압축 강도 이해

압축 강도는 연성 파괴(무한 이론 항복) 또는 재료의 취성 파괴(균열 전파의 결과로 인한 파열 또는 약한 평면을 따라 미끄러짐)를 유발하는 압축 응력의 제한된 수준입니다. 재료, 부품 및 구조에 대해 압축 강도를 측정합니다. 재료가 완전히 파손될 때 도달하는 단축 압축 응력의 양은 정의에 따라 극한 압축 강도입니다.

특정 시험 절차와 측정 조건은 압축 강도 측정에 영향을 미칩니다. 일반적으로 압축 강도는 특정 기술 표준에 따라 제공됩니다.

인장 강도가 강한 재료와 달리 콘크리트와 세라믹은 압축 강도가 상당히 높습니다. 인장 강도는 유리 섬유 에폭시 매트릭스 복합 재료와 같은 복합 재료의 압축 강도보다 높은 경우가 많습니다.

이 문서에서는 다음 질문에 대한 답변을 얻을 수 있습니다.

• 압축 강도란 무엇입니까?
• 압축 강도의 공식은 무엇입니까?
• 가장 높은 압축 강도 또는 가장 낮은 압축 강도를 가진 재료는 무엇입니까?
• 높거나 낮은 압축 강도가 필요한 재료는 무엇입니까?
• 엔지니어링 스트레스와 실제 스트레스

압축 강도란 무엇입니까?

크기를 줄이는 경향이 있는 하중을 견디는 재료 또는 구조의 능력은 역학에서 압축 강도 또는 압축 강도로 알려져 있습니다. 다시 말해서 인장강도는 장력에 저항하는 반면 압축강도는 압축에 저항합니다. 재료의 강도를 연구할 때 인장강도, 압축강도, 전단강도를 모두 따로따로 조사할 수 있습니다.

하중을 견딜 수 있는 재료 또는 구조 요소의 용량을 적용하면 크기가 줄어들게 되는데 이를 압축 강도라고 합니다. 시험 샘플은 파손되거나 변형될 때까지 상단과 하단에 힘을 가합니다. 암석 및 콘크리트와 같은 재료에 대해 압축 강도를 테스트할 때 파쇄가 발생합니다. 이 방법은 이러한 재료를 분석하는 데 자주 사용되기 때문입니다.

압축강도 시험은 강철과 같은 재료에 대해 수행할 수 있으며 변형은 연성 재료에서 자주 볼 수 있습니다. 연성 재료는 초기에 구조의 내부 조직을 변경하여 적용된 하중에 적응합니다(소성 흐름으로 알려진 프로세스).

변형이 한 곳에 집중되면 소성 흐름이 중단되고 재료가 파손됩니다. 인장 강도는 일반적으로 연성 금속을 측정하고 비교하기 위해 선택되는 지표입니다. 이는 소성 흐름 현상에 더 적합한 인장 응력이 재료를 떼어내는 데 필요한 힘을 측정하기 때문입니다.

압축 강도의 공식은 무엇입니까?

압축 강도를 계산하는 공식은 F =P/A입니다. 여기서:

• F=압축 강도(MPa)
• P=재료(N)에 대한 최대 하중(또는 파손될 때까지의 하중)
• A=하중을 견디는 재료의 단면적(mm2)

가장 높은 압축 강도 또는 가장 낮은 압축 강도를 가진 재료는 무엇입니까?

암석과 같은 재료는 취성 재료 범주에서 140MPa의 더 높은 압축 강도를 갖는 경우가 많습니다. 사암 및 기타 부드러운 품종은 종종 60MPa 이하의 압축 강도를 갖습니다. 대부분의 구조적 응용 분야에서 연강과 같은 연성 재료의 압축 강도는 약 250MPa입니다.

인장 강도가 강한 재료와 달리 콘크리트와 세라믹은 압축 강도가 상당히 높습니다. 인장 강도는 유리 섬유 에폭시 매트릭스 복합 재료와 같은 복합 재료의 압축 강도보다 높은 경우가 많습니다.

일반적으로 인장 저항 재료는 콘크리트를 강화하는 데 사용됩니다. 압축 강도는 콘크리트 품질 보증 및 사양 요구 사항에 자주 사용됩니다. 객관적인 인장(굴곡) 요구 사항은 엔지니어에게 알려져 있으며 이러한 요구 사항을 압축 강도로 표현합니다.

주거용 콘크리트의 경우 압축 강도 요구 사항은 상업용 건축물의 경우 2,500psi에서 4,000psi까지 다양할 수 있습니다. 일부 응용 분야의 경우 최대 10,000psi 이상의 더 높은 강도가 필요합니다.

압축 강도는 일반적으로 취성 및 연성 재료 모두에 대한 인장 강도보다 훨씬 큽니다. 장력이 강하지만 쉽게 부서지는 유리 섬유와 같은 섬유 강화 복합 재료는 이 규칙의 예외입니다. 그러나 입자 강화 복합 재료인 콘크리트는 인장보다 압축이 훨씬 강하기 때문에 인장 응력을 받으려면 강철봉으로 보강해야 합니다.

높거나 낮은 압축 강도가 필요한 재료는 무엇입니까?

콘크리트의 경우, 초고강도 콘크리트는 엄청난 하중과 변형을 견딜 수 있어야 하는 고속도로 교량과 같은 건물을 짓는 데 사용할 수 있는 반면 콘크리트는 표준 가정용 포장용으로 30MPa의 더 낮은 압축 강도를 가질 수 있습니다.

압축 강도에 대해 자세히 알아보려면 아래 동영상을 시청하세요.

엔지니어링 스트레스 대 실제 스트레스

전문가들은 주로 엔지니어링 설계의 실무에서 엔지니어링 스트레스를 사용합니다. 실제 스트레스는 실제 엔지니어링 스트레스와 다릅니다. 결과적으로 위의 공식을 사용하여 재료의 압축 강도를 계산하면 정확한 답을 얻을 수 없습니다. 이것은 단면적 A0가 변하고 하중 A =에 다소 의존한다는 사실 때문입니다. (F).

따라서 값 불일치는 다음과 같이 요약될 수 있습니다.

시편은 압축 시 더 짧아집니다. 소재는 옆으로 늘어나는 경향이 있어 단면적이 확장됩니다.

시편은 압축 시험 동안 모서리에서 고정됩니다. 이 때문에 측면 확산에 반대하는 마찰력이 발생합니다. 이는 이 마찰력을 상쇄하기 위해 노력이 필요하여 프로세스에서 사용되는 에너지의 양이 증가함을 의미합니다. 그 결과 실험의 스트레스 측정값이 다소 벗어났습니다.

시편의 전체 단면에 대해 마찰력은 일정하지 않습니다. 최소값은 클램프에서 떨어진 중앙에 있는 반면 최대값은 클램프가 있는 여백을 향해 있습니다. 그 결과 표본은 배럴과 같은 형태를 취하는데, 이를 배럴링이라고 합니다.

요약

하중을 견딜 수 있는 재료 또는 구조 요소의 용량을 적용하면 크기가 줄어들게 되는데 이를 압축 강도라고 합니다. 시험 샘플은 파손되거나 변형될 때까지 상단과 하단에 힘을 가합니다. 이것이 이 기사의 전부이며 다음 질문에 대해 논의하고 있습니다.

• 압축 강도란 무엇입니까?
• 압축 강도의 공식은 무엇입니까?
• 가장 높은 압축 강도 또는 가장 낮은 압축 강도를 가진 재료는 무엇입니까?
• 높거나 낮은 압축 강도가 필요한 재료는 무엇입니까?
• 엔지니어링 스트레스와 실제 스트레스

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