機械強度

簡介

機械強度指金屬或非金屬材料在載荷作用下抵抗變形和破壞的能力。除了有拉伸強度外，還有抗彎強度、抗壓強度、抗扭強度、抗剪強度共五種。工程上最常用的強度是拉伸強度。拉伸強度與其他強度之間有一定的換算關係，通過材料的拉伸強度值，可以近似計算出其他強度值。

抗壓強度（compressive strength）代號σbc，指外力是壓力時的強度極限。

抗折強度指材料單位面積承受彎矩時的極限折斷應力。

工業上在靜態條件下測定機械強度有下面幾種方法。

抗壓強度又稱耐壓強度或壓碎強度。這是測定單個載體顆粒抗壓強度的常用方法。它使用一種帶上下移動水平板（頂板）的設備。通過不斷增加樣品顆粒的負載，直至破裂為止，記錄其壓碎負荷。通常至少取十幾次試驗的平均值作為抗壓強度。

當然，破碎的機理還是比較複雜的，並受壓板形狀及片劑的長度與直徑之比的影響。抗壓強度可用下式計算：

σ_D=P/F=4P/πd²=P/0.875d²
式中σ_D ——抗壓強度，kgf/cm²；
P ——壓碎負荷，kgf；
d ——顆粒試樣平均直徑，cm。

上述計算式只適用於垂直壓碎試驗，這時試樣片劑兩端平面與兩片平而硬的壓片接觸而壓碎。

另一種抗壓強度測定法，是將試樣置於兩板間沿著片劑徑向施壓，並用下式計算：

σ_m=P/L
式中σ_m——側向抗壓強度，kgf/cm；
P ——壓碎負荷，kgf；
L ——樣品承受負荷長度，cm。

這種方法是採用帶有0.3mm刀刃的刀來代替平板，然後將要測試的許多片劑分別放在刀刃下方，再在刀刃上施加1kg重的力，記錄施加1kg力時試樣破碎百分數。以後再分別按每1kg的壓力增值進行同樣操作，直至所有試樣破碎至10kg的壓力為止，記錄破碎情況。

對於具有不規則形狀而無結構破壞的載體或小粒徑載體，可以在特製的圓筒中裝一活塞，然後通過活塞對試樣加一定負荷。以後再取出樣品測定其通過一定網目的質量百分數，再以質量百分數細粉來表示試樣的抗壓強度。這種測定方法有時也稱堆積強度測定法。

測定載體機械強度時，如拉西環、直徑大於1cm的錠片、或直徑45mm以上的球，可以採用單粒測試方法，為使測得數據有代表性，測量數一般不應少於50粒。對於條狀載體應切成3～5mm，以保證平均值重現性能≥95%。對於小粒徑載體，最好採用堆積強度測定法。