Memahami kekuatan tekan

Kuat tekan adalah tingkat tegangan tekan terbatas yang menyebabkan kegagalan daktail (hasil teoretis tak terbatas) atau kegagalan getas pada suatu material (pecah akibat perambatan retak, atau geser sepanjang bidang yang lemah). Pada bahan, bagian, dan struktur, kekuatan tekan diukur. Jumlah tegangan tekan uniaksial yang dicapai ketika material benar-benar gagal, menurut definisi, adalah kekuatan tekan utamanya.

Prosedur pengujian dan kondisi pengukuran tertentu berdampak pada pengukuran kuat tekan. Biasanya, kekuatan kompresi diberikan sesuai dengan standar teknis tertentu.

Berlawanan dengan material dengan kekuatan tarik yang kuat, beton dan keramik seringkali memiliki kekuatan tekan yang jauh lebih tinggi. Kekuatan tarik seringkali lebih tinggi daripada kekuatan tekan pada material komposit seperti komposit matriks epoksi serat kaca.

Dalam artikel ini, Anda akan mendapatkan jawaban atas pertanyaan berikut:

• Apa itu kuat tekan?
• Apa rumus kuat tekan?
• Material mana yang memiliki kuat tekan tertinggi atau terendah?
• Bahan mana yang membutuhkan kuat tekan tinggi atau rendah?
• Tekanan rekayasa vs stres sejati

Apa itu kuat tekan?

Kemampuan suatu material atau struktur untuk menahan beban yang cenderung mengecil dikenal sebagai kuat tekan atau kuat tekan dalam mekanika. Dengan kata lain, kekuatan tarik menahan tegangan, sedangkan kekuatan tekan menahan kompresi. Kuat tarik, kuat tekan, dan kuat geser semuanya dapat diperiksa secara terpisah saat mempelajari kekuatan material.

Kapasitas suatu bahan atau elemen struktur untuk menahan beban yang, bila diterapkan, menyebabkannya menyusut ukurannya disebut sebagai kekuatan tekannya. Sampel uji dikenai gaya di bagian atas dan bawahnya sampai rusak atau berubah bentuk. Fraktur terjadi ketika material seperti batu dan beton diuji kuat tekannya karena metode ini sering digunakan untuk menganalisis material tersebut.

Uji kuat tekan dapat dilakukan pada material seperti baja, dan deformasi sering terlihat pada material yang ulet. Bahan yang ulet pada awalnya akan beradaptasi dengan beban yang diberikan dengan mengubah organisasi internal strukturnya—proses yang dikenal sebagai aliran plastis.

Aliran plastik berhenti ketika deformasi terkonsentrasi di satu tempat, dan material pecah. Kekuatan tarik biasanya merupakan indikasi yang dipilih untuk mengukur dan membandingkan logam ulet. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa tegangan tarik, yang lebih sesuai dengan fenomena aliran plastis, mengukur gaya yang diperlukan untuk menarik material hingga terpisah.

Apa rumus kuat tekan?

Rumus untuk menghitung kuat tekan adalah F =P/A, dimana:

• F=Kekuatan tekan (MPa)
• P=Beban maksimum (atau beban sampai kegagalan) ke material (N)
• A=Penampang melintang dari luas material yang menahan beban (mm2)

Material mana yang memiliki kuat tekan tertinggi atau terendah?

Bahan seperti batu sering memiliki kuat tekan yang lebih tinggi dari 140 MPa di bawah kategori bahan getas. Batupasir dan varietas lunak lainnya sering memiliki kekuatan tekan 60 MPa atau kurang. Untuk sebagian besar aplikasi struktural, bahan ulet seperti baja ringan memiliki kuat tekan sekitar 250 MPa.

Berlawanan dengan material dengan kekuatan tarik yang kuat, beton dan keramik seringkali memiliki kekuatan tekan yang jauh lebih tinggi. Kekuatan tarik seringkali lebih tinggi daripada kekuatan tekan pada material komposit seperti komposit matriks epoksi serat kaca.

Biasanya, bahan tahan tegangan digunakan untuk memperkuat beton. Kuat tekan sering digunakan untuk jaminan mutu beton dan persyaratan spesifikasi. Persyaratan tarik (lentur) objektif diketahui oleh para insinyur, dan mereka menyatakan kebutuhan ini dalam hal kekuatan tekan.

Untuk beton residensial, kebutuhan kuat tekan dapat berkisar dari 2.500 psi hingga 4.000 psi dan lebih banyak lagi untuk konstruksi komersial. Untuk beberapa aplikasi, diperlukan kekuatan yang lebih tinggi hingga dan melebihi 10.000 psi.

Kekuatan tekan biasanya jauh lebih besar daripada kekuatan tarik untuk kedua bahan rapuh dan ulet. Komposit yang diperkuat serat, seperti fiberglass, yang kuat dalam tegangan tetapi mudah dihancurkan, merupakan pengecualian dari aturan ini. Tetapi karena beton, komposit yang diperkuat partikel, jauh lebih kuat dalam gaya tekan daripada tarik, maka beton harus diperkuat dengan batang baja jika akan mengalami tegangan tarik.

Material mana yang membutuhkan kuat tekan tinggi atau rendah?

Dalam hal beton, beton mutu ultra tinggi dapat digunakan untuk membangun bangunan seperti jembatan jalan raya yang harus mampu menanggung beban dan regangan yang luar biasa, sedangkan beton dapat memiliki kuat tekan yang lebih rendah sebesar 30 MPa untuk penggunaan perkerasan standar domestik.

Tonton video di bawah ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang kekuatan tekan:

Tekanan rekayasa vs stres sejati

Profesional kebanyakan menggunakan tekanan teknik dalam praktik desain teknik. Stres sejati berbeda dari stres rekayasa dalam kenyataan. Akibatnya, menggunakan rumus di atas untuk menghitung kuat tekan material tidak akan menghasilkan jawaban yang akurat. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa luas penampang A0 bervariasi dan agak bergantung pada beban A =. (P).

Oleh karena itu, perbedaan nilai dapat diringkas sebagai berikut:

Spesimen akan menjadi lebih pendek pada saat kompresi. Bahan memiliki kecenderungan untuk meregang ke samping, yang memperluas luas penampang.

Spesimen dijepit di tepi selama uji kompresi. Karena itu, gaya gesekan berkembang yang akan bekerja melawan penyebaran lateral. Ini menyiratkan bahwa upaya diperlukan untuk melawan gaya gesekan ini, meningkatkan jumlah energi yang digunakan dalam proses. Akibatnya, pengukuran stres pada eksperimen agak salah.

Untuk seluruh penampang benda uji, gaya gesek tidak konstan. Minimum ditemukan di tengah, jauh dari klem, sementara maksimum ditemukan di tepi tempat klem berada. Akibatnya, spesimen mengambil bentuk seperti tong, sebuah fenomena yang dikenal sebagai laras.

Ringkasan

Kapasitas suatu bahan atau elemen struktur untuk menahan beban yang, bila diterapkan, menyebabkannya menyusut ukurannya disebut sebagai kekuatan tekannya. Sampel uji dikenai gaya di bagian atas dan bawahnya sampai rusak atau berubah bentuk. Itu saja untuk artikel ini, di mana pertanyaan-pertanyaan berikut dibahas:

• Apa itu kuat tekan?
• Apa rumus kuat tekan?
• Material mana yang memiliki kuat tekan tertinggi atau terendah?
• Bahan mana yang membutuhkan kuat tekan tinggi atau rendah?
• Tekanan rekayasa vs stres sejati

Saya harap Anda belajar banyak dari membaca, jika demikian, silakan berbagi dengan orang lain. Terima kasih telah membaca, sampai jumpa!