Tryckspänning

Tryckspänning är den normalspänning som verkar i ett material i riktning som försöker komprimera eller skrynkla det. Den motsatta typen av spänning är dragspänning (tension). Inom tekniska konventioner används ofta tecknet negativt för tryckspänning om positivt tecken används för dragspänning. I ett förenklat uniaxialt tillstånd är tryckspänningen sigma lika med kraften F delat med arean A (sigma = F/A); positiva värden brukar då representera drag och negativa värden tryck, beroende på konvention.

Orsaker till tryckspänning kan vara yttre kompressionslaster, temperaturändringar som leder till sammanpressning, eller residualspänningar som uppstår vid tillverkning och bearbetning. Tryckspänning uppstår ofta i konstruktioner där delar pressas mot varandra, som i kolonner, balkar och betongelement, där materialet utsätts för kompression längs med en axel. I vätskor och fasta kroppar kan tryck uppstå i alla riktningar samtidigt, vilket kallas hydrostatisk tryck.

Materialrespons och konsekvenser: Materielns förmåga att tåla tryckspänning varierar starkt. Metaller har liknande kritiska nivåer för tryck och drag när det gäller samtidigt begrepp som utmattning och protektion, men i många byggmaterial som betong är tryckhållfastheten betydligt högre än draghållfastigheten. Långvarig eller hög tryckspänning kan leda till buckling hos smäckta element och risk för sprickbildning eller förlust av bärförmåga.

Mätning och design: Tryckspänning kan bedömas genom att mäta deformation (epsilon) och använda materialets elasticitetsmodul (E) för att få sigma = E·epsilon, eller direkt via last-och-area. Vanliga mättekniker inkluderar spänningsgivare, röntgendiffraktion och ultraljud. Vid konstruktion beaktas bucklingrisk, speciellt för långsmala kolumner, samt materialets kompressiva hållfasthet och säkerhetsfaktorer.