Jak obliczyć stosunek wagi do wytrzymałości

Niski stosunek wagi do wytrzymałości jest pożądany nie tylko na siłowni. Stosunek wagi do wytrzymałości, opisując materiał, odnosi gęstość materiału do jego zdolności do wytrzymania trwałej deformacji lub pęknięcia pod ciśnieniem. Niskie wartości wskaźnika wskazują, że materiał jest lekki, ale może wytrzymać znaczne obciążenie. Wysokie wartości opisują ciężkie materiały, które łatwo się odkształcają lub pękają. Stosunek masy do wytrzymałości jest zwykle używany w odwrotnej formie jako stosunek wytrzymałości do masy; jest on wtedy określany jako wytrzymałość właściwa materiału.

• Niski stosunek masy do wytrzymałości jest pożądany nie tylko w siłowni.
  
• Stosunek masy do wytrzymałości, opisując materiał, odnosi gęstość materiału do jego zdolności do wytrzymania trwałej deformacji lub pęknięcia pod ciśnieniem.

Pomiar masy materiału przy użyciu wagi. Na przykład, jeśli określasz stosunek wagi do wytrzymałości tytanu, zważ tytan i podaj masę w gramach (g) lub kilogramach (kg). Aby przeliczyć masę tytanu z gramów na kilogramy, podziel masę przez 1000. Na przykład, masa 9,014 gramów jest równoważna 0,009014kg: 9,014/1000 = 0,009014.

Określ objętość materiału. Dla próbek o regularnych kształtach, użyj linijki do zmierzenia wymiarów próbki i oblicz objętość na podstawie wymiarów. Na przykład, jeśli materiał ma postać sześcianu o boku długości 1cm, objętość sześcianu jest równa długości boku pomnożonej przez sześcian: 1 x 1 x 1 = 1cm^3. Dla próbek o nieregularnych kształtach objętość można uzyskać w procesie wypierania cieczy. Zmierzyć poziom wody w cylindrze miarowym przed i po zanurzeniu próbki w wodzie. Zmiana poziomu wody jest równoważna objętości próbki w centymetrach sześciennych. Na przykład, jeśli poziom wody przed dodaniem próbki wynosi 10cm^3, a poziom wody po dodaniu próbki wynosi 15cm^3, to objętość próbki wynosi 5 centymetrów sześciennych: 15 - 10 = 5. Objętości podane w centymetrach sześciennych zamieniamy na metry sześcienne dzieląc przez 1 x 10^6. Na przykład, objętość 5cm^3 równa się 5 x 10^-6m^3: 5/1 x 10^6 = 5 x 10^-6.

• Określ objętość materiału.
  
• Dla próbek o regularnych kształtach, użyj linijki do zmierzenia wymiarów próbki i oblicz objętość na podstawie wymiarów.

Oblicz gęstość materiału dzieląc masę próbki przez jej objętość. Na przykład, próbka tytanu, która waży 9,014 gramów i zajmuje dwa centymetry sześcienne, będzie miała gęstość 4,507 kilogramów na metr sześcienny: 9,014/1000/(2/1 x 10^6) = 4507.

Określ wytrzymałość graniczną materiału z punktu zwrotnego krzywej naprężenie-odkształcenie materiału, śledząc krzywą naprężenie-odkształcenie materiału, aż krzywa osiągnie najwyższy punkt. Wartość odczytana z osi naprężenia lub osi y jest wytrzymałością graniczną materiału.

• Oblicz gęstość materiału dzieląc masę próbki przez jej objętość.
  
• Wartość odczytana z osi naprężenia lub osi y jest wytrzymałością graniczną materiału.

Podziel gęstość przez wytrzymałość graniczną próbki, aby uzyskać stosunek masy do wytrzymałości materiału. Na przykład, tytan ma wytrzymałość 434 x 10^6 N/m^2 i gęstość 4507 kg/m^3. Stosunek masy do wytrzymałości dla tytanu wynosi 1,04 x 10^-5kg/Nm: 4507/434 x 10^6= 1,04 x 10^-5.