Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Пито ма мі цність відношення максимально допустимих механічних напружень які матеріал здатен витримати без руйнування до

Питома міцність

Питома міцність

Пито́ма мі́цність — відношення максимально допустимих механічних напружень, які матеріал здатен витримати без руйнування, до густини матеріалу. Показує, наскільки міцною буде конструкція при заданому обмеженні на масу.

Одиниця вимірювання питомої міцності: м²/с².

Загальні поняття

Питома міцність характеризує вагову вигідність даного матеріалу у вигляді стрижня, що працює на розтяг-стиск, у порівнянні з іншими матеріалами при однаковій для усіх матеріалів міцності. При цьому вага стрижня буде обернено пропорційною до питомої міцності матеріалу.

Останнє положення без всяких застережень може застосовуватись до стрижнів, що працюють на розтяг, простий стиск та зсув. У випадках згину, кручення та поздовжнього згину формули питомої міцності базуються на додатковій умові геометричної подоби перерізів стрижнів з порівнюваних матеріалів.

Отже, при рівній міцності найлегшим за масою буде стрижень, матеріал якого має більшу питому міцність.

Питома міцність матеріалів особливо є важливою для авіабудування, ракетобудування, космічних апаратів. Тому, вона є найінформативнішою характеристикою при виборі матеріалу для конструктивних елементів літальних апаратів. Чим більшою є питома міцність матеріалу, тим меншу масу може мати елемент конструкції, що працює на розтяг або стискання. При виборі матеріалу для елемента із заздалегідь заданою формою (а іноді і певними розмірами) поперечного перерізу, що працює на згин, поздовжній згин або кручення, необхідно використовувати математичні вирази, що визначають питому міцність при цих видах навантажень

Якщо розділити питому міцність на прискорення вільного падіння, то отримаємо максимальну довжину нитки постійного перетину з даного матеріалу, яка може висіти вертикально вниз, без розривання під своєю власною вагою. Для сталей ця довжина становить величину до 25,9 км.

Порівняння характеристик різних матеріалів

Великий інтерес становить порівняльний аналіз питомої міцності різних конструкційних матеріалів. У наступній таблиці наведені результати обчислень питомої міцності деяких конструкційних матеріалів.

Питома міцність при розтягу конструкційних матеріалів
Матеріал Допустиме
напруження
(МПа)		 Густина
(г/см³)		 Питома міцність
(кН·м/кг)		 Довжина розривання
від власної ваги
(км)		 Джерело
Бетон 12 2,30 4,35 0,44
Ґума 15 0,92 16,3 1,66
Мідь 220 8,92 24,7 2,51
Бронза 580 8,55 67,8 6,91
Нейлон 78 1,13 69,0 7,04
Дуб 90 0,78-0,69 115-130 12-13
Поліпропілен 25-40 0,90 28-44 2,8-4,5
Магній 275 1,74 158 16,1
Алюміній 600 2,80 214 21,8
Неіржавна сталь 2000 7,86 254 25,9
Титан 1300 4.51 288 29,4
Бейніт 2500 7,87 321 32,4
Бальсове дерево (поздовжнє навантаження) 73 0,14 521 53,2
Сталевий дріт Scifer® 5500 7,87 706 71,2
Вуглепластик 1240 1,58 785 80,0
Нитка павутини 1400 1,31 1069 109
Волокно карбіду кремнію 3440 3,16 1088 110
Скловолокно 3400 2,60 1307 133
Базальтове волокно 4840 2,70 1790 183
залізний віскер перетином 1 мкм 14000 7,87 1800 183
2900 1,40 2071 211
KEVLAR®49 3000 1,44 2083 212
Вуглецеве волокно (AS4) 4300 1,75 2457 250
Надвисокомолекулярний поліетилен високої щільності
(англ. Ultra high molecular weight polyethylene, UHMWPE)		 3600 0,97 3711 378
Полімер Zylon® 5800 1,54 3766 384
Вуглецеві нанотрубки 62000 0,037-1,34 46268-N/A 4716-N/A
Колосальні вуглецеві трубки 6900 0,116 59483 6066

Див. також

Примітки

  1. Чумак П. И., Кривокрысенко В. Ф. 1991. — C. 87
  2. . group. Архів оригіналу за 30 грудня 2013. Процитовано 29 грудня 2013.
  3. . Архів оригіналу за 17 липня 2011. Процитовано 29 грудня 2013.
  4. . Архів оригіналу за 17 квітня 2019. Процитовано 29 грудня 2013.
  5. Mechanical Properties of Wood
  6. Polypropylene
  7. eFunda: Magnesium Alloys
  8. 52nd Hatfield Memorial Lecture: «Large Chunks of Very Strong Steel» [Архівовано 23 грудня 2012 у Archive.is] by H. K. D. H. Bhadeshia 2005
  9. Tropical Balsa Wood
  10. McGRAW-HILL ENCYCLOPEDIA OF Science & Technology, 8th Edition, (c)1997, vol. 1 p 375
  11. . Архів оригіналу за 4 квітня 2018. Процитовано 29 грудня 2013.
  12. Properties Of Basalt Fiber [ 4 січня 2014 у Wayback Machine.](англ.)
  13. (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 27 травня 2013. Процитовано 29 грудня 2013.
  14. Dyneema® Fibre
  15. Toyobo Co.,Ltd. (PDF). Архів оригіналу (free download PDF) за 26 квітня 2012. Процитовано 29 грудня 2013.
  16. Yu, Min-Feng; Lourie, O; Dyer, MJ; Moloni, K; Kelly, TF; Ruoff, RS (2000). Strength and Breaking Mechanism of Multiwalled Carbon Nanotubes Under Tensile Load. Science. 287 (5453): 637—640. Bibcode:2000Sci...287..637Y. doi:10.1126/science.287.5453.637. PMID 10649994.
  17. K.Hata. (PDF). Архів оригіналу (free download PDF) за 15 грудня 2018. Процитовано 29 грудня 2013.
  18. Peng, H.; Chen, D.; et al., Huang J.Y. та ін. (2008). Strong and Ductile Colossal Carbon Tubes with Walls of Rectangular Macropores. Phys. Rev. Lett. 101 (14): 145501. Bibcode:2008PhRvL.101n5501P. doi:10.1103/PhysRevLett.101.145501. PMID 18851539. {{}}: Явне використання «та ін.» у: |author= ()

Джерела

  • Чумак П. И., Кривокрысенко В. Ф. Расчет и проектирование сверхлегких самолетов. — М.: Патриот, 1991. — 238 с.

Посилання

  • Strength — Density Діаграми «Міцність-густина» на сайті факультету машинобудування Кембриджського університету

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Pito ma mi cnist vidnoshennya maksimalno dopustimih mehanichnih napruzhen yaki material zdaten vitrimati bez rujnuvannya do gustini materialu Pokazuye naskilki micnoyu bude konstrukciya pri zadanomu obmezhenni na masu Odinicya vimiryuvannya pitomoyi micnosti m s Zagalni ponyattyaPitoma micnist harakterizuye vagovu vigidnist danogo materialu u viglyadi strizhnya sho pracyuye na roztyag stisk u porivnyanni z inshimi materialami pri odnakovij dlya usih materialiv micnosti Pri comu vaga strizhnya bude oberneno proporcijnoyu do pitomoyi micnosti materialu Ostannye polozhennya bez vsyakih zasterezhen mozhe zastosovuvatis do strizhniv sho pracyuyut na roztyag prostij stisk ta zsuv U vipadkah zginu kruchennya ta pozdovzhnogo zginu formuli pitomoyi micnosti bazuyutsya na dodatkovij umovi geometrichnoyi podobi pereriziv strizhniv z porivnyuvanih materialiv Otzhe pri rivnij micnosti najlegshim za masoyu bude strizhen material yakogo maye bilshu pitomu micnist Pitoma micnist materialiv osoblivo ye vazhlivoyu dlya aviabuduvannya raketobuduvannya kosmichnih aparativ Tomu vona ye najinformativnishoyu harakteristikoyu pri vibori materialu dlya konstruktivnih elementiv litalnih aparativ Chim bilshoyu ye pitoma micnist materialu tim menshu masu mozhe mati element konstrukciyi sho pracyuye na roztyag abo stiskannya Pri vibori materialu dlya elementa iz zazdalegid zadanoyu formoyu a inodi i pevnimi rozmirami poperechnogo pererizu sho pracyuye na zgin pozdovzhnij zgin abo kruchennya neobhidno vikoristovuvati matematichni virazi sho viznachayut pitomu micnist pri cih vidah navantazhen Yaksho rozdiliti pitomu micnist na priskorennya vilnogo padinnya to otrimayemo maksimalnu dovzhinu nitki postijnogo peretinu z danogo materialu yaka mozhe visiti vertikalno vniz bez rozrivannya pid svoyeyu vlasnoyu vagoyu Dlya stalej cya dovzhina stanovit velichinu do 25 9 km Porivnyannya harakteristik riznih materialivVelikij interes stanovit porivnyalnij analiz pitomoyi micnosti riznih konstrukcijnih materialiv U nastupnij tablici navedeni rezultati obchislen pitomoyi micnosti deyakih konstrukcijnih materialiv Pitoma micnist pri roztyagu konstrukcijnih materialiv Material Dopustime napruzhennya MPa Gustina g sm Pitoma micnist kN m kg Dovzhina rozrivannya vid vlasnoyi vagi km Dzherelo Beton 12 2 30 4 35 0 44 Guma 15 0 92 16 3 1 66 Mid 220 8 92 24 7 2 51 Bronza 580 8 55 67 8 6 91 Nejlon 78 1 13 69 0 7 04 Dub 90 0 78 0 69 115 130 12 13 Polipropilen 25 40 0 90 28 44 2 8 4 5 Magnij 275 1 74 158 16 1 Alyuminij 600 2 80 214 21 8 Neirzhavna stal 2000 7 86 254 25 9 Titan 1300 4 51 288 29 4 Bejnit 2500 7 87 321 32 4 Balsove derevo pozdovzhnye navantazhennya 73 0 14 521 53 2 Stalevij drit Scifer 5500 7 87 706 71 2 Vugleplastik 1240 1 58 785 80 0 Nitka pavutini 1400 1 31 1069 109 Volokno karbidu kremniyu 3440 3 16 1088 110 Sklovolokno 3400 2 60 1307 133 Bazaltove volokno 4840 2 70 1790 183 zaliznij visker peretinom 1 mkm 14000 7 87 1800 183 2900 1 40 2071 211 KEVLAR 49 3000 1 44 2083 212 Vugleceve volokno AS4 4300 1 75 2457 250 Nadvisokomolekulyarnij polietilen visokoyi shilnosti angl Ultra high molecular weight polyethylene UHMWPE 3600 0 97 3711 378 Polimer Zylon 5800 1 54 3766 384 Vuglecevi nanotrubki 62000 0 037 1 34 46268 N A 4716 N A Kolosalni vuglecevi trubki 6900 0 116 59483 6066Div takozhMicnist Konstrukcijna micnist Teoriyi micnostiPrimitkiChumak P I Krivokrysenko V F 1991 C 87 group Arhiv originalu za 30 grudnya 2013 Procitovano 29 grudnya 2013 Arhiv originalu za 17 lipnya 2011 Procitovano 29 grudnya 2013 Arhiv originalu za 17 kvitnya 2019 Procitovano 29 grudnya 2013 Mechanical Properties of Wood Polypropylene eFunda Magnesium Alloys 52nd Hatfield Memorial Lecture Large Chunks of Very Strong Steel Arhivovano 23 grudnya 2012 u Archive is by H K D H Bhadeshia 2005 Tropical Balsa Wood McGRAW HILL ENCYCLOPEDIA OF Science amp Technology 8th Edition c 1997 vol 1 p 375 Arhiv originalu za 4 kvitnya 2018 Procitovano 29 grudnya 2013 Properties Of Basalt Fiber 4 sichnya 2014 u Wayback Machine angl PDF Arhiv originalu PDF za 27 travnya 2013 Procitovano 29 grudnya 2013 Dyneema Fibre Toyobo Co Ltd PDF Arhiv originalu free download PDF za 26 kvitnya 2012 Procitovano 29 grudnya 2013 Yu Min Feng Lourie O Dyer MJ Moloni K Kelly TF Ruoff RS 2000 Strength and Breaking Mechanism of Multiwalled Carbon Nanotubes Under Tensile Load Science 287 5453 637 640 Bibcode 2000Sci 287 637Y doi 10 1126 science 287 5453 637 PMID 10649994 K Hata PDF Arhiv originalu free download PDF za 15 grudnya 2018 Procitovano 29 grudnya 2013 Peng H Chen D et al Huang J Y ta in 2008 Strong and Ductile Colossal Carbon Tubes with Walls of Rectangular Macropores Phys Rev Lett 101 14 145501 Bibcode 2008PhRvL 101n5501P doi 10 1103 PhysRevLett 101 145501 PMID 18851539 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Yavne vikoristannya ta in u author dovidka DzherelaChumak P I Krivokrysenko V F Raschet i proektirovanie sverhlegkih samoletov M Patriot 1991 238 s ISBN 5 7030 0224 9PosilannyaStrength Density Diagrami Micnist gustina na sajti fakultetu mashinobuduvannya Kembridzhskogo universitetu

Дата публікації:
Топ