tryckspänningen

Tryckspänning är en form av mekanisk spänning som uppstår när ett material utsätts för komprimerande krafter som pressar mot varandra och får materialet att förkortas i längd. Den definieras som stressen σ, lika med kraft per yta (σ = F/A). I de flesta ingenjörssammanhang anges kompressionsspänningar med en signkonvention där nedtryckning ofta betraktas som negativ spänning, medan storleken redovisas som ett positivt belopp.

Tryckspänningar uppstår i många praktiska sammanhang: i byggnader och konstruktioner när kolonner och balkar bär laster, i grundläggningar mot jord- och berglast, samt i tillverkningsprocesser där delar pressas samman, till exempel vid pressning, formpressning och extrusion. I isotropa eller hydrostatiska situationer uppträder tryckspänningar som är lika i alla riktningar och spelar en viktig roll inom bland annat pressade behållare och geoteknik.

Materialresponsen under tryck varierar med materialet och belastningen. I det elastiska området följer spänningen ungefär Hookes lag σ = Eε, där E är Youngs moduls. Vid högre spänningar kan materialet närma sig sin flytgräns och deformeras plastiskt; kolonner kan buckla om de är långsmala och komprimerade. Sköra material som vissa keramiker kan spricka, medan andra material dras samman och förändrar dimensioner betydligt via Poissons effekt.

Provningar av tryckspänning genomförs vanligtvis med trycktestmaskiner där provet pressas mellan plana ytor, samt i geotekniken med konfinering och senare deviatorisk belastning. Förståelsen av tryckspänning är central inom konstruktion, tillverkning och materialvetenskap.