × 10 ^ 5Pa = 128.4 kPa.

Y=4.5×10^10Pa = 4.5×10^7kPa.

Kaya, ang compressive strain na kinakalkula sa posisyon na iyon ay

Y= 128.4 / 4.5 × 107

= 2.85 × 10-6.

Problema #3:

Ang isang bakal na bar na nababago ang cross-section ay nanganganib sa lakas ng ehe. Hanapin ang halaga ng P para sa balanse.

E = 2.1 * 10 ^5MPa. L1=1000mm, L2=1500mm, L3=800mm.A1=500mm2, A2 = 1000mm2, A3 = 700mm2.

                                                                                                                           

Nakaka-compress na Stress at ito ay pangkalahatang ideya sa mga mahahalagang katotohanan

Mula sa balanse:

{\ sum Fx}= 0

+ 8000-10000 + P-5000 = 0

P = 7000N

Para sa karagdagang mga artikulo pindutin dito

Tungkol kay Sulochana Dorve

Nakaka-compress na Stress at ito ay pangkalahatang ideya sa mga mahahalagang katotohananAko si Sulochana. Isa akong Engineer ng Disenyo ng Mekanikal—M.tech sa disenyo ng Engineering, B.tech sa Mechanical Engineering. Nagtrabaho ako bilang isang intern sa Hindustan Aeronautics na limitado sa disenyo ng departamento ng armament. Mayroon akong karanasan sa pagtatrabaho sa R&D at disenyo. Ako ay may kasanayan sa CAD / CAM / CAE: CATIA | CREO | ANSYS Apdl | ANSYS Workbench | HYPER MESH | Nastran Patran pati na rin sa Mga wika ng Programming na Python, MATLAB at SQL.
Mayroon akong kadalubhasaan sa Finite Element Analysis, Disenyo para sa Paggawa at pagpupulong (DFMEA), Pag-optimize, Advanced na Pag-vibrate, Mga Mekanika ng Mga Materyal na Composite, Disenyo na Tinutulungan ng Computer.
Masigasig ako sa trabaho at isang masigasig na nag-aaral. Ang aking hangarin sa buhay ay upang makakuha ng isang buhay ng layunin, at naniniwala ako sa pagsusumikap. Narito ako upang magtaguyod sa larangan ng Engineering sa pamamagitan ng pagtatrabaho sa isang mapaghamong, kasiya-siya at propesyonal na maliwanag na kapaligiran kung saan maaari kong ganap na magamit ang aking mga kasanayan sa panteknikal at lohikal, patuloy na na-upgrade ang aking sarili at benchmark laban sa pinakamahusay.
Inaasahan na ikonekta ka sa pamamagitan ng LinkedIn -
https://www.linkedin.com/in/sulochana-dorve-a80a0bab/

Mag-iwan ng komento

Ang iyong email address ay hindi ilalathala. Ang mga kailangang field ay may markang *

en English
X