抗压强度

以万能材料试验机测量抗压强度

抗压强度（英语：Compressive strength）为指定材料抵抗以同一轴线施加压力的能力，当压力超越抗压强度时，材料会出现脆断、塑性变形等不可逆的形变。混凝土的抗压强度可以超过50MPa（百万帕斯卡），但塑胶容器的抗压强度可以低于250N。

它与抗拉强度、剪切强度等都是评核材料强度的标准，对结构的设计很有帮助。材料的抗压强度并不一定与其抗拉强度等相若。陶瓷、混凝土的抗压强度高于抗拉强度；而复合材料的抗拉强度则倾向高于抗压强度。金属的抗压及抗拉强度较难比较，其在受压时可能会屈曲、碎裂或被剪切，在拉扯时会持续变幼或在其弱点断裂。

材料的抗压强度可以用万能材料试验机测量，这种机器小至可放于桌上、大至可产生53MN（百万牛顿）的力量。测量抗压强度有一定的方法和条件规限，并以既定的标准记录。

简介

压力（下）和拉力（上）

当物质受到同一轴线的力而令物质在该轴线上的长度增加，该物为受到拉力，它内里原子与原子间的距离增加；当物质受到同一轴线的力而令物质在该轴线上的长度减少，该物为受到压力，它内里原子与原子间的距离减少。拉力亦使本身屈曲的材料伸直，压力使材料加大其屈曲的程度。此外，物质会自然产生抗拒形变的力，这是由于固体中的原子有保持距离一致的倾向。

形变（Strain）是材料的长度因应外力的改变：正形变在材料受拉力而增加，负形变在材料受压力而增加。

在抗压强度测试中，机器会稳定增加压力。当材料完全崩坏，机器此时所施与的压力则与抗压强度相若。通常崩坏时部分的材料会从侧面扩展或碎开。

参考右方的应力形变图，红点为该材料的抗压强度。左下方呈直线，显示材料在较低应力下遵守胡克定律，形变与应力成简单比例：$\sigma =E\epsilon$。当中E为杨氏模数。在这情况下材料的形变是弹性的，当应力消失，物件会倾向回复原状。当应力足够大，开始打破胡克定律，这程度的力为材料的降伏强度。其后应力和形变的关系呈曲线，这形变是塑性的，应力消失后也无法回复原状。

应用

应力形变图

Barrelling

材料、组件及结构的抗压强度都有测量的需要。

在工程项目中，工程应力更常被用到。它在现实中与真应力不同。以简单方程计算的压力与实际情况会有所出入。在基本的计算，同轴的压力为：

$\sigma ={\frac {F}{A}}$

F为压力，而A为于材料受压力面的面积。然而，当材料受压时，其截面积会因而增加。因此工程应力的定义为压力除以材料的初始面积：

$\sigma _{e}={\frac {F}{A_{0}}}$

其工程应变的定义则为：

$\epsilon _{e}={\frac {l-l_{0}}{l_{0}}}$

当中l为目前长度，l₀为初始长度。抗压强度则对应工程应力形变图的点$(\epsilon _{e}^{*},\sigma _{e}^{*})$，算式为：

$\sigma _{e}^{*}={\frac {F^{*}}{A_{0}}}$

$\epsilon _{e}^{*}={\frac {l^{*}-l_{0}}{l_{0}}}$

当中F*为崩坏前的压力，l*为崩坏前的长度。

此外由于测试时材料的两端均受压力，因此其截面积增加时会与机器的表面产生摩擦力，这种摩擦力会消耗一些能量。另外由于摩擦力材料的截面积会变得不平均：其中央会比两端更大，一种被称为Barrelling的现象。这些是实验误差的可能成因。

混凝土的抗压强度

在土木工程中，混凝土的抗压强度是一个主要的工程指标。混凝土分级的标准做法也是根据其抗压强度来分类。其分级以该混凝土的标准立方体试件或标准圆柱试件作抗压测试，而测试方法根据不同国家的规定有所不同。以印度为例，混凝土的标准抗压强度以标准养护条件下第28天的立方体试件（长宽高均为150毫米的正方体）作标准，其典型强度可预计不多于5%的测试结果与之不相符。而设计上其抗压强度会再除以一个安全系数以作保险，其程度视乎设计的需要。

例子

材料	Rs [MPa]
陶瓷	500
骨骼	150
混凝土	20-80
冰 (0°C)	3
保丽龙	~1

另见

• 强度
• 应力
• 纸箱堆码试验