Rezistența specifică - rezistența la tracțiune a unui material, raportată la densitatea acestuia . Arată cât de puternică va fi structura pentru o anumită masă.
Unitatea de măsură este m² / s² .
Rezistența specifică caracterizează avantajul de greutate al unui material dat sub forma unei tije de tracțiune-compresie în comparație cu alte materiale cu aceeași rezistență pentru toate materialele. În acest caz, greutatea tijei va fi invers proporțională cu rezistența specifică a materialului. Ultima prevedere fără rezerve poate fi aplicată tijelor care lucrează în tensiune, compresie simplă și forfecare. În cazurile de încovoiere, torsiune și flambaj, formulele de rezistență specifice se bazează pe o condiție suplimentară de similitudine geometrică a secțiunilor tijelor din materialele comparate. În consecință, cu rezistență egală, o tijă al cărei material are o rezistență specifică mai mare va fi ușoară în masă.
Rezistența specifică a materialelor este deosebit de importantă pentru industria aeronautică, știința rachetelor și navele spațiale. Prin urmare, este dat în caracteristicile atunci când alegeți un material pentru elementele structurale ale aeronavei. Cu cât rezistența specifică a materialului este mai mare, cu atât mai puțină masă poate avea elementul structural, lucrează în tensiune sau compresiune. Atunci când alegeți un material pentru un element cu o formă predeterminată (și uneori anumite dimensiuni) a secțiunii transversale, lucrând în încovoiere, flambaj sau torsiune, este necesar să folosiți expresii matematice care determină rezistența specifică pentru aceste tipuri de sarcini. [unu]
Dacă împărțim puterea specifică la accelerația gravitațională , atunci obținem lungimea maximă a unui fir dintr-un material de secțiune transversală constantă, care într-un câmp gravitațional uniform poate atârna vertical în jos, fără a se rupe sub propria greutate. Pentru oțeluri, această lungime este de până la 26 km [2] .
Material | Stresul admisibil, MPa | Densitate, g/cm³ | Rezistența specifică, (kN m/kg | Lungimea decalajului din propria greutate, km | Sursă |
---|---|---|---|---|---|
Beton | 12 | 2.30 | 4.35 | 0,44 | |
Cauciuc | cincisprezece | 0,92 | 16.3 | 1,66 | |
Cupru | 220 | 8,92 | 24.7 | 2.51 | |
Bronz | 580 | 8.55 | 67,8 | 6,91 | [3] |
Nailon | 78 | 1.13 | 69,0 | 7.04 | [patru] |
Stejar | 90 | 0,78-0,69 | 115-130 | 12-13 | [5] |
Polipropilenă | 25-40 | 0,90 | 28-44 | 2,8—4,5 | [6] |
Magneziu | 275 | 1,74 | 158 | 16.1 | [7] |
Aluminiu | 600 | 2,80 | 214 | 21.8 | [opt] |
Oţel inoxidabil | 2000 | 7,86 | 254 | 25.9 | [opt] |
Titan | 1300 | 4,51 | 288 | 29.4 | [opt] |
Beinit | 2500 | 7,87 | 321 | 32.4 | [9] |
Balsa | 73 | 0,14 | 521 | 53.2 | [zece] |
Sârmă de oțel Scifer | 5500 | 7,87 | 706 | 71.2 | [9] |
CFRP | 1240 | 1,58 | 785 | 80,0 | [unsprezece] |
fir de pânză de păianjen | 1400 | 1.31 | 1069 | 109 | |
fibră de carbură de siliciu | 3440 | 3.16 | 1088 | 110 | [12] |
Fibra de sticla | 3400 | 2,60 | 1307 | 133 | [opt] |
Fibră de bazalt | 4840 | 2,70 | 1790 | 183 | [13] |
Mustata de fier 1 micron | 14 000 | 7,87 | 1800 | 183 | [9] |
Vectran | 2900 | 1.40 | 2071 | 211 | [opt] |
Kevlar49 | 3000 | 1.44 | 2083 | 212 | [paisprezece] |
Fibră de carbon (AS4) | 4300 | 1,75 | 2457 | 250 | [opt] |
Polietilenă cu greutate moleculară ultra mare de înaltă densitate | 3600 | 0,97 | 3711 | 378 | [cincisprezece] |
Polimer Zylon | 5800 | 1,54 | 3766 | 384 | [16] |
nanotuburi de carbon | 62 000 | 0,037-1,34 | peste 46 268 | peste 4716 | [17] [18] |
Tuburi de carbon colosale | 6900 | 0,116 | 59 483 | 6066 | [19] |