مقاومت فشاری: تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
جزبدون خلاصۀ ویرایش
خط ۱:
'''مقاومت فشاری''' عبارت است از ظرفیت تحمل یک [[ماده|جسم]]، [[مصالح ساختمانی]] یا [[سازه]] در مقابل نیروهای فشاری محوری مستقیم. هنگامی که حد مقاومت فشاری یک ماده فرا می‌رسد، آن ماده منهدم خواهد شد. [[بتن]]، ماده‌ای است که دارای مقاومت فشاری بالایی است. برای مثال، بتن به کار رفته در بسیاری از سازه‌های بتنی، توانایی تحمل فشارهای بالای ۵۰ [[پاسکال (یکا)|مگاپاسکال]] را دارد؛ این در حال است که مصالح نرمی همچون [[ماسه‌سنگ|ماسه‌سنگ‌های]] نرمنرم، مقاومت فشاری‌ای در حدود ۵ یا ۱۰ مگاپاسکال را دارند. مقاومت فشاری معمولا به وسیله [[دستگاه آزمایش جهانی]] {{انگلیسی|Universal Testing Machine}}، اندازه‌گیری می‌شود. بزرگی این دستگاه‌ها از اندازهٔ میزهای کوچک تا دستگاه‌هایی با ظرفیت ۵۳MN متغیر است. سنجش میزان مقاومت فشاری، تحت [[روش آزمایش|روش‌های آزمایش]] و شرایط ویژه‌ای است. تاب فشاری به طور معمول در قالب تکنیک‌های [[استاندارد]] ویژه‌ای گزارش می‌شوند که می‌تواند در هنگام بهره‌برداری به کار آید و یا ممکن است مورد استفاده قرار نگیرند.
 
== معرفی ==
خط ۲۱:
میزان مقاومت فشاری نمونه، با تنش نقطهٔ قرمز روی منحنی متناظر است. حتی در آزمایش فشار نیز، قسمتی از نمودار به صورت خطی است که بیانگر این است که نمونه مورد آزمایش از قانون هوک تبعیت می‌کند. از این رو، برای قسمت خطی داریم '''''<math>\sigma=E\epsilon</math>''''' که E نشان‌دهندهٔ مدول یانگ برای فشار است. ناحیه خطی نمودار در نقطه‌ای به نام نقطهٔ تسلیم پایان می‌یابد. بعد از این نقطه، نمونه رفتاری پلاستیکی دارد؛ یعنی به محض برداشتن بار از روی نمونه، به طول و شکل اولیهٔ خود بازنمی‌گردد.
 
بین تنش مهندسیتئوری و تنش واقعیعملی تفاوت‌هایی وجود دارد. بنا به تعریف اولیه، تنش تک محوره عبارت است از:
 
<math>\sigma = \frac{F}{A}</math>
خط ۲۸:
F = بار اعمال شده (نیوتون) و A = مساحت (مترمربع)
 
همان گونه که گفته شد، مساحت سطح مقطع نمونه در فشار، دچار تغییر می‌شود. در حقیقت مساحت، تابعی از بار اعمال شده‌است. به عنوان مثال (A = f(F. در واقع، تنش عبارت است از نسبت نیرو به سطح مقطع اولیه (در شروع آزمایش) که به عنوان تنش مهندسیتئوری شناخته می‌شود:
 
<math>\sigma_e = \frac{F}{A_0}</math>
خط ۳۴:
A<sub>0</sub>= مساحت اولیه (مترمربع)
 
کرنش مهندسیتئوری نیز به این صورت تعریف شده‌است:
 
<math>\epsilon_e = \frac{l-l_0}{l_0}</math>
خط ۴۰:
l= طول کنونی نمونه (متر) و l<sub>0</sub> = طول اولیه نمونه (متر)
 
در نمودار تنش-کرنش مهندسیتئوری <math>(\epsilon_e^*,\sigma_e^*)</math> ، تنش فشاری متناظر است با:
 
<math>\sigma_e^* = \frac{F^*}{A_0}</math>
خط ۴۸:
F<sup>*</sup> = مقدار نیرو، درست قبل از انهدام نمونه و l<sup>*</sup> = درازای نمونه درست قبل از انهدام
 
== تفاوت تنش مهندسیتئوری با تنش واقعیعملی ==
[[Image:Barelling.svg|75px|thumb|پدیدهٔ بشکه‌ا‌‌ی‌شدن]]
 
در تمرین طراحی مهندسی، اغلب به تنش مهندسیتئوری رجوع می‌شود. در واقع، '''تنش واقعیعملی''' متفاوت از تنش مهندسیتئوری است. بنابر این محاسبه مقاومت فشاری یک المان از طریق معادلات داده شده، نتیجه دقیقی نخواهد داشت. البته این به دلیل این است که در طول زمانی که بار وارد می‌شود، مساحت [[مقطع عرضی (هندسه)|سطع مقطع]] A<sub>0</sub> ، تغییر می‌کند. در واقع سطح مقط نمونه تابعی از بار وارد شده‌است (A = φ(F.
 
تفاوت در مقدار نتایج آزمایش با تجربهٔ واقعی فشار، ممکن است از عوامل زیر ناشی شود: