O que é força compressiva?
As propriedades de tração e compressão do material representam as cargas axiais ao longo dos eixos ortogonais. Cargas que são alongadas nos limites do sistema são descritas como cargas de tração, enquanto aquelas comprimidas nos limites do sistema são descritas como cargas compressivas.
A força aplicada externamente no corpo deforma o corpo de tal forma que o corpo diminui em volume, e o comprimento é chamado de tensão compressiva.
É a tensão restaurada do corpo para deformar quando aplicada à carga compressiva externa. Um aumento na tensão de compressão em cilindros longos e delgados tendem a sofrer falha estrutural devido à flambagem das colunas. Quando o material não consegue resistir à compressão, ocorre a flambagem por tensão.
Fórmula de estresse compressivo:
A força normal é aplicado à área da unidade.
Onde,
Força compressiva (F): a força de compressão é a carga necessária para comprimir o material para uni-lo.
Unidade de estresse compressivo:
A unidade SI dele é a mesma que a unidade da força para aquela da área.
Então, é representado como N / m2 or Pa.
Dimensão do estresse compressivo:
A dimensão da tensão compressiva é [ML-1T-2].
O estresse compressivo é positivo ou negativo?
Resposta: a tensão compressiva é negativa porque é comprimida, uma vez que a mudança na dimensão (dL) tem a direção oposta.
A resistência ao escoamento e a resistência à compressão são iguais?
Resposta: Não, ceder em tensão e compressão não é a mesma coisa. O valor mudará de acordo com a aplicabilidade.
Força compressiva:
Esta é a capacidade do material de suportar a compressão que ocorre devido ao esforço compressivo. Existem alguns materiais que podem suportar a única tensão, alguns materiais podem suportar a única compressão e existem alguns materiais que podem suportar tanto a tensão quanto a compressão. A resistência à compressão final é o valor obtido quando o material passa por sua ruptura total. O teste de compressão é feito da mesma forma que o teste de tração. A única diferença é que a carga usada é a carga compressiva.
A resistência à compressão é maior em rocha e concreto.
Tensão de compressão de aço macio | aço de baixo carbono:
O material que sofre grandes deformações antes da falha são materiais dúcteis, como aço, alumínio e suas ligas. Materiais frágeis, quando submetidos a esforços de compressão, a ocorrência de ruptura devido à liberação repentina da energia armazenada. Considerando que quando o material dúctil sofre tensão de compressão, o material irá comprimir e a deformação ocorre sem qualquer falha.
Estresse compressivo e estresse de tração | Tensão compressiva vs tensão de tração
| Estresse compressivo | Tensão de tração | |
| Resultados de | Consequências do estresse compressivo da compressão do material. | Resultados de tensão de tração do alongamento do material |
| Empurre ou puxe | Já a tensão compressiva é o impulso dado ao corpo por forças externas para mudar sua forma e tamanho. | O estresse de tração é o puxão dado ao corpo por forças externas para alterar sua forma e tamanho. |
| Compressão ou alongamento | O estresse compressivo é gerado a partir da força compressiva externa | A tensão de tração é gerada por causa da força de alongamento que pretende esticar. |
| Aplicação no Bar | Quando a barra sofre tensão compressiva, as tensões são compressivas (negativas). | Quando a barra sofre tensão de tração, as deformações são de tração (positivas). |
Curva de deformação por tensão compressiva
Diagrama de tensão-deformação: Tensão de compressão
O diagrama tensão-deformação para compressão é diferente de tensão.
No teste de compressão, a curva tensão-deformação é uma linha reta até um limite elástico. Além desse ponto, uma curva distinta na curva que representa o início da plasticidade; o ponto mostra a tensão de escoamento compressiva composta, que está diretamente relacionada à tensão residual. O aumento da tensão residual aumenta a tensão compressiva.
No teste de compressão, a região linear é uma região elástica que segue a lei de Hooke. Portanto, a região pode ser representada como,
E = módulo de Young
Nesta região, o material se comporta de forma elástica e retorna à sua posição original com a remoção de tensões.
Ponto de rendimento:
Este é o ponto onde a elasticidade termina e a região de plasticidade começa. Assim, após o limite de escoamento, o material não será capaz de retornar em sua forma real após a remoção da tensão.
É verificado que se o material cristalino passa por compressão, a curva tensão-deformação é oposta às aplicações de tensão na região elástica. As curvas de tensão e compressão variam nas deformações maiores (deformações), pois há compressão no material comprimido e, na tensão, o material sofre deformação plástica.
Stress-strain em tensão | teste de tração:
Linha OA: limite proporcional
A linha OA representa um limite proporcional. O limite proporcional é o limite até quando a tensão é proporcional à deformação de acordo com a Lei dos Ganchos. À medida que a tensão aumenta, a deformação do material aumenta.
Ponto A: Limite elástico:
Neste ponto, a tensão máxima em um material sólido foi aplicada. Este ponto é denominado limite elástico. O material dentro do limite elástico sofrerá deformação e, após a remoção da tensão, o material voltará à sua posição real.
O que é a região elasto-plástica?
Região elasto-plástica:
É a região entre o ponto de escoamento e o ponto elástico.
Ponto B: ponto de escoamento superior
A deformação plástica inicia com o deslocamento de sua estrutura cristalina. Esse deslocamento torna-se maior após o limite de escoamento superior e limita o movimento dele, característica conhecida como endurecimento por deformação.
Ponto C: ponto de rendimento inferior
Este é o ponto após o qual as características como o endurecimento por deformação são iniciadas. E observa-se que além do limite elástico, ocorre a propriedade como deformação plástica.
Deformação permanente:
Ponto de rendimento superior:
Um ponto no qual a carga ou tensão máxima é aplicada para iniciar a deformação plástica.
O ponto de escoamento superior é instável devido ao movimento de deslocamentos cristalinos.
Ponto de rendimento inferior:
O limite de carga mínima ou estresse essencial para preservar o comportamento do plástico.
O ponto de escoamento mais baixo é estável, pois não há movimento do cristalino.
Tensão é a resistência oferecida pelo material quando aplicado a uma carga externa, e o endurecimento por tensão é um aumento da resistência lentamente devido ao aumento dos deslocamentos no material.
Ponto D: ponto de estresse final
Ele representa o ponto de estresse final. O estresse máximo pode suportar o estresse final. Após o aumento da carga, ocorre a falha.
Ponto E: Ponto de Ruptura
Ele representa o ponto de ruptura ou ruptura. Quando o material sofre deformação rápida após o ponto de tensão final, isso leva à falha do material. É a deformação máxima ocorrida no material.
Problemas de exemplo de estresse compressivo | Formulários
- Indústria Aeroespacial e Automotiva: testes de atuação e testes de mola
- Indústria da construção: A indústria da construção depende diretamente da resistência à compressão dos materiais. O pilar, a cobertura é construída por meio de tensões de compressão.
- Pilar de concreto: Em um pilar de concreto, o material é comprimido por pressão de compressão.
- O material é colado por compressão, de forma a evitar a quebra do edifício. Ele tem uma quantidade sustentável de energia esticada armazenada.
- Indústria Cosmética: a compactação de pó compacto, delineadores, protetores labiais, batons, sombras para os olhos é feita pela aplicação de tensões compressivas.
- Indústria de embalagens: embalagens de papelão, garrafas compactadas, garrafas PET.
- Indústria Farmacêutica: Na Indústria Farmacêutica, o estresse compressivo é mais utilizado.
- A quebra, compactação e desintegração são feitas na fabricação de comprimidos. A dureza e a resistência à compressão são uma parte importante da indústria farmacêutica.
- Indústria esportiva: bola de críquete, bola de tênis e bola de basquete são compactadas para torná-las mais resistentes.
Como medir o estresse compressivo?
Teste de compressão:
O teste de compressão é a determinação do comportamento de um material sob carga compressiva.
O teste de compressão é geralmente usado para rocha e concreto. O teste de compressão fornece a tensão e a deformação do material. O resultado experimental tem que validar os achados teóricos.
Tipos de teste de compressão:
- Teste de flexão
- Teste de primavera
- Teste de esmagamento
O teste de compressão visa determinar a integridade e o parâmetro de segurança do material suportando o estresse compressivo. Também proporciona a segurança de produtos acabados, componentes, ferramentas fabricadas. Ele determina se o material é adequado para a finalidade e se é fabricado de acordo.
Os testes de compressão fornecem dados para as seguintes finalidades:
- Para medir a qualidade do lote
- Para entender a consistência na fabricação
- Para auxiliar no procedimento de design
- Para diminuir o preço do material
- Para garantir padrões internacionais de qualidade etc.
A máquina de teste de resistência à compressão:
As máquinas de teste de compressão compreendem as medições das propriedades do material como módulo de Young, resistência à compressão final, resistência ao escoamento, etc., portanto, características gerais de resistência à compressão estática dos materiais.
O aparelho de compressão é configurado para múltiplas aplicações. Devido ao projeto da máquina, ela pode realizar testes de tração, cíclicos, de cisalhamento e flexão.
O teste de compressão é operado da mesma forma que o teste de tração. Apenas a variação de carga ocorre em ambos os testes. As máquinas de teste de tração usam cargas de tração, enquanto as máquinas de teste de compressão usam cargas de compressão.
Resistências à compressão de vários materiais:
· Resistência à compressão do concreto: 17Mpa-27Mpa
· Resistência à compressão do aço: 25MPa
· Resistência à compressão do granito: 70-130MPa
· A resistência à compressão do cimento: 11.5 - 17.5 MPa
· A resistência à compressão do alumínio: 280MPa
Qual é a tensão de compressão permitida para o aço?
Resposta: As tensões permitidas são normalmente medidas pelos códigos de estrutura desse metal, como aço e alumínio. É representado pela fração de sua tensão de escoamento (força)
O que é a resistência à compressão do concreto em várias idades?
É a compressão mínima força eram materiais em teste padrão de cilindro de concreto com 28 dias de idade.
As medições de resistência à compressão do concreto precisam de cerca de 28 a 35 MPa em 28 dias.
Resistência à compressão do concreto:
Problemas de estresse compressivo:
Problema # 1
Uma barra de aço de 70 mm de diâmetro e 3 m de comprimento é circundada por uma casca de ferro fundido de 7 mm de espessura. Calcule a carga compressiva para barra combinada de 0.7 mm no comprimento de 3m. (Eaço = 200 GPa e Eferro fundido = 100 GPa.)
Alternativa?
δ=
δ=δ ferro fundido=δ aço= 0.7 mm
ferro fundido δ =
= 0.7
Ferro fundido P = 50306.66 πN
δ aço= 
= 0.7
P aço= 57166.66πN
ΣFV=0
P= P ferro fundido +P aço
P= 50306.66π+57166.66π
P= 107473.32πN
P= 337.63kN
Problema #2:
Uma estátua pesa 10KN está apoiada em uma superfície plana no topo de um pilar de 6.0 m de altura. A área da seção transversal da torre é de 0.20 m2 e é feito de granito com uma densidade de massa de 2700kg / m3. Calcule a tensão compressiva e a deformação na seção transversal 3m abaixo do topo da torre e do segmento superior, respectivamente.
solução:
O volume do segmento da torre com a altura
H= 3.0m e área da seção transversal A= 0.2m2 é
V = A * H = 0.3 * 0.2 = 0.6m ^ 3
Densidade ρ= 2.7 × 10 ^ 3 kg / m3, (grafite)
Massa do segmento da torre
m= ρV =(2.7×10^3 *0.60m3)=1.60×10^3 kg.
O peso do segmento da torre é
Wp = mg= (1.60 × 103 * 9.8) = 15.68KN.
O peso da escultura é
Ws = 10KN,
força normal 3m abaixo da escultura,
F⊥ = wp + ws = (1.568 + 1.0) × 104N = 25.68KN.
Portanto, o estresse é calculado por F/A
= 2.568 × 104 * 0.20
= 1.284 × 10 ^ 5Pa = 128.4 kPa.
Y=4.5×10^10Pa = 4.5×10^7kPa.
Portanto, a deformação compressiva calculada nessa posição é
Y= 128.4 / 4.5 × 107
= 2.85 × 10-6.
Problema #3:
Uma barra de aço de seção transversal mutável corre o risco de sofrer força axial. Encontre o valor de P para o equilíbrio.
E = 2.1 * 10 ^5MPa. L1=1000mm, L2=1500mm, L3=800mm.A1=500mm2, A2 = 1000mm2, A3 = 700mm2.
Do equilíbrio:
= 0
+ 8000-10000 + P-5000 = 0
P = 7000N
Eu sou Sulochana. Sou Engenheiro de Projeto Mecânico - M.tech em Engenharia de Design, B.tech em Engenharia Mecânica. Trabalhei como estagiário na Hindustan Aeronautics limitado no projeto do departamento de armamento. Tenho experiência trabalhando em P&D e design. Tenho habilidade em CAD/CAM/CAE: CATIA | CREO | ANSYS Apdl | Bancada de trabalho ANSYS | HIPER MALHA | Nastran Patran, bem como nas linguagens de programação Python, MATLAB e SQL.
Tenho experiência em Análise de Elementos Finitos, Projeto para Fabricação e Montagem (DFMEA), Otimização, Vibrações Avançadas, Mecânica de Materiais Compósitos, Projeto Assistido por Computador.
Sou apaixonado pelo trabalho e um grande aluno. Meu propósito na vida é ter uma vida com propósito e acredito no trabalho duro. Estou aqui para me destacar na área de Engenharia, trabalhando em um ambiente desafiador, agradável e profissionalmente brilhante, onde posso utilizar plenamente minhas habilidades técnicas e lógicas, me atualizar constantemente e me comparar com os melhores.
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