הבדלים בין גרסאות בדף "יחס חוזק/משקל"

גרסה מ־02:28, 17 באפריל 2019

יחס חוזק/משקלאו יחס חוזק למשקל, נקרא גם חוזק סגולי (באנגלית: specific strength, strength-to-weight ratio או strength/weight ratio או אפילו strength-to-mass ratio) הוא היחס בין החוזק של חומר (שמוגדר ככוח ליחידת שטח, או המאמץ ברגע הכשל) ובין הצפיפות שלו. בחומרים רכים כמו טקסטיל מדובר על כשל במשיכה. בחומרים קשים מדובר על כשל במשיכה או בדחיסה.

עוד דרך לתאר את החוזק הסגולי של חומר היא לבחון את האורך לכשל, או את אורך הנשיאה העצמי של החומר. נדמיין עמוד או מוט ארוך של החומר, שתלוי רק מלמעלה. ברור, שבאורך מספיק גדול, המקטע העליון לא יוכל לשאת את המשקל וייקרע. לצורך זה, הכוח שגורם לכשל הוא כוח הכבידה של כדור הארץ, שמחושב על פני כל האורך של עמודת החומר לקבלת המשקל בכשל. לדוגמה, חבל טיפוס ששוקל כ-60גרם למטר, יכול לשאת משקל של 2200קילוגרם, בערך. זה אומר שאורך הקריעה הנשיאה העצמי שלו הוא קצת יותר מ-36.5 ק״מ!

ברור, שחבל שלא יכול לשאת את משקלו העצמי לא יתפקד בכלל כחבל...

טבלת השוואה בין חומרים שונים

יחס חוזק/משקל של חומרים שונים
Material	חוזק לקריעה (MPa)	Density (g/cm³)	יחס חוזק/משקל (kN·m/kg)	אורך הנשיאה העצמי (km)	Source
בטון	2–5	2.30	5.22	0.44
גומי	15	0.92	16.3	1.66
נחושת	220	8.92	24.7	2.51
פוליפרופילן / PP	25–40	0.90	28–44	2.8–4.5	<ref>http://www.goodfellow.com/E/Polypropylene.html</ref>
(Poly)acrylonitrile-butadiene-styrene / ABS	41–45	1.05	39–43		<ref>http://www.goodfellow.com/E/Polyacrylonitrile-butadiene-styrene.html</ref>
פוליאסטר / Polyester / PET	80	1.3–1.4	57–62		<ref>http://www.goodfellow.com/E/Polyethylene-terephthalate.html</ref>
Piano wire / ASTM 228 Steel	1590-3340	7.8	204-428		<ref>http://www.matweb.com/search/datasheet_print.aspx?matguid=4bcaab41d4eb43b3824d9de31c2c6849</ref>
Polylactic acid / Polylactide / PLA	53	1.24	43		<ref>http://www.goodfellow.com/E/Polylactic-acid-Biopolymer.html</ref>
פלדה דלת פחמן (AISI 1010)	365	7.87	46.4	4.73	<ref>תבנית:Cite web</ref>
פלב״מ (נירוסטה) (304)	505	8.00	63.1	6.4	<ref>תבנית:Cite web</ref>
ברונזה	580	8.55	67.8	6.91	<ref name="roymech">תבנית:Cite web</ref>
ניילון	78	1.13	69.0	7.04	<ref>http://www.goodfellow.com/E/Polyamide-Nylon-6.html</ref>
טיטניום	344	4.51	76	7.75	<ref>תבנית:Cite web</ref>
CrMo Steel (4130)	560–670	7.85	71–85	7.27–8.70	<ref>תבנית:Cite web</ref><ref>תבנית:Cite web</ref>
6061 סגסוגת אלומיניום (6061-T6)	310	2.70	115	11.70	<ref>תבנית:Cite web</ref>
Oak	90	0.78–0.69	115–130	12–13	<ref>תבנית:Cite web</ref>
סגסוגת מגנזיום	275	1.74	158	16.1	<ref>תבנית:Cite web</ref>
סגסוגת אלומיניום (7075-T6)	572	2.81	204	20.8	<ref>תבנית:Cite web</ref>
סגסוגת טיטניום (Beta C)	1250	4.81	260	26.5	<ref>תבנית:Cite web</ref>
עץ בלזה	73	0.14	521	53.2	<ref>תבנית:Cite web</ref>
סיבי פחמן + אפוקסי	1240	1.58	785	80.0	<ref> McGRAW-HILL ENCYCLOPEDIA OF Science & Technology, 8th Edition, (c)1997, vol. 1 p 375</ref>
קורי עכביש	1400	1.31	1069	109
סיבי סיליקון fiber	3440	3.16	1088	110	<ref>Specialty Materials, Inc SCS Silicon Carbide Fibers</ref>
סיבי זכוכית	3400	2.60	1307	133	<ref name="vectran">תבנית:Cite web</ref>
קבלר	3620	1.44	2514	256	<ref name="ngcc">תבנית:Cite web</ref>
דיינימה (UHMWPE)	3600	0.97	3711	378	<ref>תבנית:Cite web</ref>
סיבי פחמן (Toray T1100G)	7000	1.79	3911	399	<ref name="Toray Composites Materials America, Co., Ltd.">תבנית:Cite web</ref>

הנתונים בטבלה אינם נתונים הנדסיים, והם רק על מנת לתת אומדן גס של היכולות של חומרים שונים, כמובן.

קישורים חיצוניים

Specific stiffness - Specific strength chart, University of Cambridge, Department of Engineering

@@ שורה 12: / שורה 12: @@
 {| class="wikitable sortable" style="text-align:right" style="margin: 1em auto 1em auto"
 |+ יחס חוזק/משקל של חומרים שונים
-! Material !! data-sort-type="number" | [[Tensile strength]] <br /> ([[Megapascal|MPa]])!! data-sort-type="number" |[[Density]] <br /> ([[Gram|g]]/[[Cubic centimetre|cm³]])!! data-sort-type="number" | Specific strength<br /> ([[Kilonewton|kN]]·[[Metre|m]]/[[Kilogram|kg]]) !! data-sort-type="number" |Breaking length <br />([[Kilometre|km]]) !! Source
+! Material !! data-sort-type="number" | [[חוזק לקריעה]] <br /> ([[Megapascal|MPa]])!! data-sort-type="number" |[[Density]] <br /> ([[Gram|g]]/[[Cubic centimetre|cm³]])!! data-sort-type="number" | יחס חוזק/משקל<br /> ([[Kilonewton|kN]]·[[Metre|m]]/[[Kilogram|kg]]) !! data-sort-type="number" |אורך הנשיאה העצמי <br />([[Kilometre|km]]) !! Source
 |- align="right"
 | align="left"| בטון || 2–5 || 2.30 || 5.22 || 0.44 ||
@@ שורה 45: / שורה 45: @@
 |- align="right"
 | align="left"| [[Oak]] || 90 || 0.78–0.69 || 115–130 || 12–13 || <ref>{{cite web |url=http://www.io.tudelft.nl/research/dfs/idemat/Onl_db/Id192p.htm |title=Environmental data: Oak wood |accessdate=2006-04-17 |deadurl=bot: unknown |archiveurl=https://web.archive.org/web/20071009144917/http://www.io.tudelft.nl/research/dfs/idemat/Onl_db/Id192p.htm |archivedate=9 October 2007 |df= }}</ref>
-|- align="right"
-| align="left"| [[Inconel]] (X-750) || 1250 || 8.28 || 151 || 15.4 || <ref>{{Cite web|title = ASM Material Data Sheet|url = http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=NINC35|website = asm.matweb.com|accessdate = 2015-10-20}}</ref>
 |- align="right"
 | align="left"| סגסוגת מגנזיום || 275 || 1.74 || 158 || 16.1 || <ref>{{cite web|url=http://www.efunda.com/Materials/alloys/magnesium/properties.cfm|title=eFunda: Typical Properties of Magnesium Alloys|publisher=}}</ref>
@@ שורה 53: / שורה 51: @@
 |- align="right"
 | align="left" | סגסוגת טיטניום (Beta C) || 1250 || 4.81 || 260 || 26.5 || <ref>{{cite web|title = AZo Materials Data Sheet|url = http://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=1843|website = azom.com|accessdate = 2016-11-14}}</ref>
-|- align="right"
-| align="left"| [[Bainite]] || 2500 || 7.87 || 321 || 32.4 || <ref name="Bhadeshia">
-[https://web.archive.org/web/20060828062831/http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2005/chunk.html 52nd Hatfield Memorial Lecture: "Large Chunks of Very Strong Steel"] by H. K. D. H. Bhadeshia 2005. [https://archive.is/20121223005514/http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2005/chunk.html on archive.is]
-</ref>
 |- align="right"
 | align="left"| עץ בלזה || 73 || 0.14 || 521 || 53.2 || <ref>{{cite web|url=http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=368427cdadb34b10a66b55c264d49c23|title=MatWeb - The Online Materials Information Resource|work=matweb.com}}</ref>
@@ שורה 65: / שורה 59: @@
 | align="left"| קורי עכביש || 1400 || 1.31 || 1069 || 109 ||
 |- align="right"
-| align="left"| [[Silicon carbide]] fiber || 3440 || 3.16 || 1088 || 110 || <ref>[http://www.specmaterials.com/silicarbsite.htm Specialty Materials, Inc SCS Silicon Carbide Fibers]</ref>
+| align="left"| סיבי סיליקון fiber || 3440 || 3.16 || 1088 || 110 || <ref>[http://www.specmaterials.com/silicarbsite.htm Specialty Materials, Inc SCS Silicon Carbide Fibers]</ref>
-|- align="right"
-| align="left"| [[Glass fiber]] || 3400 || 2.60 || 1307 || 133 || <ref name="vectran">{{cite web |url = http://www.vectranfiber.com/properties/tensile-properties/|title = Vectran|publisher = Vectran Fiber, Inc.}}</ref>
 |- align="right"
-| align="left"| [[Basalt fiber]] || 4840 || 2.70 || 1790 || 183 || <ref>{{cite web|url=http://www.rwcarbon.com|title=RWcarbon.com - The Source for BMW & Mercedes Carbon Fiber Aero Parts|work=rwcarbon.com}}</ref>
+| align="left"| סיבי זכוכית || 3400 || 2.60 || 1307 || 133 || <ref name="vectran">{{cite web |url = http://www.vectranfiber.com/properties/tensile-properties/|title = Vectran|publisher = Vectran Fiber, Inc.}}</ref>
 |- align="right"
-| align="left"| 1 μm [[iron]] [[Monocrystalline whisker|whiskers]] || 14000 || 7.87 || 1800 || 183 || <ref name="Bhadeshia" />
+| align="left"| [[קבלר]] || 3620 || 1.44 || 2514 || 256 || <ref name="ngcc">{{cite web |url=http://www.ngcc.org.uk/info/ch1.html |title=Network Group for Composites in Construction: Introduction to Fibre Reinforced Polymer Composites |accessdate=2006-04-17 |deadurl=bot: unknown |archiveurl=https://web.archive.org/web/20060118112908/http://www.ngcc.org.uk/info/ch1.html |archivedate=January 18, 2006 |df= }}</ref>
-|- align="right"
-| align="left"| [[Vectran]] || 2900 || 1.40 || 2071 || 211 || <ref name="vectran" />
-|- align="right"
-| align="left"| [[Carbon fiber]] (AS4) || 4300 || 1.75 || 2457 || 250 || <ref name="vectran" />
-|- align="right"
-| align="left"| [[Kevlar]] || 3620 || 1.44 || 2514 || 256 || <ref name="ngcc">{{cite web |url=http://www.ngcc.org.uk/info/ch1.html |title=Network Group for Composites in Construction: Introduction to Fibre Reinforced Polymer Composites |accessdate=2006-04-17 |deadurl=bot: unknown |archiveurl=https://web.archive.org/web/20060118112908/http://www.ngcc.org.uk/info/ch1.html |archivedate=January 18, 2006 |df= }}</ref>
 |- align="right"
 | align="left"| [[דיינימה]] ([[Ultra-high-molecular-weight polyethylene|UHMWPE]]) || 3600 || 0.97 || 3711 || 378 || <ref>{{cite web |title= Dyneema Fact sheet | publisher = [[DSM (Company)|DSM]] |url= http://www.dsm.com/products/dyneema/en_GB/home.html |date= {{date|2008-01-01}} }}</ref>
-|- align="right"
-| align="left"| [[Zylon]] || 5800 || 1.54 || 3766 || 384 || <ref name="Toyobo Co., Ltd.">{{Cite web|author=Toyobo Co., Ltd.|title=ザイロン®(PBO 繊維)技術資料 (2005)|url=http://www.toyobo.co.jp/seihin/kc/pbo/technical.pdf|format=free download PDF|deadurl=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120426001116/http://www.toyobo.co.jp/seihin/kc/pbo/technical.pdf|archivedate=2012-04-26|df=}}</ref>
 |- align="right"
 | align="left"| סיבי פחמן (Toray T1100G) ||7000 ||1.79 ||3911 || 399 ||<ref name="Toray Composites Materials America, Co., Ltd.">{{Cite web|author=Toray Composites Materials America, Co., Ltd.
 |title=T1100S, INTERMEDIATE MODULUS CARBON FIBER|url=https://www.toraycma.com/file_viewer.php?id=5136|format=free download PDF}}</ref>
-|- align="right"
-| align="left"| [[Carbon nanotube]] (see note below) || 62000 || 0.037–1.34 || 46268–N/A || 4716–N/A || <ref name="Strength and Breaking">{{Cite journal |first1=Min-Feng |last1=Yu |date=28 January 2000 |title=Strength and Breaking Mechanism of Multiwalled Carbon Nanotubes Under Tensile Load |doi=10.1126/science.287.5453.637 |journal=Science |volume=287 |issue=5453 |pages=637–640 |pmid=10649994 |last2=Lourie |first2=Oleg |last3=Dyer |first3=Mark J. |last4=Moloni |first4=Katerina |last5=Kelly |first5=Thomas F. |last6=Ruoff |first6=Rodney S. |bibcode=2000Sci...287..637Y |url=http://www.bimat.org/assets/pdf/00_287yu.pdf}}</ref><ref name="K.Hata">{{Cite web|author=K.Hata|title=From Highly Efficient Impurity-Free CNT Synthesis to DWNT forests, CNTsolids and Super-Capacitors |url=http://www.nanocarbon.jp/english/research/image/review.pdf |doi=10.1117/12.716279}}</ref>
-|- align="right"
-| align="left"| Miralon [[carbon nanotube]] yarn C-series || 1375 || 0.7–0.9 || 1100 || 112 || <ref name="NanoComp">{{Cite web|author=NanoComp Technologies Inc. |title=Miralon Yarn |url=https://cdn2.hubspot.net/hubfs/339583/Offers/Miralon_Yarn.pdf}}</ref>
-|- align="right"
-| align="left"| [[Colossal carbon tube]] || 6900 || .116 || 59483 || 6066 || <ref name="CCT">{{cite journal |author1=Peng, H. |author2=Chen, D. |author3=et al., Huang J.Y. | year = 2008 | title = Strong and Ductile Colossal Carbon Tubes with Walls of Rectangular Macropores | journal = Phys. Rev. Lett. | volume = 101 | issue = 14 | pages = 145501 | doi = 10.1103/PhysRevLett.101.145501 | pmid = 18851539 | bibcode=2008PhRvL.101n5501P|display-authors=etal}}</ref>
-|- align="right"
-| align="left"| [[Graphene]] || 130500 || 2.090 <!--0.7e-6/0.335e-9 --> || 62453 ||  6366 || <ref name="nobelprize.org">{{cite web |url=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2010/advanced-physicsprize2010.pdf |title=2010 Nobel Physics Laureates |publisher=nobelprize.org}}</ref>
-|- align="right"
-| align="left"| Fundamental limit ||  ||  ||{{val|9|e=13}} ||{{val|9.2|e=12}} || <ref name="Brown 2012">{{cite journal |last=Brown |first=Adam R. |arxiv=1207.3342 |title=Tensile Strength and the Mining of Black Holes |date=2012 |version= |doi=10.1103/PhysRevLett.111.211301 |volume=111 |issue=21 |journal=Physical Review Letters |bibcode=2013PhRvL.111u1301B}}</ref>
 |- align="right"
 |}

הבדלים בין גרסאות בדף "יחס חוזק/משקל"

גרסה מ־02:28, 17 באפריל 2019

טבלת השוואה בין חומרים שונים

קישורים חיצוניים

תפריט ניווט

כלים אישיים

גרסאות שפה

מרחבי שם

חיפוש

עוד

צפיות

ניווט

תיבת כלים

תרומה