कंप्रेसिव स्ट्रेस: ​​5 महत्वपूर्ण तथ्य

एक संपीड़ित बल क्या है?

सामग्री का तन्यता और संपीड़ित गुण ऑर्थोगोनल कुल्हाड़ियों के साथ अक्षीय भार का प्रतिनिधित्व करता है। सिस्टम की सीमाओं पर फैलाए गए भारों को तन्य भार के रूप में वर्णित किया जाता है, जबकि सिस्टम सीमाओं पर संकुचित को संकुचित भार के रूप में वर्णित किया जाता है।

शरीर पर बाहरी रूप से लागू बल शरीर को इस तरह से विकृत करता है कि शरीर की मात्रा कम हो जाती है, और लंबाई को संकुचित तनाव कहा जाता है।

यह बाहरी कंप्रेसिव लोड पर लागू होने पर ख़राब होने के लिए शरीर का बहाल तनाव है। पतला करने के लिए संपीड़न तनाव में वृद्धि, लंबे समय तक सिलिंडर स्तंभों के बकने के कारण संरचनात्मक विफलता से गुजरते हैं। जब सामग्री संपीड़न का सामना करने में विफल रहती है, तो तनाव बकसुआ होता है।

संपीडित तनाव
संपीडित तनाव

संपीड़न तनाव सूत्र:

RSI सामान्य बल इकाई क्षेत्र पर लागू किया जाता है।

\sigma =\frac{F}{A}

कहा पे,

संपीडक बल (F): संपीडन बल वह भार है जो सामग्री को एक साथ रखने के लिए सामग्री को संपीड़ित करने के लिए आवश्यक होता है।

कंप्रेसिव स्ट्रेस यूनिट:

इसका SI मात्रक उस क्षेत्र की बल की इकाई के समान है।

तो, यह के रूप में प्रतिनिधित्व किया है एन / मी2 or पा।

संपीड़न तनाव का आयाम:

कंप्रेसिव स्ट्रेस डायमेंशन है [एमएल-1T-2].

क्या संपीड़ित तनाव सकारात्मक या नकारात्मक है?

उत्तर: कंप्रेसिव स्ट्रेस नकारात्मक होता है क्योंकि यह संकुचित होता है क्योंकि आयाम (dL) में परिवर्तन की विपरीत दिशा होती है।

क्या उपज शक्ति और संपीड़ित ताकत समान हैं?

उत्तर: नहीं, तनाव और संपीड़न में उपज समान नहीं है। प्रयोज्यता के अनुसार मूल्य बदल जाएगा।

दबाव की शक्ति:

यह संपीड़ित तनाव के कारण होने वाली संपीड़न का सामना करने की सामग्री की क्षमता है। कुछ सामग्रियां हैं जो केवल तनाव का सामना कर सकती हैं, कुछ सामग्री एकमात्र संपीड़न का सामना कर सकती हैं, और कुछ सामग्री ऐसी हैं जो तनाव और संपीड़न दोनों का सामना कर सकती हैं। अंतिम कंप्रेसिव स्ट्रेंथ उस वैल्यू को प्राप्त होती है, जब सामग्री अपनी पूरी विफलता से गुजरती है। संपीड़न परीक्षण को तन्य परीक्षण के समान किया जाता है। केवल अंतर है लोड का उपयोग किया जाता है संपीड़ित लोड।

चट्टान और कंक्रीट में कंप्रेसिव ताकत अधिक होती है।

हल्के स्टील का कंप्रेसिव स्ट्रेस | कम कार्बन इस्पात:

सामग्री जो विफलता से पहले बड़े तनाव से गुजरती है, वह नमनीय सामग्री है जैसे कि माइल्ड स्टील, एल्यूमीनियम और उसके मिश्र। भंगुर सामग्री, जब संपीड़ित तनाव से गुजरती है, संग्रहीत ऊर्जा के अचानक रिलीज होने के कारण टूटने की घटना। जबकि जब तन्य सामग्री संपीड़ित तनाव से गुजरती है, तो सामग्री संकुचित हो जाएगी, और विरूपण बिना किसी विफलता के होता है।

कंप्रेसिव स्ट्रेस और टेन्साइल स्ट्रेस | तनावपूर्ण तनाव बनाम तन्य तनाव

 संपीडित तनावतन्यता तनाव
के परिणामसामग्री में निचोड़ के संपीड़न तनाव परिणाम।सामग्री के खिंचाव के तनावपूर्ण परिणाम
धकेलना या खींचनाजबकि कंप्रेसिव स्ट्रेस, बाहरी ताकतों द्वारा अपने आकार और आकार को बदलने के लिए शरीर को दिया जाने वाला धक्का है।तन्यता तनाव बाहरी ताकतों द्वारा शरीर को दिया जाता है जो उसके आकार और आकार को बदलने के लिए है।
संपीड़न या बढ़ावकंप्रेसिव स्ट्रेस बाहरी कंप्रेसिव बल से उत्पन्न होता हैबढ़ाव के कारण तनावपूर्ण तनाव उत्पन्न होता है।
बार पर आवेदनजब बार संपीड़ित तनाव से गुजरता है, तो उपभेद संकुचित (नकारात्मक) होते हैं।जब बार तन्यता तनाव से गुजरता है, तो उपभेद तन्यता (सकारात्मक) होते हैं।

कंप्रेसिव स्ट्रेस स्ट्रेन कर्व

तनाव-तनाव आरेख: संपीड़न तनाव

संपीडन तनाव 1
छवि क्रेडिट: वी सन एट अल

संपीड़न के लिए तनाव-तनाव आरेख तनाव से अलग है।

संपीड़न परीक्षण के तहत, तनाव-तनाव वक्र एक लोचदार सीमा तक एक सीधी रेखा है। उस बिंदु से परे, वक्र में एक अलग मोड़ प्लास्टिसिटी की शुरुआत का प्रतिनिधित्व करता है; बिंदु समग्र संकुचित उपज तनाव को दर्शाता है, जो सीधे अवशिष्ट तनाव से संबंधित है। अवशिष्ट तनाव में वृद्धि से संकुचित तनाव बढ़ता है।

संपीड़न परीक्षण में, रेखीय क्षेत्र एक लोचदार क्षेत्र है जो हुक के नियम का पालन करता है। इसलिए इस क्षेत्र का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है,

ई = युवा का मापांक

इस क्षेत्र में, सामग्री इलास्टिक रूप से व्यवहार करती है और तनाव को हटाकर अपनी मूल स्थिति में लौट आती है।

उपज बिंदु:

यह वह बिंदु है जहां लोच समाप्त हो जाता है, और प्लास्टिसिटी क्षेत्र शुरू होता है। इसलिए, उपज बिंदु के बाद, सामग्री तनाव को हटाने के बाद अपने वास्तविक आकार में वापस नहीं आ पाएगी।

यह पाया जाता है कि यदि क्रिस्टलीय सामग्री संपीड़न से गुजरती है, तो तनाव-तनाव वक्र लोचदार क्षेत्र में तनाव अनुप्रयोगों के विपरीत है। तनाव और संपीड़न घटता बड़े विकृति (उपभेदों) में भिन्न होता है क्योंकि संपीड़ित सामग्री में संपीड़न होता है, और तनाव में, सामग्री प्लास्टिक विरूपण से गुजरती है।

तनाव में तनाव-तनाव | लचीला परीक्षण:

लाइन OA: आनुपातिक सीमा

रेखा OA आनुपातिक सीमा का प्रतिनिधित्व करती है। आनुपातिक सीमा तब तक की सीमा है जब तनाव हुक कानून के बाद तनाव के अनुपात में होता है। जैसे-जैसे तनाव बढ़ता है, सामग्री की विकृति बढ़ती है।

बिंदु A: लोचदार सीमा:

इस बिंदु में एक ठोस सामग्री के भीतर अधिकतम तनाव लागू किया गया है। इस बिंदु को लोचदार सीमा कहा जाता है। लोचदार सीमा के भीतर सामग्री, विरूपण से गुजरना होगा, और तनाव को हटाने के बाद, सामग्री अपनी वास्तविक स्थिति में वापस आ जाएगी।

इलास्टो-प्लास्टिक क्षेत्र क्या है?

इलास्टो-प्लास्टिक क्षेत्र:

यह उपज बिंदु और लोचदार बिंदु के बीच का क्षेत्र है।

बिंदु B: ऊपरी उपज बिंदु

प्लास्टिक विरूपण इसकी क्रिस्टलीय संरचना से डिस-स्थान के साथ शुरू होता है। ऊपरी उपज बिंदु के बाद यह विस्थापन अधिक हो जाता है, और यह इसके आंदोलन को सीमित करता है, इस लक्षण को तनाव सख्त के रूप में जाना जाता है।

बिंदु C: निचली उपज बिंदु

यह वह बिंदु है जिसके बाद स्ट्रेन हार्डनिंग जैसी विशेषताएं शुरू होती हैं। और यह देखा गया है कि लोचदार सीमा से परे, प्लास्टिक विरूपण जैसी संपत्ति होती है।

स्थाई विरूपण:

ऊपरी उपज बिंदु:

एक बिंदु जिस पर प्लास्टिक विरूपण शुरू करने के लिए अधिकतम भार या तनाव लागू होता है।

क्रिस्टलीय अव्यवस्था आंदोलन के कारण ऊपरी उपज बिंदु अस्थिर है।

कम उपज बिंदु:

प्लास्टिक व्यवहार को संरक्षित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम भार या तनाव की सीमा।

निचली उपज बिंदु स्थिर है क्योंकि क्रिस्टलीय की कोई गति नहीं है।

तनाव एक बाहरी भार पर लागू होने पर सामग्री द्वारा प्रस्तुत प्रतिरोध है, और सामग्री में अव्यवस्थाओं की वृद्धि के कारण तनाव सख्त करना धीरे-धीरे प्रतिरोध में वृद्धि है।

बिंदु D: अंतिम तनाव बिंदु

यह अंतिम तनाव बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है। अधिकतम तनाव परम तनाव का सामना कर सकता है। लोड बढ़ने के बाद, विफलता होती है।

बिंदु E: टूटना बिंदु

यह ब्रेकिंग या टूटना बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है। जब सामग्री अंतिम तनाव बिंदु के बाद तेजी से विरूपण से गुजरती है, तो यह सामग्री की विफलता की ओर जाता है। यह सामग्री में अधिकतम विरूपण हुआ।

कंप्रेसिव स्ट्रेस उदाहरण समस्याएं | अनुप्रयोग

  • एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव उद्योग: सक्रियण परीक्षण और वसंत परीक्षण
  • निर्माण उद्योग: निर्माण उद्योग सीधे सामग्रियों की संपीड़ित शक्ति पर निर्भर करता है। स्तंभ, छत को संपीड़ित तनाव का उपयोग करके बनाया गया है।
  • कंक्रीट स्तंभ: एक ठोस स्तंभ में, संपीड़ित तनाव द्वारा सामग्री को एक साथ निचोड़ा जाता है।
  • सामग्री को संपीड़ित बंधित किया जाता है, जैसे कि भवन की विफलता से बचने के लिए। इसमें स्थायी संचित ऊर्जा की एक स्थायी मात्रा होती है।
  • कॉस्मेटिक उद्योग: कम्प्रेस्ड स्ट्रेस को लागू करके कॉम्पैक्ट पाउडर, आईलाइनर, लिप बाम, लिपस्टिक, आई शैडो का संकलन किया जाता है।
  • पैकेजिंग उद्योग: गत्ता पैकेजिंग, संकुचित बोतलें, पीईटी बोतलें।
  • फार्मास्युटिकल इंडस्ट्री: फार्मास्युटिकल इंडस्ट्री में कंप्रेसिव स्ट्रेस का ज्यादातर इस्तेमाल होता है।
  • टैबलेट बनाने में ब्रेकिंग, कॉम्पैक्टिंग, क्रंबलिंग किया जाता है। कठोरता और संपीड़न ताकत दवा उद्योग का एक प्रमुख हिस्सा है।
  • खेल उद्योग: क्रिकेट की गेंद, टेनिस की गेंद, बास्केटबॉल की गेंद को इसे सख्त बनाने के लिए संकुचित किया जाता है।

कंप्रेसिव स्ट्रेस कैसे मापें?

कंप्रेशन परीक्षण:

संपीड़न परीक्षण संपीड़ित लोड के तहत एक सामग्री के व्यवहार का निर्धारण है।

संपीड़न परीक्षण आमतौर पर रॉक और कंक्रीट के लिए उपयोग किया जाता है। संपीड़न परीक्षण सामग्री का तनाव और विकृति देता है। प्रयोगात्मक परिणाम को सैद्धांतिक निष्कर्षों को मान्य करना है।

संपीड़न परीक्षण के प्रकार:

  • लचीलापन परीक्षण
  • वसंत परीक्षण
  • क्रशिंग परीक्षण

संपीड़न परीक्षण संपीड़ित तनाव को सहन करके सामग्री की अखंडता और सुरक्षा पैरामीटर निर्धारित करना है। यह तैयार उत्पादों, घटकों, निर्मित उपकरणों की सुरक्षा भी प्रदान करता है। यह निर्धारित करता है कि सामग्री उद्देश्य के लिए फिट है या तदनुसार निर्मित है।

संपीड़न परीक्षण निम्नलिखित उद्देश्यों के लिए डेटा प्रदान करते हैं:

  • बैच की गुणवत्ता को मापने के लिए
  • निर्माण में स्थिरता को समझने के लिए
  • डिजाइन प्रक्रिया में सहायता के लिए
  • सामग्री की कीमत को कम करने के लिए
  • अंतर्राष्ट्रीय मानकों की गुणवत्ता आदि की गारंटी देना।

Compressive शक्ति परीक्षण मशीन:

संपीड़न परीक्षण मशीनों में यंग के मापांक, अंतिम संपीड़न शक्ति, उपज शक्ति आदि के रूप में भौतिक गुणों के माप शामिल हैं, इसलिए सामग्री की समग्र स्थिर संपीड़ितता विशेषताओं।

संपीड़न उपकरण कई अनुप्रयोगों के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है। मशीन डिजाइन के कारण, यह तन्य, चक्रीय, कतरनी, फ्लेक्सचर परीक्षण कर सकता है।

संपीड़न परीक्षण को तन्य परीक्षण के समान ही संचालित किया जाता है। दोनों परीक्षण में केवल लोड भिन्नता होती है। तन्य परीक्षण मशीन तन्यता भार का उपयोग करती हैं, जबकि संपीडन परीक्षण मशीनें संकुचित भार का उपयोग करती हैं।

विभिन्न सामग्रियों की तुलनात्मक ताकत:

· कंक्रीट की संपीड़न शक्ति: 17Mpa-27Mpa

स्टील की कंप्रेसिव स्ट्रेंथ: 25MPa

· ग्रेनाइट कम्प्रेसिव ताकत: 70-130MPa

· सीमेंट की संकुचित शक्ति: 11.5 - 17.5MPa

· एल्यूमीनियम की संपीड़ित उपज शक्ति: 280MPa

स्टील के लिए स्वीकार्य संपीड़ित तनाव क्या है?

उत्तर: स्वीकार्य तनाव आमतौर पर उस धातु के संरचना कोड जैसे स्टील, और एल्यूमीनियम से मापा जाता है। यह इसके पैदावार तनाव (ताकत) के अंश द्वारा दर्शाया गया है

विभिन्न उम्र में कंक्रीट की संक्षिप्त शक्ति क्या है?

यह न्यूनतम कंप्रेसिव है ताकत सामग्री थी 28 दिन पुराने कंक्रीट सिलेंडर के मानक परीक्षण में।

कंक्रीट कंप्रेसिव स्ट्रेंथ माप को 28 दिनों में लगभग 35 से 28MPa की आवश्यकता होती है।

कंक्रीट की संपीड़न शक्ति:

13

कंप्रेसिव स्ट्रेस प्रॉब्लम:

समस्या # 1

एक स्टील बार 70 मिमी व्यास और 3 मीटर लंबा एक कच्चा लोहा 7 मिमी मोटी के खोल से घिरा हुआ है। 0.7 मी की लंबाई में 3 मिमी की संयुक्त पट्टी के लिए संपीड़ित लोड की गणना करें। ( इस्टील = 200 जीपीए, और ईकच्चा लोहा = 100GPa)

उपाय:

δ=\frac{PL}{AE}

δ=δ कच्चा लोहा=δ स्टील= 0.7 मिमी

δ कच्चा लोहा =\frac{Pcastiron(3000)}{\frac{\pi }{4}*{<em>100 000</em>}*{84^{2}-70^{2}}} = 0.7

पी कच्चा लोहा = 50306.66 πN

δ स्टील= {\frac{Psteel(3000)}{\frac{\pi }{4}*{<em>200 000</em>}*{70^{2}}}= 0.7

P स्टील= 57166.66πN

ΣFV=0

P= P कच्चा लोहा +P स्टील

P= 50306.66π+57166.66 π

P= 107473.32πN

P= 337.63kN

समस्या #2:

एक प्रतिमा वजन 10KN एक 6.0 मीटर ऊंचे स्तंभ के शीर्ष पर एक सपाट सतह पर आराम कर रहा है। टॉवर का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र 0.20 मीटर है2 और यह ग्रेनाइट से बना है, जिसका घनत्व घनत्व 2700kg / m है3। क्रमशः टॉवर और शीर्ष खंड के ऊपर से नीचे के क्रॉस-सेक्शन 3 मीटर में संकुचित तनाव और तनाव की गणना करें।

समाधान:

ऊंचाई के साथ टॉवर खंड की मात्रा

H= 3.0 मी और पार के अनुभागीय क्षेत्र A= 0.2 मी 2 है

वी = ए * एच = 0.3 * 0.2 = 0.6 मीटर ^ 3

घनत्व ρ= 2.7 × 10 ^ 3 किग्रा / एम 3, (ग्रेफाइट)

टॉवर खंड का द्रव्यमान

m= वी =(2.7×10^3 *0.60m3)=1.60×10^3 kg.

टॉवर सेगमेंट का वजन है

Wp = mg= (1.60 × 103 * 9.8) = 15.68KN।

मूर्तिकला का वजन है

Ws = 10KN,

मूर्तिकला के नीचे सामान्य बल 3 मीटर,

F⊥ = wp  + ws  = (1.568 + 1.0) × 104N = 25.68KN।

इसलिए, तनाव द्वारा गणना की जाती है F/A

= 2.568 × 104 * 0.20

= 1.284 × 10 ^ 5 पीए = 128.4 केपीए।

Y=4.5×10^10Pa = 4.5×10^7kPa.

तो, उस स्थिति में गणना की गई संक्षिप्त तनाव है

Y= 128.4 / 4.5 × 107

= 2.85 × 10-6.

समस्या #3:

परिवर्तनशील क्रॉस-सेक्शन का एक स्टील बार अक्षीय बल के लिए खतरे में है। संतुलन के लिए P का मान ज्ञात कीजिए।

ई = 2.1 * 10 ^5MPa. L1=1000mm, L2=1500mm, L3=800mm.A1=500mm2, ए 2 = 1000 मिमी2, ए 3 = 700 मिमी2.

p333

संतुलन से:

{योग एफएक्स}= 0

+ 8000-10000 + पी -5000 = 0

पी = 7000 एन

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