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了解抗压强度

抗压强度是压缩应力的受约束水平,它会导致材料中的延性破坏(无限理论屈服)或脆性破坏(由于裂纹扩展或沿薄弱平面滑动而导致的破裂)。在材料、零件和结构上,测量抗压强度。材料完全失效时所达到的单轴压应力的大小,顾名思义就是它的极限抗压强度。

特定的测试程序和测量条件对抗压强度测量有影响。通常,压缩强度是根据特定的技术标准提供的。

与具有强抗拉强度的材料相反,混凝土和陶瓷通常具有更高的抗压强度。玻璃纤维环氧基复合材料等复合材料的抗拉强度通常高于抗压强度。

在本文中,您将获得以下问题的答案:

什么是抗压强度?

材料或结构承受趋于减小尺寸的载荷的能力在力学中称为抗压强度或抗压强度。换句话说,拉伸强度抵抗拉伸,而压缩强度抵抗压缩。在研究材料的强度时,可以分别检查拉伸强度、压缩强度和剪切强度。

材料或结构元件承受载荷的能力,当施加时,会导致它们的尺寸缩小,这被称为它们的抗压强度。测试样品在其顶部和底部受到力,直到其断裂或变形。当岩石和混凝土等材料进行抗压强度测试时会发生断裂,因为这种方法经常用于分析这些材料。

抗压强度测试可以在钢等材料上进行,而延展性材料经常会出现变形。韧性材料最初会通过改变其结构的内部组织来适应施加的载荷——这一过程称为塑性流动。

当变形集中在一处时塑性流动停止,材料断裂。抗拉强度通常是测量和比较韧性金属的选择指标。这是因为拉伸应力更适合塑性流动现象,它可以衡量将材料拉开所需的力。

抗压强度的计算公式是什么?

抗压强度计算公式为F=P/A,其中:

哪种材料的抗压强度最高或最低?

在脆性材料类别下,岩石等材料通常具有 140 MPa 的更高抗压强度。砂岩和其他较软的品种通常具有 60 MPa 或更低的抗压强度。对于大多数结构应用,低碳钢等韧性材料的抗压强度约为 250 MPa。

与具有强抗拉强度的材料相反,混凝土和陶瓷通常具有更高的抗压强度。玻璃纤维环氧基复合材料等复合材料的抗拉强度通常高于抗压强度。

通常,抗拉材料用于加固混凝土。抗压强度经常用于混凝土质量保证和规范要求。客观的拉伸(弯曲)要求为工程师所知,并以抗压强度的形式表达了这些要求。

对于住宅混凝土,商业建筑的抗压强度需求可能在 2,500 psi 到 4,000 psi 之间,甚至更高。对于某些应用,需要高达甚至超过 10,000 psi 的更高强度。

抗压强度通常远大于脆性和延展性材料的抗拉强度。纤维增强复合材料,如玻璃纤维,抗拉强度高但容易压碎,是该规则的一个例外。但由于混凝土是一种颗粒增强复合材料,其受压比受拉强得多,因此如果要承受拉应力,就必须用钢筋加固。

哪些材料需要高抗压强度或低抗压强度?

就混凝土而言,超高强度混凝土可用于建造公路桥梁等必须能够承受巨大载荷和应变的建筑物,而混凝土的抗压强度较低,可用于标准的家用铺路材料。

观看下面的视频,了解有关抗压强度的更多信息:

工程压力与真实压力

专业人士在工程设计实践中大多使用工程应力。真正的压力不同于现实中的工程压力。因此,使用上述公式计算材料的抗压强度不会产生准确的答案。这是因为横截面积 A0 会发生变化,并且在一定程度上取决于负载 A =。 (F)。

因此,价值差异可以总结如下:

压缩后试样会变短。材料有横向伸展的趋势,从而扩大了横截面积。

在压缩测试期间,试样在边缘处被夹住。正因为如此,会产生一种摩擦力来对抗横向扩展。这意味着需要努力来抵消这种摩擦力,从而增加过程中使用的能量。结果,实验对压力的测量有些偏离。

对于试样的整个横截面,摩擦力不是恒定的。在远离夹具的中心找到最小值,而在夹具所在的边缘找到最大值。结果,标本呈桶状,这种现象称为桶化。

总结

材料或结构元件承受载荷的能力,当施加时,会导致它们的尺寸缩小,这被称为它们的抗压强度。测试样品在其顶部和底部受到力,直到其断裂或变形。这就是本文的全部内容,其中正在讨论以下问题:

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