Özgül dayanım

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Özgül dayanım, yoğunluğa göre bölünmüş bir malzemenin gücü anlamına gelir (arızada birim alan başına kuvvet). Aynı zamanda direnç-ağırlık oranı veya mukavemet/ağırlık oranı veya dayanım-kütle oranı olarak da bilinir. Elyaf veya dokuma uygulamalarında, dayanıklılık, belirli bir gücün olağan ölçüsüdür. Özgül dayanım için SI birimi Pa m3/kg veya Nm/kg'dır, bu boyutsal olarak m2/s2'ye eşdeğerdir, ancak ikinci biçim nadiren kullanılır. Özgül dayanım, özgül enerji (spesifik enerji) ile aynı birime sahiptir ve bir nesnenin merkezkaç kuvveti nedeniyle ayrılmadan sahip olabileceği en yüksek dönme enerjisi ile ilgilidir.

Belirli gücü tanımlamanın bir başka yolu, kendi kendine destek uzunluğu olarak da bilinen kırılım uzunluğudur: malzemenin dikey bir sütununun en yüksek uzunluğu (sabit bir enine kesit varsayılarak), yalnızca üstte desteklendiğinde kendi ağırlığını askıya alabilir. Bu ölçüm için, ağırlık tanımı, malzemenin tüm uzunluğuna uygulanan, yükseklikle azalmayan, dünya yüzeyindeki yerçekimi kuvvetidir (standart yerçekimi, 9.80665 m/s2). Bu kullanım, belirli özel elyaf veya tekstil uygulamalarında daha yaygındır.

En yüksek özgül dayanımlara sahip malzemeler tipik olarak karbon fiber, cam elyafı ve çeşitli polimerler gibi elyaflardır ve bunlar sıklıkla kompozit malzemeler (örneğin karbon fiber-epoksi) üretmek için kullanılır. Bu malzemeler ve titanyum, alüminyum, magnezyum ve yüksek dayanımlı çelik alaşımları gibi diğerleri, ağırlık kazanımının daha yüksek malzeme maliyetine bedel olduğu havacılık ve diğer uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Dayanım ve sertlik kavramlarının farklı olduğunu unutmayın. Her ikisi de verimli ve güvenli yapıların tasarımında önemlidir.

Örnekler[değiştir | kaynağı değiştir]

Çeşitli malzemelerin özgül gerilme dayanımı
Malzeme Gerilme direnci
(MPa)		 Yoğunluk
(g/cm³)		 Özgül dayanım
(kN·m/kg)		 Kırılma uzunluğu
(km)		 Kaynak
Beton 2–5 2.30 5.22 0.44
Kauçuk 15 0.92 16.3 1.66
Bakır 220 8.92 24.7 2.51
Polipropilen / PP 25–40 0.90 28–44 2.8–4.5 [1]
(Poli) Akrilonitril bütadien stiren / ABS 41–45 1.05 39–43 [2]
Polietilen tereftalat / Polyester / PET 80 1.3–1.4 57–62 [3]
Piyano teli / ASTM 228 Çeliği 1590-3340 7.8 204-428 [4]
Polilaktik asit / Polilaktid/ PLA 53 1.24 43 [5]
Düşük karbonlu çelik (AISI 1010) 365 7.87 46.4 4.73 [6]
Paslanmaz çelik (304) 505 8.00 63.1 6.4 [7]
Pirinç 580 8.55 67.8 6.91 [8]
Naylon 78 1.13 69.0 7.04 [9]
Titanyum 344 4.51 76 7.75 [10]
CrMo Çelik (4130) 560–670 7.85 71–85 7.27–8.70 [11][12]
Alüminyum alaşım (6061-T6) 310 2.70 115 11.70 [13]
Meşe 90 0.78–0.69 115–130 12–13 [14]
Inconel (X-750) 1250 8.28 151 15.4 [15]
Magnezyum alaşımı 275 1.74 158 16.1 [16]
Alüminyum alaşımı (7075-T6) 572 2.81 204 20.8 [17]
Titanyum alaşımı (Beta C) 1250 4.81 260 26.5 [18]
Beynit 2500 7.87 321 32.4 [19]
Balza 73 0.14 521 53.2 [20]
Karbon-epoksi kompozit 1240 1.58 785 80.0 [21]
Örümcek ağı 1400 1.31 1069 109
Silisyum karbür lifi 3440 3.16 1088 110 [22]
Cam elyafı 3400 2.60 1307 133 [23]
Bazalt lifi 4840 2.70 1790 183 [24]
1 μm demir whiskers 14000 7.87 1800 183 [19]
Vectran 2900 1.40 2071 211 [23]
Karbon fiber (AS4) 4300 1.75 2457 250 [23]
Kevlar 3620 1.44 2514 256 [25]
Dyneema (UHMWPE) 3600 0.97 3711 378 [26]
Zylon 5800 1.54 3766 384 [27]
Karbon fiber (Toray T1100G) 7000 1.79 3911 399 [28]
Karbon nanotüp (aşağıdaki nota bakınız) 62000 0.037–1.34 46268–N/A 4716–N/A [29][30]
Miralon karbon nanotüp ipliği C serisi 1375 0.7–0.9 1100 112 [31]
Devasa karbon tüpü 6900 0.116 59483 6066 [32]
Grafen 130500 2.090 62453 6366 [33]
Temel sınırı 9×1013 9,2×1012 [34]

Bu tablonun verileri en iyi durumlardan alınmıştır ve kabaca bir rakam vermek için oluşturulmuştur.

  • Not: Çok duvarlı karbon nanotüpler henüz ölçülmüş olan herhangi bir malzemenin en yüksek çekme dayanımına sahiptir, laboratuvarlar bunları 63 GPa'lık bir çekme dayanımında üretmektedir,[29] 300 GPa teorik sınırlarının oldukça altındadır. Yayınlanan çekme dayanımında ilk nanotüp ip (20 mm uzunluğunda) sonuçları (2000 yılında) yine teorik sınırlarının oldukça altında, 3.6 GPa'lık bir güce sahipti.[35] Yoğunluk, üretim yöntemine bağlı olarak farklıdır ve en düşük değer 0.037 veya 0.55 (katı)'dir.[30]

'Yuri' ve uzay halatları[değiştir | kaynağı değiştir]

Uluslararası Uzay Asansörü Konsorsiyumu, belirli bir gücü tanımlayan SI birimleri için bir ad olarak "Yuri"'yi önerdi. Uzay asansörü kablo malzemelerinin tanımında özgül dayanım temel öneme sahiptir. Bir Yuri, gerilim altındaki bir malzemenin yoğunluk birimi başına verim gerilmesi (veya kırılma gerilmesi) için SI birimi olarak tasarlanmıştır. Yani, bir Yuri'nin birimleri Pa m3/kg'dır. Bu birim, gerilim altındaki halatın doğrusal yoğunluğu başına kırılma/çekme kuvveti olan bir N m / kg'a eşittir.[36][37] İşlevsel bir Dünya uzay asansörü 30-80 MegaYuri'lik (3100–8200 km kesme uzunluğuna karşılık gelen) bir bağ gerektirecektir.[38]

Belirli bir dayanımda temel sınır[değiştir | kaynağı değiştir]

Boş enerji koşulu, herhangi bir malzemenin özgül dayanımına temel bir sınır koyar. Özgül dayanım c2 ~ 9×1013kN · m/kg'dan daha büyük olmayacak şekilde sınırlanmıştır, burada c ışık hızıdır. Bu sınır, elektrik ve manyetik alan çizgileri, QCD akı tüpleri ve sicim teorisi tarafından varsayılan temel dizgilerle elde edilir.[kaynak belirtilmeli]

Dayanıklılık (dokuma gücü)[değiştir | kaynağı değiştir]

Bu madde lif kuvvetinin ölçüsü hakkındadır. jeolojik terim için Dayanıklılık (maden bilimi) sayfasına bakınız. herbisit için Mezotrion sayfasına bakınız. diğer kullanımlar için, Yapışkan sayfasına bakınız.

Dayanıklılık, bir elyafın veya ipliğin dayanımının alışılmış ölçüsüdür. Genellikle, deniye tarafından bölünen lifin (gram-kuvvet birimlerinde) nihai (kopma) kuvveti olarak tanımlanır. Deniye, doğrusal yoğunluğun bir ölçüsü olduğundan, dayanıklılık birim alan başına bir kuvvet ölçüsü değil, özgül dayanıma benzer bir yarı boyutsuz ölçü birimi olarak kullanılır.[39]

değerinde bir dayanıklılık:[kaynak belirtilmeli]

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ "Polypropylene (PP) Material Information". 7 Ağustos 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  2. ^ "Polyacrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) Material Information". 20 Aralık 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  3. ^ "Polyethylene terephthalate (Polyester, PET, PETP) Material Information". 17 Nisan 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  4. ^ "ASTM A228 Steel (UNS K08500)". matweb.com. MatWeb, LLC. 19 Ocak 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  5. ^ "Polylactic acid - Biopolymer ( PLA ) Material Information". goodfellow.com. Goodfellow. 2019. 29 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Ekim 2019. 
  6. ^ "AISI 1010 Steel, cold drawn" [AISI 1010 Çeliği, soğuk çekme]. matweb.com. MatWeb, LLC. 18 Nisan 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Ekim 2015. 
  7. ^ "ASM Material Data Sheet: AISI Type 304 Stainless Steel" [ASM Malzeme Veri Sayfası: AISI 304 Tipi Paslanmaz Çelik]. asm.matweb.com. MatWeb, LLC., ASM Aerospace Specification Metals, Inc. 1 Ekim 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Ekim 2015. 
  8. ^ "Properties of Copper Alloys" [Bakır Alaşımlarının Özellikleri]. roymech.co.uk. Roymech. 30 Mart 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  9. ^ "Polyamide - Nylon 6 ( PA 6 ) Material Information" [Polyamid - Naylon 6 (PA 6) Malzeme Bilgisi]. goodfellow.com. Goodfellow. 2019. 17 Nisan 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Ekim 2019. 
  10. ^ "ASM Material Data Sheet: Titanium Grade 2" [ASM Malzeme Veri Sayfası: Seviye 2 Titanium]. asm.matweb.com. MatWeb, LLC., ASM Aerospace Specification Metals, Inc. 22 Mart 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Kasım 2016. 
  11. ^ "ASM Material Data Sheet: AISI 4130 Steel, normalized at 870°C (1600°F)" [ASM Malzeme Veri Sayfası: AISI 4130 Çeliği, 870°C'de (1600°F) olağanlaştırılmış]. asm.matweb.com. MatWeb, LLC. 6 Nisan 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Ağustos 2016. 
  12. ^ "ASM Material Data Sheet: AISI 4130 Steel, annealed at 865°C (1590°F) (1585°F), furnaced cooled 11°C (20°F)/hour to 680°C (1255°F), air cooled, 25 mm (1 in.) round" [ASM Malzeme Veri Sayfası: AISI 4130 Çeliği, 865°C'de (1590°F) (1585°F) fırınlanmış soğutulmuş 11°C (20°F)/saat ila 680°C (1255°F) arasında soğutulmuş, hava soğutmalı, 25 mm (1 inç) rulo]. asm.matweb.com. MatWeb, LLC., ASM Aerospace Specification Metals, Inc. 15 Mart 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Ağustos 2016. 
  13. ^ "ASM Material Data Sheet: Aluminum 6061-T6; 6061-T651" [ASM Malzeme Veri Sayfası: Alüminyum 6061-T6; 6061-T651]. asm.matweb.com. MatWeb, LLC., ASM Aerospace Specification Metals, Inc. 22 Ekim 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Ağustos 2016. 
  14. ^ "Environmental data: Oak wood" [Çevresel veri: Meşe ağacı]. 9 Ekim 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2006. 
  15. ^ "ASM Material Data Sheet: Special Metals INCONEL® Alloy X-750" [ASM Malzeme Veri Sayfası: Özel Metaller INCONEL® Alloy X-750]. asm.matweb.com. 4 Ekim 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Ekim 2015. 
  16. ^ "Properties of Typical Magnesium Alloys" [Tipik Magnezyum Alaşımlarının Özellikleri]. efunda.com. eFunda, Inc. 13 Mart 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  17. ^ "ASM Material Data Sheet: Aluminum 7075-T6; 7075-T651" [ASM Malzeme Veri Sayfası: Alüminyum 7075-T6; 7075-T651]. asm.matweb.com. MatWeb, LLC., ASM Aerospace Specification Metals, Inc. 16 Ekim 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Ekim 2015. 
  18. ^ "AZo Materials Data Sheet: Titanium Alloys - Ti3Al8V6Cr4Mo4Zr Grade 19 and 20" [AZo Malzeme Veri Sayfası: Titanyum Alaşımları - Ti3Al8V6Cr4Mo4Zr Sınıf 19 ve 20]. azom.com. 23 Haziran 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Kasım 2016. 
  19. ^ a b H. K. D. H. Bhadeshia (2005). "52nd Hatfield Memorial Lecture: Large Chunks of Very Strong Steel" [52. Hatfield Anıtı Anlatımı: Çok Güçlü Çelikten Büyük Parçalar]. 12 Nisan 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Ekim 2019. 
  20. ^ "Tropical Balsa Wood" [Tropikal Balza Ağacı]. matweb.com. MatWeb, LLC. 2 Nisan 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  21. ^ McGRAW-HILL ENCYCLOPEDIA OF Science & Technology, 8th Edition, (c)1997, vol. 1 p 375
  22. ^ "Specialty Materials, Inc., SCS Silicon Carbide Fibers" [Specialty Materials, Inc., SCS Silisyum Karbür Lifleri]. specmaterials.com. Specialty Materials, Inc. 4 Nisan 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  23. ^ a b c "Vectran" [Vectran ™]. Vectran Fiber, Inc. 8 Temmuz 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  24. ^ "The Source for BMW & Mercedes Carbon Fiber Aero Parts" [BMW ve Mercedes Karbon Fiber Aero Parçalarının Kaynağı]. rwcarbon.com. 3 Mayıs 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mart 2020. 
  25. ^ "Network Group for Composites in Construction: Introduction to Fibre Reinforced Polymer Composites" [Yapılarda Kompozitler İçin Ağ Grubu: Fiber Takviyeli Polimer Kompozitlere Giriş]. 18 Ocak 2006 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2006. 
  26. ^ "Dyneema Fact sheet" [Dyneema Bilgi sayfası]. dsm.com. DSM. 1 Ocak 2008. 8 Ağustos 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  27. ^ "ザイロン®(PBO 繊維)技術資料 (2005)" [Zylon®(PBO elyafı)Teknik belgeler (2005)] (PDF). toyobo.co.jp (Japonca). Toyobo Co., Ltd. 26 Nisan 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  28. ^ "T1100S, INTERMEDIATE MODULUS CARBON FIBER" [T1100S, ARA MODÜLLÜ KARBON FİBER]. toraycma.com. Toray Composites Materials America, Co., Ltd. 17 Eylül 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  29. ^ a b Yu, Min-Feng; Lourie, Oleg; Dyer, Mark J.; Moloni, Katerina; Kelly, Thomas F.; Ruoff, Rodney S. (28 Ocak 2000). "Strength and Breaking Mechanism of Multiwalled Carbon Nanotubes Under Tensile Load" [Çekme Yükü Altında Çok Duvarlı Karbon Nanotüplerin Dayanım ve Kırılma Mekanizması] (PDF). Science. 287 (5453). ss. 637-640. Bibcode:2000Sci...287..637Y. doi:10.1126/science.287.5453.637. PMID 10649994. 4 Mart 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  30. ^ a b K. Hata. "From Highly Efficient Impurity-Free CNT Synthesis to DWNT forests, CNTsolids and Super-Capacitors" [Yüksek Verimli Katışıklık İçermeyen CNT Sentezinden DWNT ormanlarına, CNTsolids ve Süper Kapasitörlere] (PDF). doi:10.1117/12.716279. 15 Aralık 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  31. ^ "Miralon Yarn" [Miralon İpliği] (PDF). NanoComp Technologies Inc. 20 Aralık 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  32. ^ Peng, H.; Chen, D.; Huang, J. Y. (2008). "Strong and Ductile Colossal Carbon Tubes with Walls of Rectangular Macropores" [Dikdörtgen Büyük Gözenekli Duvarları olan Güçlü ve Biçimlendirilebilir Dökümlü Karbon Borular]. Phys. Rev. Lett. 101 (14). s. 145501. Bibcode:2008PhRvL.101n5501P. doi:10.1103/PhysRevLett.101.145501. PMID 18851539. 
  33. ^ "2010 Nobel Physics Laureates" [2010 Nobel Fizik Ödülü Kazananlar] (PDF). nobelprize.org. Nobel Media AB. 1 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  34. ^ Brown, Adam R. (2012). "Tensile Strength and the Mining of Black Holes" [Çekme Dayanımı ve Kara Deliklerin Madenciliği]. Physical Review Letters. 111 (21). arXiv:1207.3342 $2. Bibcode:2013PhRvL.111u1301B. doi:10.1103/PhysRevLett.111.211301. 
  35. ^ Li, F.; Cheng, H. M.; Bai, S.; Su, G.; Dresselhaus, M. S. "Tensile strength of single-walled carbon nanotubes directly measured from their macroscopic ropes" [Makroskobik halatlarından doğrudan ölçülen tek duvarlı karbon nanotüplerin çekme direnci]. doi:10.1063/1.1324984. 14 Mayıs 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  36. ^ "Strong Tether Challenge 2013" (PDF). 14 Ocak 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Ocak 2016. 
  37. ^ Super User. "Terminology". isec.org. 27 Mayıs 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  38. ^ "Specific Strength in Yuris" [Yurinin Özgül Dayanımı]. keithcu.com. 9 Şubat 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Ekim 2019. 
  39. ^ Rodriguez, Ferdinand (1989). Principles of Polymer Systems. 3. New York: Hemisphere Publishing. s. 282. ISBN 9780891161769. OCLC 19122722. 

Dış bağlantılar[değiştir | kaynağı değiştir]

"https://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Özgül_dayanım&oldid=28817250" sayfasından alınmıştır