Mi az a nyomóerő?
Az anyag húzó- és nyomótulajdonsága az ortogonális tengelyek mentén fellépő axiális terheléseket jelenti. A rendszer határain megfeszített terheléseket húzó terhelésnek, míg a rendszer határain összenyomottakat nyomó terhelésnek nevezik.
A testre kifejtett külső erő úgy deformálja a testet, hogy a test térfogata csökken, a hosszt pedig nyomófeszültségnek nevezzük.
Ez a test helyreállított feszültsége, amely deformálódik külső nyomóterhelés hatására. A karcsú, hosszú hengerek nyomófeszültségének növekedése hajlamos az oszlopok kihajlása miatt szerkezeti tönkremenetelre. Ha az anyag nem bírja a nyomást, feszültség kihajlás lép fel.
Kompressziós stressz formula:
A normális erő egységnyi területre alkalmazzák.
Ahol,
Nyomóerő (F): a nyomóerő az a terhelés, amely az anyag összenyomásához szükséges az anyag összeillesztéséhez.
Nyomófeszültség egység:
Ennek SI mértékegysége megegyezik az erő mértékegységével a terület egységével.
Tehát a következőképpen van ábrázolva N / m2 or Pa.
A nyomófeszültség méretei:
Nyomófeszültség dimenzió az [ML-1T-2].
A nyomófeszültség pozitív vagy negatív?
Válasz: a nyomófeszültség negatív, mivel összenyomódik, mivel a méretváltozás (dL) ellenkező irányú.
A folyáshatár és a nyomószilárdság azonos?
Válasz: Nem, a feszültség és a nyomás engedése nem ugyanaz. Az érték az alkalmazhatóságtól függően változik.
Nyomószilárdság:
Ez az anyag azon képessége, hogy ellenálljon a nyomófeszültség következtében fellépő nyomásnak. Vannak olyan anyagok, amelyek ellenállnak az egyetlen feszültségnek, vannak olyan anyagok, amelyek az egyetlen összenyomást, és vannak olyan anyagok, amelyek a feszültséget és a nyomást is elviselik. A végső nyomószilárdság az az érték, amelyet akkor kapunk, amikor az anyag teljesen meghibásodik. A nyomópróbát ugyanúgy kell elvégezni, mint a szakítóvizsgálatot. Az egyetlen különbség az alkalmazott terhelés a nyomóterhelés.
Kőzetben és betonban nagyobb a nyomószilárdság.
Nyomófeszültség lágyacélból | alacsony széntartalmú acél:
Az olyan anyagok, amelyek a meghibásodás előtt nagy igénybevételnek esnek át, olyan képlékeny anyagok, mint például az enyhe acél-, alumínium és ötvözetei. Törékeny anyagok, amikor nyomófeszültségnek vannak kitéve, a tárolt energia hirtelen felszabadulása miatti szakadás. Míg amikor a képlékeny anyag nyomófeszültségnek van kitéve, az anyag összenyomódik, és a deformáció meghibásodás nélkül megy végbe.
Nyomófeszültség és húzófeszültség | Nyomófeszültség vs húzófeszültség
Nyomó stressz | Húzófeszültség | |
Eredményei | Az anyag benyomódásának nyomóstressz következményei. | Az anyag nyújtásának húzófeszültségi következményei |
Nyomja vagy húzza | Míg a nyomófeszültség a testnek külső erők által adott lökés, amely megváltoztatja alakját és méretét. | A húzófeszültség az a húzóerő, amelyet külső erők adnak a testnek, hogy megváltoztassa alakját és méretét. |
Összenyomás vagy megnyúlás | A nyomófeszültség külső nyomóerőből jön létre | A húzófeszültség a nyúlási erő miatt jön létre. |
Alkalmazás a bárban | Amikor a rúd nyomófeszültségnek van kitéve, az alakváltozások nyomóak (negatívak). | Amikor a rúd húzófeszültségen megy keresztül, az alakváltozások húzóak (pozitívak). |
Nyomófeszültség alakváltozási görbe
Feszültség-nyúlás diagram: Nyomófeszültség
Az összenyomódás feszültség-nyúlás diagramja különbözik a feszültségtől.
A kompressziós vizsgálat során a feszültség-nyúlás görbe egy rugalmassági határig egyenes. Ezen a ponton túl egy határozott hajlítás a görbében, amely a plaszticitás kezdetét jelzi; a pont a kompozit nyomó folyási feszültséget mutatja, amely közvetlenül összefügg a maradó feszültséggel. A maradó feszültség növekedése növeli a nyomófeszültséget.
A kompressziós tesztben a lineáris tartomány egy rugalmas tartomány a Hooke-törvény szerint. Ezért a régiót a következőképpen ábrázolhatjuk:
E= Young-modulus
Ebben a tartományban az anyag rugalmasan viselkedik, és a feszültség megszüntetésével visszatér eredeti helyzetébe.
Folyáshatár:
Ez az a pont, ahol a rugalmasság véget ér, és a plaszticitás régió kezdődik. Így a folyáshatár után az anyag a feszültség megszüntetése után nem tudja visszanyerni a tényleges alakját.
Megállapítható, hogy ha a kristályos anyag összenyomódik, akkor a feszültség-nyúlás görbe ellentétes a rugalmas tartományban jelentkező feszültségekkel. A húzó- és nyomógörbék nagyobb alakváltozások (húzódások) esetén változnak, mivel az összenyomott anyagnál kompresszió lép fel, a feszítésnél pedig az anyag plasztikus deformáción megy keresztül.
Feszültség-húzódás feszültségben | szakítópróba:
OA sor: Arányos határ
Az OA vonal egy arányos határt jelöl. Az arányossági határ az a határ, ameddig a feszültség arányos a nyúlással a Hooks törvény szerint. A feszültség növekedésével az anyag deformációja nő.
A pont: Rugalmas határ:
Ezen a ponton a szilárd anyagon belüli maximális feszültséget alkalmaztuk. Ezt a pontot rugalmassági határnak nevezzük. A rugalmassági határon belüli anyag deformálódik, és a feszültség eltávolítása után az anyag visszaáll a tényleges helyzetébe.
Mi az Elasto-műanyag régió?
Elaszto-műanyag régió:
Ez a folyáshatár és a rugalmassági pont közötti tartomány.
B pont: Felső folyáshatár
A plasztikus deformáció a kristályos szerkezetéből való kimozdulással kezdődik. Ez az elmozdulás a felső folyáshatár után nagyobb lesz, és korlátozza annak mozgását, ezt a tulajdonságot nyúlási keményedésnek nevezzük.
C pont: Alsó folyáshatár
Ez az a pont, amely után beindulnak az olyan jellemzők, mint a deformációs keményedés. És megfigyelhető, hogy a rugalmassági határon túl olyan tulajdonság következik be, mint plasztikus deformáció.
Maradandó deformáció:
Felső folyáshatár:
Az a pont, ahol a maximális terhelést vagy feszültséget alkalmazzák a képlékeny deformáció elindításához.
A felső folyáshatár a kristályos diszlokációk mozgása miatt instabil.
Alsó folyáshatár:
A minimális terhelés vagy feszültség határa, amely elengedhetetlen a képlékeny viselkedés megőrzéséhez.
Az alacsonyabb folyáshatár stabil, mivel nincs kristálymozgás.
A feszültség az anyag ellenállása, amelyet külső terhelésre alkalmaznak, a húzószilárdulás pedig az ellenállás lassú növekedése az anyagban bekövetkező elmozdulások növekedése miatt.
D pont: végső feszültségpont
A végső feszültségpontot képviseli. A maximális feszültség ellenáll a végső igénybevételnek. A terhelés növekedése után meghibásodás lép fel.
E pont: Szakadási pont
A törési vagy szakadási pontot jelöli. Ha az anyag a végső feszültségpont után gyorsan deformálódik, az az anyag tönkremeneteléhez vezet. Ez a maximális deformáció az anyagban.
Kompressziós stressz példaproblémák| Alkalmazások
- Repülési és autóipari ipar: Működési tesztek és rugótesztek
- Építőipar: Az építőipar közvetlenül függ az anyagok nyomószilárdságától. A pillér, a tetőfedés nyomó igénybevétellel készül.
- Betonoszlop: A betonoszlopban az anyagot nyomófeszültség szorítja össze.
- Az anyag tömörített ragasztással van ellátva, így elkerülhető az épület meghibásodása. Fenntartható mennyiségű megfeszített tárolt energiával rendelkezik.
- Kozmetikai ipar: a kompakt púderek, szemceruzák, ajakbalzsamok, rúzsok, szemhéjfestékek tömörítése nyomófeszültség alkalmazásával történik.
- Csomagolóipar: karton csomagolás, préselt palackok, PET palackok.
- Gyógyszeripar: A gyógyszeriparban leginkább nyomófeszültséget alkalmaznak.
- A törés, tömörítés, morzsolás a tabletták készítésénél történik. A keménység és a nyomószilárdság a gyógyszeripar fő része.
- Sportipar: a krikettlabdát, a teniszlabdát, a kosárlabdát összenyomják, hogy keményebb legyen.
Hogyan mérjük a nyomófeszültséget?
Kompressziós teszt:
A kompressziós teszt egy anyag nyomóterhelés alatti viselkedésének meghatározása.
A tömörítési tesztet általában kőzetre és betonra használják. A nyomópróba megadja az anyag feszültségét és deformációját. A kísérleti eredménynek igazolnia kell az elméleti megállapításokat.
A tömörítési vizsgálat típusai:
- Hajlítási teszt
- Tavaszi teszt
- Zúzópróba
A kompressziós teszt célja az anyag integritásának és biztonsági paramétereinek meghatározása nyomófeszültség elviselésével. Biztosítja a késztermékek, alkatrészek, gyártott szerszámok biztonságát is. Meghatározza, hogy az anyag alkalmas-e a célra, és ennek megfelelően készül-e.
A tömörítési tesztek a következő célokra szolgáltatnak adatokat:
- A tétel minőségének mérésére
- A gyártás következetességének megértése
- Segítség a tervezési folyamatban
- Az anyagárak csökkentése érdekében
- A nemzetközi szabványok minőségének garantálása stb.
A nyomószilárdságvizsgáló gép:
A kompressziós vizsgálógépek az anyagok tulajdonságainak mérését tartalmazzák, mint Young-modulus, a végső nyomószilárdság, a folyáshatár stb., így az anyagok általános statikus nyomószilárdsági jellemzői.
A tömörítő berendezés több alkalmazáshoz van konfigurálva. Gépkialakításából adódóan szakító-, ciklikus-, nyíró-, hajlítóvizsgálatokat tud végezni.
A nyomópróbát ugyanúgy kell végrehajtani, mint a szakítóvizsgálatot. Csak a terhelés változása fordul elő mindkét tesztelés során. A szakítógépek húzó terhelést, míg a kompressziós vizsgálógépek nyomó terhelést használnak.
Különféle anyagok nyomószilárdsága:
· Beton nyomószilárdsága: 17Mpa-27Mpa
· Acél nyomószilárdsága: 25 MPa
· Gránit nyomószilárdság: 70-130MPa
· A cement nyomószilárdsága: 11.5 – 17.5 MPa
· Az alumínium nyomó folyáshatára: 280 MPa
Mekkora a megengedett nyomófeszültség az acél esetében?
Válasz: A megengedett feszültségeket általában az adott fém szerkezeti kódjaival mérik, mint például az acél és az alumínium. Ezt a hozamfeszültség (szilárdság) hányadával jelöljük
Mi a beton nyomószilárdsága különböző korokban?
Ez a minimális kompresszió ereje anyagi volt 28 napos betonhenger standard tesztjében.
A beton nyomószilárdságának mérése körülbelül 28-35 MPa-t tesz szükségessé 28 napon belül.
Beton nyomószilárdsága:
Kompressziós stressz problémák:
1. probléma
A 70 mm átmérőjű és 3 m hosszú acélrudat 7 mm vastag öntöttvas héj veszi körül. Számítsa ki a 0.7 mm-es kombinált rúd nyomóterhelését 3 m hosszban. (Eacél- = 200 GPa és Eöntöttvas = 100 GPa.)
Megoldás:
δ=
δ=δ öntöttvas=δ acél-= 0.7 mm
δ öntöttvas = = 0.7
P öntöttvas = 50306.66 πN
δ acél= = 0.7
P acél-= 57166.66πN
ΣFV=0
P= P öntöttvas +P acél-
P= 50306.66π+57166.66π
P= 107473.32πN
P=337.63 kN
#2 probléma:
Egy 10 KN súlyú szobor sima felületen nyugszik egy 6.0 m magas oszlop tetején. A torony keresztmetszete 0.20 m2 és 2700 kg/m tömegsűrűségű gránitból készült3. Számítsa ki a nyomófeszültséget és a nyúlást a torony tetejétől 3 m-rel alatta lévő keresztmetszetben, illetve a felső szegmensben.
megoldás:
A toronyszegmens térfogata magassággal
H=3.0m és keresztmetszeti terület A=0.2m2 van
V=A*H=0.3*0.2=0.6m^3
Sűrűség ρ=2.7×10^3 kg/m3, (grafit)
A toronyszegmens tömege
m= ρV =(2.7×10^3 *0.60m3)=1.60×10^3 kg.
A toronyszegmens súlya az
Wp = mg=(1.60×103*9.8)=15.68 KN.
A szobor súlya az
Ws = 10 KN,
normál erő 3 méterrel a szobor alatt,
F⊥= wp + ws =(1.568+1.0)×104N=25.68 KN.
Ezért a feszültséget a F/A
=2.568×104*0.20
=1.284×10^5Pa=128.4 kPa.
Y=4.5×10^10Pa = 4.5×10^7kPa.
Tehát az adott pozícióban számított nyomónyúlás a következő
Y=128.4/4.5×107
=2.85×10-6.
#3 probléma:
A változtatható keresztmetszetű acélrudat axiális erő veszélyezteti. Keresse meg P értékét az egyensúlyhoz!
E=2.1*10^5MPa. L1=1000mm, L2=1500mm, L3=800mm.A1=500mm2,A2=1000mm2,A3=700mm2.
Az egyensúlyból:
= 0
+8000-10000+P-5000=0
P=7000N
Sulochana vagyok. Gépésztervező mérnök vagyok – M.tech a tervezőmérnök, B.tech a gépészmérnök. Gyakornokként dolgoztam a Hindustan Aeronautics Limitednél a fegyverzeti osztály tervezésében. K+F-ben és tervezésben van tapasztalatom. CAD/CAM/CAE területen jártas vagyok: CATIA | CREO | ANSYS Apdl | ANSYS Workbench | HYPER HÁLÓ | Nastran Patran, valamint a Python, MATLAB és SQL programozási nyelveken.
Szakértelemmel rendelkezem a végeselem-elemzés, a gyártási és összeszerelési tervezés (DFMEA), az optimalizálás, a speciális rezgések, a kompozit anyagok mechanikája és a számítógéppel segített tervezés területén.
Szenvedélyes vagyok a munka iránt és szívesen tanulok. Az életcélom az, hogy céltudatos életet éljek, és hiszek a kemény munkában. Azért vagyok itt, hogy kitűnjek a mérnöki területen egy kihívásokkal teli, élvezetes és szakmailag fényes környezetben dolgozva, ahol teljes mértékben kihasználhatom technikai és logikai készségeimet, folyamatosan fejleszthetem magam és összehasonlíthatom a legjobbakat.
Várom, hogy kapcsolatba léphessünk Önnel a LinkedInen keresztül –