יחס חוזק/משקל

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	http://www.goodfellow.com/E/Polypropylene.html>
פוליאסטר / Polyester / PET	80	1.3–1.4	57–62		<ref>http://www.goodfellow.com/E/Polyethylene-terephthalate.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	[1]
ניילון	78	1.13	69.0	7.04	[2]
טיטניום	344	4.51	76	7.75	<ref>תבנית:Cite web</ref>
41xx פלדת כרומולי (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