查看“︁抗壓強度”︁的源代码

[[File:Compression test.jpg|thumb|以萬能材料試驗機測量抗壓強度]]
'''抗壓強度'''（{{Lang-en|Compressive strength}}）為指定[[材料]]抵抗以同一軸線施加[[壓力]]的能力，當壓力超越抗壓強度時，材料會出現[[脆斷]]、[[塑性變形]]等不可逆的[[形變]]。[[混凝土]]的抗壓強度可以超過50MPa（百萬[[帕斯卡]]），但[[塑膠]]容器的抗壓強度可以低於250N。<ref>{{cite journal | last =Varzinskas | first =Visvadas | coauthors =Jurgis Kazimieras Staniškis, Alis Lebedys, Edmundas Kibirkštis, Valdas Miliūnas | title =Life Cycle Assessment of Common Plastic Packaging for Reducing Environmental Impact and Material Consumption | journal =Environmental Research, Engineering and Management | volume =50 | issue =4 | pages =57-65 | date =2009 | url =http://www.matsc.ktu.lt/index.php/erem/article/viewArticle/42 | accessdate =21 September 2012 | archive-date =2016-03-04 | archive-url =https://web.archive.org/web/20160304053400/http://www.matsc.ktu.lt/index.php/erem/article/viewArticle/42 | dead-url =no }}</ref>

它與[[抗拉強度]]、[[剪切强度]]等都是評核材料強度的標準，對結構的設計很有幫助。材料的抗壓強度並不一定與其抗拉強度等相若。[[陶瓷材料|陶瓷]]、混凝土的抗壓強度高於抗拉強度；而[[複合材料]]的抗拉強度則傾向高於抗壓強度。金屬的抗壓及抗拉強度較難比較，其在受壓時可能會屈曲、碎裂或被剪切，在拉扯時會持續變幼或在其弱點斷裂。

材料的抗壓強度可以用{{link-en|萬能材料試驗機|universal testing machine}}測量，這種機器小至可放於桌上、大至可產生53MN（百萬[[牛頓 (單位)|牛頓]]）<ref>{{Citation  | last = NIST  | title = Large Scale Structure Testing Facility  | url = http://www.nist.gov/bfrl/facilities_instruments/large_scale_struct_testing_fac.cfm  | accessdate = 04-05-2010  | postscript = .  | archive-date = 2010-06-05  | archive-url = https://web.archive.org/web/20100605214812/http://www.nist.gov/bfrl/facilities_instruments/large_scale_struct_testing_fac.cfm  | dead-url = no  }}</ref>的力量。測量抗壓強度有一定的方法和條件規限，並以既定的標準記錄。

==簡介==
[[File:Traction compression deformation sans poisson.svg|thumb|壓力（下）和拉力（上）]]
當物質受到同一軸線的力而令物質在該軸線上的長度增加，該物為受到[[拉力]]，它內裏[[原子]]與原子間的距離增加；當物質受到同一軸線的力而令物質在該軸線上的長度減少，該物為受到壓力，它內裏原子與原子間的距離減少。拉力亦使本身屈曲的材料伸直，壓力使材料加大其屈曲的程度。此外，物質會自然產生抗拒形變的力，這是由於固體中的原子有保持距離一致的傾向。

形變（Strain）是材料的長度因應外力的改變：正形變在材料受拉力而增加，負形變在材料受壓力而增加。

在抗壓強度測試中，機器會穩定增加壓力。當材料完全崩壞，機器此時所施與的壓力則與抗壓強度相若。通常崩壞時部分的材料會從側面擴展或碎開。

參考右方的應力形變圖，紅點為該材料的抗壓強度。左下方呈直線，顯示材料在較低應力下遵守[[胡克定律]]，形變與應力成簡單比例：''<math>\sigma=E\epsilon</math>''。當中E為[[楊氏模數]]。在這情況下材料的形變是彈性的，當應力消失，物件會傾向回復原狀。當應力足夠大，開始打破胡克定律，這程度的力為材料的[[降伏强度]]。其後應力和形變的關係呈曲線，這形變是塑性的，應力消失後也無法回復原狀。

==應用==
[[Image:engineering stress strain.svg|thumb|應力形變圖]][[File:Barelling.svg|thumb|70px|''Barrelling'']]
材料、組件<ref>{{Cite journal  | last = Urbanek  | first = T  | author-link =   | last2 = Lee, Johnson  | first2 =   | title = Column Compression Strength of Tubular Packaging Forms Made of Paper  | place =   | publisher = Journal of Testing and Evaluation  | volume = 34,6  | pages = 31–40  | language =   | url = http://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf2006/fpl_2006_urbanik001.pdf  | archiveurl = https://web.archive.org/web/20210301070641/https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf2006/fpl_2006_urbanik001.pdf  | accessdate = 13 May 2014  | journal =   | archive-date = 2021-03-01  | dead-url = no  }}</ref>及結構<ref>{{Citation| last = Ritter| first = m A| last2 = Oliva| chapter = 9, Design of Longitudinal Stress-Laminated Deck Superstructures| year = 1990| title = Timber Bridges: Design, Construction, Inspection, and Maintenance| publisher = US Dept of Agriculture, Forest Products Laboratory| publication-date = 2010| url = http://www.fpl.fs.fed.us/documnts/misc/em7700_8_chapter09.pdf| accessdate = 13 May 2014| archive-date = 2021-03-05| archive-url = https://web.archive.org/web/20210305151813/https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/misc/em7700_8_chapter09.pdf| dead-url = no}}</ref>的抗壓強度都有測量的需要。

在工程項目中，'''工程應力'''更常被用到。它在現實中與真應力不同。以簡單方程計算的壓力與實際情況會有所出入。在基本的計算，同軸的壓力為：

<math>\sigma = \frac{F}{A}</math>

F為壓力，而A為於材料受壓力面的面積。然而，當材料受壓時，其截面積會因而增加。因此工程應力的定義為壓力除以材料的初始面積：

<math>\sigma_e = \frac{F}{A_0}</math>

其工程應變的定義則為：

<math>\epsilon_e = \frac{l-l_0}{l_0}</math>

當中l為目前長度，l<sub>0</sub>為初始長度。抗壓強度則對應工程應力形變圖的點<math>(\epsilon_e^*,\sigma_e^*)</math>，算式為：

<math>\sigma_e^* = \frac{F^*}{A_0}</math>

<math>\epsilon_e^* = \frac{l^*-l_0}{l_0}</math>

當中F*為崩壞前的壓力，l*為崩壞前的長度。

此外由於測試時材料的兩端均受壓力，因此其截面積增加時會與機器的表面產生摩擦力，這種摩擦力會消耗一些能量。另外由於摩擦力材料的截面積會變得不平均：其中央會比兩端更大，一種被稱為''Barrelling''的現象。這些是實驗誤差的可能成因。

==混凝土的抗壓強度==
在土木工程中，混凝土的抗壓強度是一個主要的工程指標。混凝土分級的标准做法也是根据其抗压强度来分类。其分級以該混凝土的标准立方体试件或标准圓柱试件作抗壓測試，而測試方法根据不同國家的規定有所不同。以印度為例，混凝土的标准抗壓強度以标准养护条件下第28天的立方体试件（长宽高均为150毫米的正方體）作標準，其典型強度可預計不多於5%的測試結果與之不相符。<ref>{{Cite web|url=http://civildigital.com/compressive-strength-concrete-concrete-cubes/|title=Compressive Strength of Concrete & Concrete Cubes {{!}} What {{!}} How {{!}} CivilDigital {{!}}|date=2016-07-07|language=en-US|access-date=2016-09-20|archive-date=2017-09-26|archive-url=https://web.archive.org/web/20170926175611/http://civildigital.com/compressive-strength-concrete-concrete-cubes|dead-url=no}}</ref>而設計上其抗壓強度會再除以一個安全系數以作保險，其程度視乎設計的需要。

==例子==
{|width=264 border=1 bordercolor="#000000" cellpadding=4 cellspacing=0 align=center
|材料 || R<sub>s</sub> <nowiki>[</nowiki>[[帕斯卡|MPa]]<nowiki>]</nowiki>
|-]
|-
|陶瓷 || 500
|-
|[[骨骼]] || 150
|-
|混凝土 || 20-80
|-
|[[冰]] (0°C) || 3
|-
|保麗龍 || ~1
|}

==另見==
* [[強度]]
* [[應力]]
* [[紙箱堆碼試驗]]

==參考==
{{reflist}}

[[分類:材料科學]]