01-01-2026-Technologies and Production Systems-The Compression Test [EN]-[IT]

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ENGLISH

01-01-2026-Technologies and Production Systems-The Compression Test [EN]-[IT]

With this post, I would like to provide a brief introduction to the topic mentioned above
(lesson/article code: EX_LS_22)

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Introduction to the compression test Compression

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Like the tensile test, the compression test is also a mechanical test.
The compression test is used to evaluate how a material or component reacts to an axial crushing load.
In practice, a force is applied along the vertical axis of a specimen (often cylindrical or cubic) to measure

  • Resistance to deformation
  • Maximum load that can be withstood before failure
  • Elastic and plastic behavior of the material

Difference between tensile and compression test specimens
In the tensile test
In the tensile test, the specimen has a standardized "dog-bone" geometry, with a small effective cross-section.
From the shape of the specimen, one can:

  • Locate the deformation
  • Promote the initiation of necking and failure in the central area

In the compression test
In the compression test, however, the specimen is:

  • Cylindrical or prismatic, with flat, parallel faces
  • Small in size, to facilitate heating and reduce the required loads.

Below is an image showing two specimens, one subjected to a tensile test and one to a compression test.

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When using a compression test instead of a tensile test

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When the tensile test presents significant limitations, the compression test is used.
These limitations can be:

  • The absence of necking
  • A more realistic stress state
  • A study of plastic behavior

In short, the compression test is chosen when testing the strength of materials that do not withstand tensile stresses well, or when simulating the real-world behavior of a component subjected to crushing loads.

What are they?
During the compression test, friction between the plates and the specimen impedes the radial expansion of the material at the ends, generating friction cones.
Essentially, these are undeformed areas near the contact surfaces, while the deformation is concentrated in the central area.
The macroscopic result is the tumbling of the specimen.

Compression nonuniformities can be reduced using the following measures:
-effectively lubricating the contact surfaces
-selecting an appropriate D₀/h₀ ratio
-creating grooves on the faces of the specimen to trap the lubricant.
NOTE: The ratio
or D₀/h₀ is a geometric ratio of the specimen used in the axisymmetric compression test. In this ratio, D₀ is the initial diameter of the specimen, while h₀ is the initial height of the specimen.
In simple terms, we can say that this ratio describes how "stocky" or "slender" the specimen is before the test.

When is it advisable to perform a Ford test?

The Ford test is a compression test in a plane state of deformation and is particularly suitable when:
-the material is sheet metal,
-it is difficult to prepare an axisymmetric specimen,
-you want to simulate the cold rolling of strips.

This test is suitable when:

  • the material is sheet metal,
  • it is difficult to prepare an axisymmetric specimen,
  • you want to simulate the cold rolling of strips.

The Ford test can be used to study thin sheets, rolling processes, and materials that operate in a biaxial state of deformation.

Advantages
The main advantages of applying the Ford test are:

  • deformations up to 90%
  • absence of barreling
  • high reproducibility of results

We can summarize the three tests—tensile, compression, and Ford—as follows:

  • Tensile: useful for standard mechanical characterization.
  • Compression: essential for simulating real-world plastic processes.
  • Ford test: essential for sheet metal and rolling.

Conclusions
Compression testing is essential for determining whether a material is suitable for supporting compressive loads, such as those found in columns, foundations, or structural components. This type of mechanical test is widely used in the construction, aviation, and automotive industries.

History and Questions
A key historical point is 1880, when Tinius Olsen, a Norwegian engineer who emigrated to the US, designed and patented the first testing machine capable of performing both tensile and compression tests in the same apparatus.
Did you know that this machine, which marked a turning point in mechanical testing, was called the "Little Giant"?
In the early decades of the twentieth century, and especially after World War II, compression testing became established as a standard test.
Did you know that one of the main reasons for this was the need for formally codified compression tests?



ITALIAN

01-01-2026-Tecnologie e sistemi produttivi-La prova di compressione [EN]-[IT]

Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto
(codice lezione/articolo: EX_LS_22)

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immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot

Introduzione alla prova di compressione

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Come la prova di trazione anche la prova di compressione è una prova meccanica.
La prova di compressione serve per valutare come un materiale o componente reagisce a un carico assiale di schiacciamento.
In pratica, si applica una forza lungo l’asse verticale di un provino (spesso cilindrico o cubico) per misurare

  • La resistenza alla deformazione
  • Il carico massimo sopportabile prima della rottura
  • Il comportamento elastico e plastico del materiale

Differenza tra i provini della prova di trazione e della prova di compressione
Nella prova di trazione
Nella prova di trazione il provino ha una geometria normalizzata a “osso di cane”, con una zona utile a sezione ridotta.
Dalla forma assunta dal provino si può:
-localizzare la deformazione
-favorire l’innesco della strizione e la rottura nella zona centrale

Nella prova di compressione
Nella prova di compressione, invece, il provino è:
-cilindrico o prismatico, con facce piane e parallele,
-di piccole dimensioni, per facilitare il riscaldamento e ridurre i carichi richiesti.
Qui di seguito un'immagine dove si vedono due provini, uno sottoposto a prova di trazione ed uno a prova di compressione.

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Quando si ricorre ad una prova di compressione anziché di trazione

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Quando la prova di trazione presenta limiti significativi, si utilizza la prova di compressione.
I limiti possono essere:
-L’assenza di strizione
-Uno stato tensionale più realistico
-Uno studio del comportamento plastico

In sintesi, si sceglie la prova di compressione quando si vuole testare la resistenza di materiali che non sopportano bene la trazione, oppure quando si vuole simulare il comportamento reale di un componente sottoposto a carichi di schiacciamento.

Cosa sono?
Durante la prova di compressione, l’attrito tra piastre e provino ostacola l’espansione radiale del materiale alle estremità, questo genera i coni d’attrito.
Sostanzialmente sono zone indeformate in prossimità delle superfici di contatto, mentre la deformazione si concentra nella zona centrale.
Il risultato macroscopico è la barilottatura del provino.

Le disuniformità della compressione possono essere ridotte usando i seguenti accorgimenti:
-lubrificando efficacemente le superfici di contatto
-scegliendo un rapporto D₀/h₀ adeguato
-realizzando solchi sulle facce del provino per intrappolare il lubrificante.
NOTA: Il rapport
o D₀/h₀ è un rapporto geometrico del provino utilizzato nella prova di compressione assialsimmetrica. In questo rapporto D₀ è il diametro iniziale del provino, mentre h₀ è l’altezza iniziale del provino.
In parole semplici possiamo dire che questo rapporto descrive quanto il provino è “tozzo” o “snello” prima della prova.

Quando conviene eseguire una prova Ford?

La prova Ford è una prova di compressione in stato piano di deformazione ed è particolarmente indicata quando:
-il materiale è una lamiera,
-è difficile preparare un provino assialsimmetrico,
-si vuole simulare la laminazione a freddo dei nastri.

Questa prova è conveniente farla quando:
-il materiale è una lamiera,
-è difficile preparare un provino assialsimmetrico,
-si vuole simulare la laminazione a freddo dei nastri

Con la prova di Ford si possono fare studi sulle lamiere sottili, sui processi di laminazione e sui materiali che lavorano in stato biassiale di deformazione.

I vantaggi
I principali vantaggi che si hanno applicando la prova di Ford sono:

  • deformazioni fino al 90%
  • assenza di barilottatura
  • elevata riproducibilità dei risultati

Possiamo riassumere le tre prove di trazione, compressione e Ford come segue:
-Trazione: utile per caratterizzazione meccanica standard.
-Compressione: indispensabile per simulare le lavorazioni plastiche reali.
-Prova Ford: scelta obbligata per le lamiere e la laminazione.

Conclusioni
La prova di compressione è fondamentale per determinare se un materiale è adatto a sopportare carichi compressivi, come quelli presenti in colonne, fondazioni o componenti strutturali. Questa tipologia di prova meccanica è molto usata nel settore edilizio, in quello aeronautico e in quello automobilistico.

Cenni storici e domande
Un punto storico fondamentale è il 1880, quando Tinius Olsen, ingegnere norvegese emigrato negli USA, progettò e brevettò la prima macchina di prova capace di eseguire sia prove di trazione che di compressione nello stesso apparato.
Sapevate che questa macchina, che segnò una svolta nella sperimentazione meccanica, fu chiamata “Little Giant”?
Nei primi decenni del Novecento e specialmente nel secondo dopoguerra, la prova di compressione si è consolidata come test standard.
Sapevate che una delle ragioni principali per cui avvenne questo è stata proprio la necessità di avere delle prove di compressione formalmente codificate?

THE END

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