Karakteristieke sterkte

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

De karakteristieke sterkte van een materiaal of onderdeel is die sterkte, die door het merendeel (meestal >95%) van de materialen/onderdelen bereikt wordt, zelfs indien we een spreiding op die sterkte toelaten. Als we de spreiding op de sterktes theoretisch als normaal verdeeld beschouwen, is de karakteristieke sterkte f_k:

, met s² de variantie en de gemiddelde sterkte bepaald na het testen van een aantal proefstukken. α is afhankelijk van het merendeel materialen dat sterker moet zijn dan de karakteristieke waarde, voor meer dan 95% is α=1,64; voor hogere zekerheden stijgt α.

Ingenieurs zullen bij hun berekeningen gebruikmaken van de karakteristieke waarde, en niet van de gemiddelde sterkte. Het materiaal wordt a.h.w. gekarakteriseerd door f_k.

Kans dat proefstuk aan sterkteklasse voldoet is het grijze oppervlak (hier ongeveer gelijk aan 0,95 = 95%). De rode kromme werd aan de hand van het gemiddelde en de spreiding van de metingen bepaald.

[bewerk] Voorbeeld

We nemen een beton met sterkteklasse 52,5 (maw: gegarandeerde minimumdruksterkte van 52,5 MPa). We testen enkele proefstukken, en berekenen daarmee de gemiddelde druksterkte en de spreiding hierop. We bekomen waarden van =55 MPa en s =1,5. We vullen in de formule in:

,

zodat minstens 95% van de proefstukken aan de sterkteklasse zal voldoen (een druksterkte hoger dan 52,5) , een aanvaardbaar risico.

Verder nog opmerken dat een gemiddelde waarde hoger dan de vereiste sterkte niet volstaat; is de spreiding in het voorbeeld hierboven dubbel zo groot (s =3) dan is de kans op een te zwak proefmonster reeds 20%!