Sıkıştırma (fizik) - Compression (physics)

Tek eksenli sıkıştırma

İçinde mekanik, sıkıştırma dengeli içe doğru ("itme") kuvvetlerin bir malzeme veya yapı üzerinde farklı noktalara, yani net toplamı olmayan kuvvetler veya tork bir veya daha fazla yönde boyutunu küçültmek için yönlendirilmiştir.^[1] İle tezat oluşturuyor gerginlik veya çekiş, dengeli dışa doğru ("çekme") kuvvetlerinin uygulanması; Ve birlikte kesme Malzemenin katmanlarını birbirine paralel olarak kaydıracak şekilde yönlendirilen kuvvetler. basınç dayanımı malzeme ve yapıların önemli bir mühendislik düşüncesi.

İçinde tek eksenli sıkıştırmakuvvetler, nesnenin uzunluğunu bu yön boyunca azaltmaya doğru etki edecek şekilde yalnızca bir yön boyunca yönlendirilir. Sıkıştırma kuvvetleri aynı zamanda çok yönlü olarak da uygulanabilir; örneğin bir plakanın kenarları boyunca içe doğru veya bir plakanın yan yüzeyinin tamamı boyunca silindir azaltmak için alan (çift eksenli sıkıştırma) veya bir vücudun tüm yüzeyinin içine doğru, onu azaltmak için Ses.

Teknik olarak, bir malzeme belirli bir noktada ve belirli bir yön boyunca sıkıştırma durumundadır. ${ displaystyle x}$ , Eğer normal bileşen of stres ile bir yüzey boyunca vektör normal yön ${ displaystyle x}$ karşı yöneltilir ${ displaystyle x}$ . Stres vektörünün kendisi, ${ displaystyle x}$ malzemenin altında olduğu söyleniyor normal sıkıştırma veya saf basınç gerilimi boyunca ${ displaystyle x}$ . Bir katıda, sıkıştırma miktarı genellikle yöne bağlıdır. ${ displaystyle x}$ ve malzeme bazı yönlerde basınç altında olabilirken diğerleri boyunca çekiş altında olabilir. Gerilme vektörü tamamen sıkıştırıcıysa ve tüm yönler için aynı büyüklüğe sahipse, malzemenin altında olduğu söylenir. izotropik veya hidrostatik sıkıştırma bu noktada. Bu, sıvıların ve gazların taşıyabileceği tek statik sıkıştırma türüdür.

Mekanik bir uzunlamasına dalgada veya sıkıştırma dalgasında, ortam dalganın yönünde yer değiştirir ve bu da sıkıştırma alanlarına neden olur. seyrekleşme.

Etkileri

Sıkıştırma (veya başka herhangi bir stres türü) altına alındığında, her malzeme, algılanamaz olsa bile, atomlarının ve moleküllerinin ortalama göreceli konumlarının değişmesine neden olan bir miktar deformasyona uğrayacaktır. Deformasyon kalıcı olabilir veya sıkıştırma kuvvetleri ortadan kalktığında tersine dönebilir. İkinci durumda, deformasyon, sıkıştırma kuvvetlerine karşı çıkan reaksiyon kuvvetlerine yol açar ve sonunda bunları dengeleyebilir.

Sıvılar ve gazlar, sabit tek eksenli veya çift eksenli sıkıştırmaya dayanamazlar, anında ve kalıcı olarak deforme olurlar ve herhangi bir kalıcı reaksiyon kuvveti sunmazlar. Ancak dayanabilirler izotropik sıkıştırma ve başka şekillerde anlık olarak sıkıştırılabilir, örneğin ses dalgası.

Sıkılaştırma korse bele çift eksenli baskı uygular.

Her sıradan malzeme, izotropik sıkıştırma altına alındığında hacim olarak büzülür, üniform çift eksenli sıkıştırma altına alındığında enine kesit alanında büzülür ve tek eksenli sıkıştırmaya sokulduğunda uzunluğu büzülür. Deformasyon tekdüze olmayabilir ve sıkıştırma kuvvetleriyle aynı hizada olmayabilir. Sıkıştırmanın olmadığı yönlerde ne olacağı malzemeye bağlıdır. Çoğu malzeme bu yönlerde genişleyecektir, ancak bazı özel malzemeler değişmeden kalacaktır ve hatta büzüşecektir. Genel olarak, bir malzemeye uygulanan gerilme ile ortaya çıkan deformasyon arasındaki ilişki, süreklilik mekaniği.

Kullanımlar

Bir üzerinde sıkıştırma testi evrensel test makinesi

Katıların sıkıştırılmasının birçok sonucu vardır. malzeme bilimi, fizik ve yapısal mühendislik, sıkıştırma için gözle görülür miktarda stres ve gerginlik.

Sıkıştırma, mekanik özellikler gibi basınç dayanımı veya esneklik modülü, ölçülebilir.

Sıkıştırma makineleri, çok küçük masa üstü sistemlerden 53 MN'nin üzerinde kapasiteye sahip olanlara kadar çeşitlilik gösterir.

Gazlar genellikle yüksek oranda depolanır ve sevk edilir. sıkıştırılmış yerden kazanmak için. Hafifçe sıkıştırılmış hava veya diğer gazlar da doldurmak için kullanılır balonlar, lastik tekneler, ve diğeri şişirilebilir yapılar. Sıkıştırılmış sıvılar kullanılır hidrolik ekipman ve çatlama.

Motorlarda

İçten yanmalı motorlar

İçinde içten yanmalı motorlar patlayıcı karışım tutuşmadan önce sıkıştırılır; sıkıştırma, motorun verimliliğini artırır. İçinde Otto döngüsü örneğin, pistonun ikinci stroku, birinci ileri vuruşla silindire çekilen yükün sıkıştırılmasını etkiler.

Buharlı motorlar

Terim, bir egzoz valfinin buhar makinesi kapatmak için yapılır, egzoz buharının bir kısmını silindir pistonun stroku oldukça tamamlanmadan önce. Bu buhar, strok tamamlandığında sıkıştırılır, karşı bir yastık oluşturulur. piston hızı hızla düşürülürken çalışır ve böylelikle ileri geri hareket eden parçaların eylemsizliği nedeniyle mekanizmadaki gerilmeler azalır. Bu sıkıştırma, ayrıca, aksi takdirde geri dönüş darbesi için taze buharın içeri alınmasının neden olacağı şoku ortadan kaldırır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

^ Ferdinand Pierre Beer, Elwood Russell Johnston, John T. DeWolf (1992), "Mekanik Malzemeler". (Kitap) McGraw-Hill Professional, ISBN 0-07-112939-1

[Beer-1] Ferdinand Pierre Beer, Elwood Russell Johnston, John T. DeWolf (1992), "Mekanik Malzemeler". (Kitap) McGraw-Hill Professional, ISBN 0-07-112939-1

[1]