1.استحکام کششی حداکثر تنشی است که یک ماده می‌تواند قبل از شکستن تحت کشش یا نیروهای کششی تحمل کند. استحکام کششی به‌عنوان یک تنش تعریف می‌شود که به‌صورت نیرو در واحد سطح اندازه‌گیری می‌شود. برای برخی از مواد غیرهمگن (برای اجزای مونتاژ شده) می‌توان آن را فقط به‌عنوان یک نیرو یا یک نیرو در واحد عرض گزارش کرد.
در سیستم بین‌المللی واحدها (SI)، واحد پاسکال (Pa) (یا مضربی از آن، اغلب مگاپاسکال (MPa)، با استفاده از مگا پیشوند SI است). یا معادل پاسکال، نیوتن بر مترمربع (N/m2). واحد مرسوم ایالات متحده پوند بر اینچ مربع (lb/in2 یا psi) است. کیلو پوند در هر اینچ مربع (ksi یا گاهی اوقات kpsi) برابر با 1000 psi است و معمولاً در ایالات متحده هنگام اندازه‌گیری مقاومت کششی استفاده می‌شود.
استحکام کششی در چه جاهایی کاربرد دارد؟
استحکام کششی یک ویژگی مکانیکی مهم مواد است و بسته به نوع ماده و ترکیب خاص آن بسیار متفاوت است. به‌عنوان‌مثال، فلزاتی مانند فولاد و آلومینیوم معمولاً دارای استحکام کششی بالایی هستند، درحالی‌که چوب و پلاستیک دارای استحکام کششی کمتری می‌باشند.
استحکام کششی عامل مهمی در بسیاری از کاربردهای مهندسی مانند طراحی سازه‌ها و وسایل نقلیه است. در این کاربردها، طراحان باید بدانند حداکثر تنشی که یک ماده می‌تواند تحمل کند تا اطمینان حاصل شود که سازه یا وسیله نقلیه می‌تواند بارهای موردنیاز را به طور ایمن و قابل‌اعتماد تحمل کند.
استحکام کششی به قدرت مقاومت مواد نسبت به تمدید و کشش محوری نیز گفته می‌شود. برخی عوامل مؤثر بر استحکام کششی شامل نوع ماده، حالت جامد یا مایع بودن و دمای محیط می‌شود.
سازه‌هایی که موادی با استحکام کششی بالا در آن‌ها بکار می‌رود دارای استحکام بالاتری خواهند بود. در واقع استحکام کششی معادل با حداکثر تنش کششی است که یک ماده می‌تواند در برابر آن مقاومت کند، به‌طوری‌که ماده در اثر این کشش، هنوز هم بدون شکستن پایدار باقی می‌ماند. استحکام کششی برای هر ماده وابسته به خصوصیات شیمیایی و فیزیکی ماده است.
مواد با استحکام کششی بالا، در صنایع ساختمانی و خودروسازی بسیار استفاده می‌شوند؛ زیرا این مواد قادر به تحمل فشار و کشش بیشتر هستند.
انواع استحکام‌کششی
- استحکام کششی نهایی: این حداکثر تنشی است که یک ماده در هنگام کشش یا کشیده‌شدن قبل از شکستن می‌تواند تحمل کند.
- قدرت تسلیم: تنشی که در آن یک ماده شروع به تغییر شکل پلاستیکی می‌کند، به این معنی که پس از حذف تنش، به شکل اولیه خود باز نمی‌گردد.
- مقاومت در برابر شکست: تنشی که در آن یک ماده تحت کشش می‌شکند.
- مقاومت در برابر پارگی: حداکثر تنشی که یک ماده می‌تواند قبل از پارگی یا شکسته‌شدن تحمل کند.
انواع مختلف مقاومت کششی برای درک رفتار تحت کشش و طراحی سازه‌ها و اجزای سازنده برای تحمل بارهای خاص مهم هستند.
استحکام کششی نهایی معمولاً با انجام آزمایش کشش و ثبت تنش مهندسی در مقابل کرنش به دست می‌آید. بالاترین نقطه منحنی تنش – کرنش، استحکام کششی نهایی است و دارای واحدهای تنش است. نقطه معادل برای حالت فشار، به‌جای کشش، مقاومت فشاری نامیده می‌شود. کمی جلوتر به تفاوت استحکام کششی و تنش تسلیم نیز خواهیم پرداخت.
تغییر شکل الاستیک و پلاستیک:
1. تغییر شکل الاستیک: وقتی تنش اعمال شده در تست کشش را حذف کنیم، ماده به ابعاد و حالت اولیه خود برمی‌گردد؛ یعنی در واقع تغییر شکل اعمال شده موقتی است و با حذف تنش از بین می‌رود.
2. تغییر شکل پلاستیک: برخلاف تغییر شکل الاستیک برگشت‌ناپذیر است. با حذف تنش اعمالی، ابعاد مواد به حالت اولیه خود برنمی‌گردد و تغییر شکل و حالت ایجاد شده امکان‌پذیر نیست.
تفاوت استحکام‌کششی و تنش تسلیم
استحکام کششی و تنش تسلیم هر دو از مشخصات مکانیکی فلزات هستند که میزان مقاومت آن‌ها در برابر شکست را نشان می‌دهند. همان‌طور که اشاره شد، استحکام کششی به مفهوم بیشترین تنش کششی است که مواد می‌توانند تحمل کنند و بعد از آن، شکست می‌خورند؛ اما مقاومت تسلیم بیانگر بیشترین تنشی است که مواد قابلیت تحملش را دارند و بعد از آن، شکلشان به‌صورت دائمی تغییر می‌کند.
جمع‌بندی
امروزه استحکام کششی فلزی یکی از مهم‌ترین خصوصیات مکانیکی در هر نوع ساخت‌وساز مدرن محسوب می‌شود؛ زیرا حد شکست ماده با درنظرگرفتن تنش کششی تعریف می‌شود، بنابراین بدون داشتن آگاهی دقیق از این میزان حتی نمی‌توان آرزوی طراحی سازه را داشت که ایمنی و قابلیت مورد انتظار ما را داشته باشد. در نتیجه اطلاع از استحکام کششی محصولات فلزی موردنظر خود در زمان انتخاب اهمیت زیادی دارد.
این معیار به‌نوعی بیانگر عمر قطعه بدون شکست است. فلزاتی که استحکام کششی آن‌ها در سطح استاندارد قرار ندارد، به‌هیچ‌وجه نباید انتخاب شوند؛ استفاده از چنین فلزاتی می‌تواند خسارت‌‌های زیادی به بار آورد. در مقابل، فلزات دارای تنش کششی مطلوب با اعمال فشار دچار گسیختگی نمی‌شوند و با خیالی آسوده می‌توان از کارکرد آن‌ها بهره‌مند شد. بر همین اساس، حد شکست مواد با استحکام کششی تعیین می‌شود و موضوع مهمی در ساخت‌وسازهای استاندارد به شمار می‌آید.
برای تهیه بهترین لوله‌ها و اتصالات ساختمانی از سایت اتصالات آنلاین دیدن نمایید.
