Comprender la resistencia a la compresión

La resistencia a la compresión es un nivel restringido de tensión de compresión que causa falla dúctil (rendimiento teórico infinito) o falla frágil en un material (rotura como resultado de la propagación de grietas o deslizamiento a lo largo de un plano débil). En materiales, partes y estructuras, se mide la resistencia a la compresión. La cantidad de tensión de compresión uniaxial que se alcanza cuando un material falla por completo es, por definición, su máxima resistencia a la compresión.

Los procedimientos de prueba particulares y las condiciones de medición tienen un impacto en las mediciones de resistencia a la compresión. Por lo general, las resistencias a la compresión se proporcionan de acuerdo con un estándar técnico particular.

A diferencia de los materiales con fuertes resistencias a la tracción, el concreto y la cerámica a menudo tienen resistencias a la compresión sustancialmente más altas. Las resistencias a la tracción suelen ser más altas que las resistencias a la compresión en materiales compuestos como el compuesto de matriz de epoxi de fibra de vidrio.

En este artículo, obtendrá respuestas a las siguientes preguntas:

• ¿Qué es la resistencia a la compresión?
• ¿Cuál es la fórmula para la resistencia a la compresión?
• ¿Qué material tiene la resistencia a la compresión más alta o más baja?
• ¿Qué materiales requieren una resistencia a la compresión alta o baja?
• Estrés de ingeniería frente a estrés real

¿Qué es la resistencia a la compresión?

La capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a reducir su tamaño se conoce como resistencia a la compresión o resistencia a la compresión en mecánica. Para decirlo de otra manera, la resistencia a la tracción resiste la tensión, mientras que la resistencia a la compresión resiste la compresión. La resistencia a la tracción, la resistencia a la compresión y la resistencia al corte se pueden examinar por separado al estudiar la resistencia de un material.

La capacidad de un material o elemento estructural para soportar cargas que, cuando se aplican, hacen que se reduzcan de tamaño se conoce como su resistencia a la compresión. Una muestra de prueba se somete a una fuerza en su parte superior e inferior hasta que se rompe o se deforma. La fractura ocurre cuando se prueba la resistencia a la compresión de materiales como la roca y el hormigón, ya que este método se utiliza con frecuencia para analizar estos materiales.

Las pruebas de resistencia a la compresión se pueden realizar en materiales como el acero, y la deformación se observa con frecuencia con materiales dúctiles. Un material dúctil inicialmente se adaptará a la carga aplicada al cambiar la organización interna de su estructura, un proceso conocido como flujo plástico.

El flujo plástico cesa cuando la deformación se concentra en un lugar y el material se rompe. La resistencia a la tracción suele ser la indicación elegida para medir y comparar metales dúctiles. Esto se debe al hecho de que la tensión de tracción, que se adapta mejor a los fenómenos de flujo plástico, mide las fuerzas necesarias para separar un material.

¿Cuál es la fórmula de la resistencia a la compresión?

La fórmula para calcular la resistencia a la compresión es F =P/A, donde:

• F=La resistencia a la compresión (MPa)
• P=Carga máxima (o carga hasta la falla) al material (N)
• A=A sección transversal del área del material que resiste la carga (mm2)

¿Qué material tiene la resistencia a la compresión más alta o más baja?

Los materiales como la roca a menudo tienen resistencias a la compresión más altas de 140 MPa en la categoría de material frágil. La arenisca y otras variedades más blandas suelen tener resistencias a la compresión de 60 MPa o menos. Para la mayoría de las aplicaciones estructurales, los materiales dúctiles como el acero dulce tienen una resistencia a la compresión de unos 250 MPa.

A diferencia de los materiales con fuertes resistencias a la tracción, el concreto y la cerámica a menudo tienen resistencias a la compresión sustancialmente más altas. Las resistencias a la tracción suelen ser más altas que las resistencias a la compresión en materiales compuestos como el compuesto de matriz de epoxi de fibra de vidrio.

Por lo general, los materiales resistentes a la tensión se utilizan para fortalecer el hormigón. La resistencia a la compresión se emplea con frecuencia para asegurar la calidad del hormigón y los requisitos de especificación. Los requisitos objetivos de tracción (flexión) son conocidos por los ingenieros y expresan estas necesidades en términos de resistencia a la compresión.

Para concreto residencial, las necesidades de resistencia a la compresión pueden oscilar entre 2500 psi y 4000 psi y más para construcciones comerciales. Para algunas aplicaciones, se requieren mayores resistencias de hasta 10 000 psi y más.

La resistencia a la compresión suele ser mucho mayor que la resistencia a la tracción tanto para materiales frágiles como dúctiles. Los compuestos reforzados con fibra, como la fibra de vidrio, que son resistentes a la tensión pero se aplastan fácilmente, son una excepción a esta regla. Pero debido a que el concreto, un compuesto reforzado con partículas, es mucho más resistente a la compresión que a la tensión, debe reforzarse con varillas de acero si se va a someter a esfuerzos de tracción.

¿Qué materiales requieren una resistencia a la compresión alta o baja?

En términos de concreto, el concreto de ultra alta resistencia se puede usar para construir edificios como puentes de carreteras que deben ser capaces de soportar cargas y tensiones tremendas, mientras que el concreto puede tener una resistencia a la compresión menor de 30 MPa para uso de pavimentación doméstica estándar.

Mire el video a continuación para obtener más información sobre la resistencia a la compresión:

Esfuerzo de ingeniería frente a estrés real

Los profesionales utilizan principalmente el estrés de ingeniería en la práctica del diseño de ingeniería. El estrés verdadero difiere del estrés de ingeniería en la realidad. Como resultado, el uso de las fórmulas anteriores para calcular la resistencia a la compresión del material no producirá una respuesta precisa. Esto se debe al hecho de que el área de la sección transversal A0 varía y depende en cierta medida de la carga A =. (F).

Por lo tanto, la discrepancia de valor se puede resumir de la siguiente manera:

La muestra se acortará con la compresión. El material tiende a estirarse lateralmente, lo que expande el área de la sección transversal.

La muestra se sujeta en los bordes durante una prueba de compresión. Debido a esto, se desarrolla una fuerza de fricción que trabajará en contra de la extensión lateral. Esto implica que se requiere esfuerzo para contrarrestar esta fuerza de fricción, aumentando la cantidad de energía utilizada en el proceso. Como resultado, la medición del estrés del experimento es algo incorrecta.

Para toda la sección transversal de la muestra, la fuerza de fricción no es constante. Un mínimo se encuentra en el centro, lejos de las abrazaderas, mientras que un máximo se encuentra hacia los márgenes donde se encuentran las abrazaderas. Como resultado, el espécimen adopta la forma de un barril, un fenómeno conocido como formación de barriles.

En resumen

La capacidad de un material o elemento estructural para soportar cargas que, cuando se aplican, hacen que se reduzcan de tamaño se conoce como su resistencia a la compresión. Una muestra de prueba se somete a una fuerza en su parte superior e inferior hasta que se rompe o se deforma. Eso es todo por este artículo, donde se discuten las siguientes preguntas:

• ¿Qué es la resistencia a la compresión?
• ¿Cuál es la fórmula para la resistencia a la compresión?
• ¿Qué material tiene la resistencia a la compresión más alta o más baja?
• ¿Qué materiales requieren una resistencia a la compresión alta o baja?
• Estrés de ingeniería frente a estrés real

Espero que aprenda mucho de la lectura, si es así, tenga la amabilidad de compartir con los demás. Gracias por leer, ¡nos vemos!