Введение
Тестирование сжатия является одним из наиболее фундаментальных типов механических испытаний, наряду с тестами на растяжение и сгибание. Испытания на сжатие используются для определения поведения материала при приложенных нагрузках раздавливания и обычно проводятся путем применения давления сжатия к испытательному образцу (обычно из кубоидной или цилиндрической геометрии) с использованием пластин или специализированных приспособлений на универсальной тестировании машины. Во время теста различные свойства материала рассчитываются и построены в виде диаграммы напряжения-деформации, которая используется для определения таких качеств, как упругий предел, пропорциональный предел, точка урожайности, прочность урожая и, для некоторых материалов, прочность на сжатие.
Зачем выполнять тест на сжатие?
Тестирование сжатия позволяет производителям оценивать целостность и безопасность материалов, компонентов и продуктов на нескольких этапах производственного процесса. Чтобы материал был выбран для нового приложения или продукта, ему необходимо продемонстрировать возможность противостоять любым механическим силам, с которым он столкнется в своем применении конечного использования. Потенциальные применения могут варьироваться от прочности испытаний на лобовое стекло автомобиля до тестирования на выносливость бетонных балок, используемых в конструкции. Используемая пена на сидениях должна быть удобной для потребителя, в то время как устройства доставки лекарств должны быть легко для развертывания медицинских работников. Кроме того, материалы и продукты могут подвергаться воздействию механических сил в течение коротких или длительных периодов времени, посредством циклического или повторного использования, а также в самых разных условиях температуры и окружающей среды. Ожидается, что подушки для сидения будут длиться определенное время, в то время как автомобильные шины должны поддерживать свою эластичность при всех видах погоды. Материалы, которые демонстрируют высокую прочность на растяжение, имеют тенденцию (но не всегда!) У демонстрации низкой прочности сжатия. Аналогично, материалы с высокой прочностью сжатия имеют тенденцию демонстрировать низкую прочность на растяжение. Следовательно, тестирование сжатия часто используется на хрупких материалах, таких как бетон, металлы, пластмассы, керамика, композиты и гофрированные материалы, такие как картон. Эти материалы часто используются в несущей грузоподъемности, где их целостность при сжатии имеет решающее значение.
В отличие от испытаний на растяжение, которые обычно проводятся для определения растягивающих свойств конкретного материала, тесты сжатия часто выполняются на готовых продуктах. Общие предметы, такие как теннисные шарики, шарики для гольфа, бутылки с водой, защитные чехлы, пластиковые трубы и мебель, являются примерами продуктов, которые необходимо оценить для их прочности сжатия. Например, инженер может захотеть сохранить пластик, создавая бутылки с водой с более тонкими стенами, но бутылки все еще должны быть достаточно прочными, чтобы быть упакованными в поддоны и сложены друг на друга для транспортировки. Тестирование сжатия может помочь инженеру точно настроить баланс между прочностью продукта и сохранением материала.
В дополнение к его важности для процесса НИОКР, тестирование сжатия также используется отделами обеспечения качества для обеспечения того, чтобы партии готового продукта соответствовали необходимым спецификациям для свойств сжатия. Это важно как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения бизнеса, поскольку дефектные продукты могут быть опасными для конечного пользователя, а также могут нанести значительный вред производителям в виде задержек продукта, потерянного дохода и поврежденной репутации.