กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

การบีอัด (ฟิสิกส์)

ในทาง กลศาสตร์ แรงอัด คือการใช้ แรงเข้า ด้านในที่สมดุล ("การผลัก") ไปยังจุดต่างๆ บนวัสดุหรือ โครงสร้าง กล่าวคือ แรงที่ไม่มี ผลรวมสุทธิ หรือ แรงบิด...

การบีอัด (ฟิสิกส์)

การบีบอัดแบบแกนเดียว

ในทางกลศาสตร์แรงอัดคือการใช้แรงเข้า ด้านในที่สมดุล ("การผลัก") ไปยังจุดต่างๆ บนวัสดุหรือโครงสร้างกล่าวคือ แรงที่ไม่มีผลรวมสุทธิหรือแรงบิดที่มุ่งไปเพื่อลดขนาดในทิศทางหนึ่งหรือมากกว่า[ 1 ] แรงอัด จะแตกต่างจากแรงดึงหรือแรงดึง ซึ่งเป็นการใช้แรงออกด้านนอกที่สมดุล ("การดึง") และ แรง เฉือนซึ่งมุ่งไปเพื่อเคลื่อนชั้นของวัสดุขนานกันความแข็งแรงในการรับแรงอัดของวัสดุและโครงสร้างเป็นข้อพิจารณาทางวิศวกรรมที่สำคัญ

ในการอัดแบบแกนเดียวแรงจะมุ่งไปตามทิศทางเดียวเท่านั้น ดังนั้นจึงกระทำเพื่อลดความยาวของวัตถุไปตามทิศทางนั้น[ 2 ] แรงอัดอาจถูกนำมาใช้ในหลายทิศทาง ตัวอย่างเช่น เข้าด้านในตามขอบของแผ่นหรือทั่วทั้งพื้นผิวด้านข้างของทรงกระบอกเพื่อลดพื้นที่ ( การอัดแบบสองแกน ) หรือเข้าด้านในทั่วทั้งพื้นผิวของวัตถุ เพื่อลด ปริมาตร

ในทางเทคนิค วัสดุจะอยู่ในสภาวะการอัด ณ จุดใดจุดหนึ่งและตามทิศทางใดทิศทางหนึ่งหากส่วนประกอบปกติของ เวกเตอร์ ความเค้นที่พาดผ่านพื้นผิวที่มีทิศทางปกติมีทิศทางตรงกันข้ามกับหากเวกเตอร์ความเค้นเองมีทิศทางตรงกันข้ามกับวัสดุนั้นจะอยู่ในสภาวะการอัดปกติหรือความเค้นอัดบริสุทธิ์ตามในของแข็งปริมาณการอัดโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับทิศทางและวัสดุอาจอยู่ในสภาวะการอัดตามบางทิศทางแต่มีแรงดึงตามทิศทางอื่น หากเวกเตอร์ความเค้นเป็นแรงอัดบริสุทธิ์และมีขนาดเท่ากันในทุกทิศทาง วัสดุนั้นจะอยู่ในสภาวะการอัดแบบไอโซโทรปิกการอัดแบบไฮโดรสแตติกหรือการอัดแบบปริมาตรนี่เป็นการอัดแบบสถิตเพียงประเภทเดียวที่ของเหลวและก๊าซสามารถรับได้[ 3 ]มันส่งผลต่อปริมาตรของวัสดุ ดังที่วัดได้จากโมดูลัสปริมาตรและความเครียดเชิงปริมาตร

กระบวนการตรงข้ามกับการอัดเรียกว่าการคลายตัวการขยายตัวหรือการพองตัวซึ่งวัตถุจะขยายใหญ่ขึ้นหรือมีปริมาตรเพิ่มขึ้น

ในคลื่นกลซึ่งเป็นคลื่นตามยาวตัวกลางจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางของคลื่น ส่งผลให้เกิดบริเวณที่มีการอัดตัวและบริเวณที่มีการคลายตัว

ผลกระทบ

เมื่ออยู่ภายใต้แรงอัด (หรือความเค้นประเภทอื่นใด) วัสดุทุกชนิดจะเกิดการเสียรูปแม้ว่าจะมองไม่เห็นก็ตาม ซึ่งทำให้ตำแหน่งสัมพัทธ์เฉลี่ยของอะตอมและโมเลกุลเปลี่ยนแปลงไป การเสียรูปอาจเป็นแบบถาวร หรืออาจกลับคืนสู่สภาพเดิมเมื่อแรงอัดหายไป ในกรณีหลัง การเสียรูปจะก่อให้เกิดแรงปฏิกิริยาที่ต่อต้านแรงอัด และในที่สุดอาจสมดุลกับแรงอัดได้[ 4 ]

ของเหลวและก๊าซไม่สามารถทนต่อแรงอัดแบบแกนเดียวหรือสองแกนได้อย่างต่อเนื่อง พวกมันจะเสียรูปอย่างรวดเร็วและถาวร และจะไม่สร้างแรงปฏิกิริยาถาวรใดๆ อย่างไรก็ตาม พวกมันสามารถทนต่อ แรงอัด แบบไอโซโทรปิกได้และอาจถูกอัดในรูปแบบอื่นๆ ได้ชั่วขณะ เช่น ในคลื่น เสียง

การรัดคอร์เซ็ตจะสร้างแรงกดสองทิศทางที่บริเวณเอว

วัสดุทั่วไปทุกชนิดจะหดตัวในปริมาตรเมื่อถูกอัดแบบไอโซโทรปิก หดตัวในพื้นที่หน้าตัดเมื่อถูกอัดแบบสองแกนสม่ำเสมอ และหดตัวในความยาวเมื่อถูกอัดแบบแกนเดียว การเสียรูปอาจไม่สม่ำเสมอและอาจไม่สอดคล้องกับแรงอัด สิ่งที่เกิดขึ้นในทิศทางที่ไม่มีการอัดขึ้นอยู่กับวัสดุ[ 4 ] วัสดุส่วนใหญ่จะขยายตัวในทิศทางเหล่านั้น แต่วัสดุพิเศษบางชนิดจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงหรือแม้แต่หดตัว โดยทั่วไป ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นที่กระทำต่อวัสดุและการเสียรูปที่เกิดขึ้นเป็นหัวข้อสำคัญของกลศาสตร์ต่อเนื่อง

การใช้งาน

การทดสอบแรงอัดบนเครื่องทดสอบอเนกประสงค์

การอัดตัวของของแข็งมีนัยสำคัญหลายประการในวิทยาศาสตร์วัสดุฟิสิกส์และวิศวกรรมโครงสร้าง เนื่องจากแรงอัดก่อให้เกิด ความเค้นและแรงดึงในปริมาณที่สังเกตได้

โดยการเหนี่ยวนำให้เกิดการบีบอัด คุณสมบัติทางกล เช่นความแข็งแรงในการบีบอัดหรือโมดูลัสของความยืดหยุ่นสามารถวัดได้[ 5 ]

เครื่องบีบอัดมีตั้งแต่ระบบขนาดเล็กแบบตั้งโต๊ะไปจนถึงเครื่องที่มีกำลังการผลิตมากกว่า 53 MN

ก๊าซมักถูกจัดเก็บและขนส่งใน รูปแบบ ที่มีการอัด สูงมาก เพื่อประหยัดพื้นที่ อากาศหรือก๊าซอื่นๆ ที่ถูกอัดเล็กน้อยก็ถูกนำมาใช้เติมลูกโป่งเรือยางและโครงสร้างเป่าลม อื่นๆ ของเหลวที่ถูกอัดจะถูกใช้ในอุปกรณ์ไฮดรอลิกและใน กระบวนการขุดเจาะ น้ำมัน และ ก๊าซด้วยวิธีแฟรกกิ้

ในเครื่องยนต์

เครื่องยนต์สันดาปภายใน

ในเครื่องยนต์สันดาปภายในส่วนผสมที่ระเบิดได้จะถูกอัดก่อนที่จะจุดติด การอัดช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ ตัวอย่างเช่น ในวัฏจักรออตโตจังหวะที่สองของลูกสูบจะทำให้เกิดการอัดประจุที่ถูกดึงเข้าไปในกระบอกสูบโดยจังหวะไปข้างหน้าครั้งแรก[ 6 ]

เครื่องจักรไอน้ำ

คำนี้ใช้กับการจัดเรียงที่วาล์วไอเสียของเครื่องยนต์ไอน้ำจะปิดลง โดยปิดกั้นไอน้ำไอเสียบางส่วนในกระบอกสูบก่อนที่ลูกสูบจะเคลื่อนที่ครบจังหวะ ไอน้ำนี้จะถูกอัดเมื่อจังหวะการเคลื่อนที่เสร็จสมบูรณ์ ทำให้เกิดเบาะรองรับซึ่งลูกสูบจะทำงานโดยที่ความเร็วลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นความเครียดในกลไกเนื่องจากความเฉื่อยของชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ไปมาจึงลดลง[ 7 ]นอกจากนี้ การอัดนี้ยังช่วยขจัดแรงกระแทกที่อาจเกิดขึ้นจากการปล่อยไอน้ำใหม่สำหรับจังหวะกลับ

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Compression_(physics)&oldid=1326525093#Dilation_(physics) "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การบีอัด (ฟิสิกส์)

ในทาง กลศาสตร์ แรงอัด คือการใช้ แรงเข้า ด้านในที่สมดุล ("การผลัก") ไปยังจุดต่างๆ บนวัสดุหรือ โครงสร้าง กล่าวคือ แรงที่ไม่มี ผลรวมสุทธิ หรือ แรงบิด...

ผลกระทบ

เมื่ออยู่ภายใต้แรงอัด (หรือความเค้นประเภทอื่นใด) วัสดุทุกชนิดจะเกิด การเสียรูป แม้ว่าจะมองไม่เห็นก็ตาม ซึ่งทำให้ตำแหน่งสัมพัทธ์เฉลี่ยของอะตอมและโมเลกุลเปลี่ยนแปลงไป การเสียรูปอาจเป็นแบบถาวร หรืออาจกลับคืนสู่สภาพเดิมเมื่อแรงอัดหายไป ในกรณีหลัง...

การใช้งาน

การอัดตัวของของแข็งมีนัยสำคัญหลายประการใน วิทยาศาสตร์ วัสดุ ฟิสิกส์ และ วิศวกรรมโครงสร้าง เนื่องจากแรงอัดก่อให้เกิด ความเค้น และ แรงดึง ในปริมาณที่สังเกตได้

เครื่องยนต์สันดาปภายใน

ใน เครื่องยนต์สันดาปภายใน ส่วนผสมที่ระเบิดได้จะถูกอัดก่อนที่จะจุดติด การอัดช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ ตัวอย่างเช่น ใน วัฏจักรออตโต จังหวะที่สองของลูกสูบจะทำให้เกิดการอัดประจุที่ถูกดึงเข้าไปในกระบอกสูบโดยจังหวะไปข้างหน้าครั้งแรก [ 6 ]