Tes Kompresi Bagaimana dilakukannya, properti, contoh

Dia Uji coba kompresi Ini adalah percobaan yang dilakukan secara progresif menekan sampel bahan, misalnya beton, kayu atau batu, yang dikenal sebagai tabung reaksi dan mengamati deformasi yang dihasilkan oleh upaya atau beban kompresi yang diterapkan.

Upaya kompresi diproduksi oleh dua kekuatan yang diterapkan pada ujung tubuh untuk mengurangi panjangnya saat mengompresnya.

Gambar 1. Upaya kompresi. Sumber: Wikimedia Commons. Adre-es/cc by-sa (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)

Pada saat yang sama, luas silangnya melebar, seperti yang dapat dilihat pada Gambar 1. Ketika upaya yang meningkat diterapkan, sifat mekanik material terungkap.

[TOC]

Bagaimana upaya kompresi diterapkan?

Untuk menerapkan upaya kompresi, sampel, lebih disukai dalam bentuk silinder bagian lintas melingkar, ditempatkan dalam mesin, yang dikenal sebagai Mesin uji universal, yang mengompres surat pengesahan secara progresif dalam peningkatan tekanan yang ditetapkan sebelumnya.

Titik -titik kurva upaya (di Newton/m²) versus deformasi kesatuan ε adalah grafik seperti yang dihasilkan. Upaya ini adalah alasan antara gaya yang diterapkan dan luas silang, sedangkan deformasi unit adalah rasio antara ΔL pemendekan dan panjang asli spesimen l_{salah satu}:

ε = Δl/ l_{salah satu}

Sifat mekanik materi sebelum kompresi disimpulkan dari analisis grafik.

Saat percobaan berlangsung, sampel dipersingkat dan lebar. Percobaan berakhir saat kesalahan atau patah terjadi pada sampel.

Gambar 2. Uji kompresi dalam spesimen konkret. Sumber: Wikimedia Commons.

Properti dan data yang diperoleh

Dari uji kompresi, sifat mekanik material diperoleh sebelum kompresi, misalnya modul elastisitas dan resistensi kompresi, sangat penting dalam bahan yang digunakan dalam konstruksi.

Dapat melayani Anda: Pleiades: Sejarah, Asal dan Komposisi

Jika bahan yang akan diuji rapuh, pada akhirnya akan patah, jadi resistensi tertinggi mudah ditemukan. Dalam hal ini, beban kritis diambil, jenis kegagalan yang menyajikan bahan dan bentuk fraktur.

Tetapi jika bahannya tidak rapuh tetapi ulet, resistensi akhir ini tidak akan terwujud dengan mudah, sehingga tes tidak meluas tanpa batas waktu, karena ketika upaya meningkat, keadaan tegangan internal spesimen berhenti menjadi seragam. Pada titik itu validitas tes hilang.

Hasil yang dapat diandalkan

Agar hasil dapat diandalkan, perlu bahwa serat internal material tetap paralel, tetapi gesekan internal membuat serat menekuk dan daun ketegangan menjadi homogen.

Hal pertama adalah mempertimbangkan ukuran awal spesimen sebelum memulai tes. Spesimen terpendek, disebut Spesimen kompresi, Mereka cenderung mengambil barel, sedangkan spesimen terpanjang, disebut Spesimen kolom, Mereka tertekuk.

Ada kriteria yang dikenal sebagai Alasan sleebeltez, Berapa hasil bagi antara panjang awal l_{salah satu} Dan Radio de Giro R_G:

r = l_{salah satu} / R_G

Pada gilirannya r_G = √ (i /a) Di mana saya adalah momen inersia dan A adalah area penampang.

Jika rasio kelangsingan kurang dari 40, itu berfungsi sebagai spesimen kompresi, dan jika lebih besar dari 60 ia berfungsi sebagai kolom. Antara 40 dan 60 spesimen akan memiliki perilaku menengah yang lebih disukai untuk dihindari, bekerja dengan alasan kurang dari 40 atau lebih besar dari 60.

Dapat melayani Anda: Bethelgeuse

Kurva usaha-deformasi

Tes kompresi analog dengan tes tegangan atau traksi, hanya saja alih -alih meregangkan spesimen sampai pecah, itu adalah resistensi kompresi yang diuji kali ini.

Perilaku material biasanya berbeda dalam kompresi dan traksi, dan perbedaan penting lainnya adalah bahwa kekuatan dalam tes kompresi lebih besar daripada dalam tes tegangan.

Gambar 3. Upaya traksi atau upaya tegangan dan kompresi. Sumber: f. Zapata.

Dalam uji kompresi, misalnya sampel aluminium, kurva upaya-deformasi naik, sedangkan dalam uji tegangan naik dan kemudian turun. Setiap bahan memiliki kurva perilaku sendiri.

Gambar 4. Kurva uji kompresi untuk aluminium (kiri) dan uji traksi yang sesuai (kanan). Fraktur spesimen pada titik 4. Sumber: f. Zapata/Wikimedia Commons

Dalam kompresi, upaya dianggap negatif dengan konvensi, serta deformasi yang dihasilkan, yang merupakan perbedaan antara final dan panjang awal. Inilah sebabnya mengapa kurva defformasi usaha akan berada di tempat ketiga pesawat, namun grafik dibawa ke kuadran pertama tanpa masalah.

Secara umum ada dua area yang berbeda: zona deformasi elastis dan zona deformasi plastik.

Gambar 5. Kurva uji kompresi untuk bahan ulet. Sumber: Bir, F. Mekanika Bahan.

Deformasi elastis

Itu adalah daerah linier dari gambar, di mana upaya dan deformasi proporsional, konstanta proporsionalitas menjadi modul elastisitas material, dilambangkan sebagai y:

σ = y. ε

Karena ε adalah deformasi kesatuan ΔL/L_{salah satu}, Tidak memiliki dimensi dan unit dan sama dengan upaya upaya.

Saat material berfungsi di area ini, jika beban dilepas, dimensi spesimen adalah yang asli lagi.

Deformasi plastik

Ini termasuk bagian non -linear dari kurva Gambar 5, meskipun beban dihapus, spesimen tidak memulihkan dimensi aslinya, yang dideformasi secara permanen. Dalam perilaku plastik material, dua daerah penting dibedakan:

Dapat melayani Anda: silikon oksida (SiO2): struktur, sifat, penggunaan, mendapatkan

-Cedence: Deformasi meningkat tanpa meningkatkan beban yang diterapkan.

-Deformasi: Jika beban terus meningkat, akhirnya pecahnya spesimen terjadi.

Contoh upaya pemahaman

Konkret

Gambar tersebut menunjukkan respons konkret dalam uji kompresi (kuadran ketiga) dan dalam tes tegangan (kuadran pertama). Ini adalah bahan dengan respons kompresi yang berbeda dari ketegangan.

Kisaran respons elastis linier dari beton ke kompresi lebih besar dari tegangan, dan dari ekstensi kurva terlihat bahwa beton jauh lebih tahan terhadap kompresi. Nilai pecah beton terhadap kompresi adalah 20 × 10⁶ N/m².

Gambar 6. Kurva uji kompresi dan tegangan untuk beton. Sumber: Bir, F. Mekanika Bahan.

Inilah sebabnya mengapa beton cocok untuk membangun kolom vertikal yang harus mendukung kompresi, tetapi tidak untuk balok. Beton dapat diperkuat dengan kabin baja atau mesh logam yang dipertahankan di bawah tegangan sementara beton mengering.

Besi cor abu -abu

Ini adalah bahan lain dengan perilaku yang baik untuk kompresi (kurva AC di kuadran ketiga), tetapi rapuh ketika mengalami ketegangan (kurva AB di kuadran pertama).

Gambar 7. Kurva uji kompresi dan tegangan untuk besi cor abu -abu. Sumber: Hibbeler, R. Mekanika Bahan.

Referensi

1. Bir, f. 2010. Mekanika Bahan. Bukit McGraw. Ke -5. Edisi.
2. Cavazos, J.L. Mekanika Bahan. Dipulihkan dari: YouTube.com.
3. Giancoli, d.  2006. Fisika: Prinsip dengan aplikasi. 6. Ed Prentice Hall.
4. Hibbeler, R. 2011. Mekanika Bahan. Edisi ke -8. Pearson.
5. Valera Negrete, J. 2005. Catatan Fisika Umum. Unam.