יחס חוזק/משקל

מתוך Climbing_Encyclopedia
גרסה מ־05:57, 17 באפריל 2019 מאת מיכה יניב (שיחה | תרומות) (טבלת השוואה בין חומרים שונים)
(הבדל) → הגרסה הקודמת | הגרסה האחרונה (הבדל) | הגרסה הבאה ← (הבדל)
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

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

[1]

פוליאסטר / Polyester / PET 80 1.3–1.4 57–62

[2]

פלדה דלת פחמן (AISI 1010) 365 7.87 46.4 4.73

[3]

פלב״מ (נירוסטה) (304) 505 8.00 63.1 6.4

[4]

ברונזה 580 8.55 67.8 6.91 [5]
ניילון 78 1.13 69.0 7.04 [6]
טיטניום 344 4.51 76 7.75

[7]

41xx פלדת כרומולי (4130) 560–670 7.85 71–85 7.27–8.70

[8]

6061 סגסוגת אלומיניום (6061-T6) 310 2.70 115 11.70

[9]

עץ אלון 90 0.78–0.69 115–130 12–13

[10]

סגסוגת מגנזיום 275 1.74 158 16.1

[11]

סגסוגת אלומיניום (7075-T6) 572 2.81 204 20.8

[12]

סגסוגת טיטניום (Beta C) 1250 4.81 260 26.5

[13]

עץ בלזה 73 0.14 521 53.2

[14]

סיבי פחמן + אפוקסי 1240 1.58 785 80.0

McGRAW-HILL ENCYCLOPEDIA OF Science & Technology, 8th Edition, (c)1997, vol. 1 p 375

קורי עכביש 1400 1.31 1069 109
סיבי סיליקון 3440 3.16 1088 110

[15]

סיבי זכוכית 3400 2.60 1307 133

[16]

קבלר 3620 1.44 2514 256

[17]

דיינימה (Ultra-high-molecular-weight polyethylene: UHMWPE) 3600 0.97 3711 378

[18]

סיבי פחמן (Toray T1100G) 7000 1.79 3911 399

[www.toraycma.com/file_viewer.php?id=5136]

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

קישורים חיצוניים


תרמו לדף זה: מיכה יניב ואחרים...