重量対強度比の計算方法

低い体重対強度の比率は、ジムで望ましいだけではありません。 重量対強度の比率は、材料を説明する場合、材料の密度を、圧力下での永久変形または破壊に耐える能力に関連付けます。 低い比率の値は、材料が軽量であるが、かなりの負荷に耐えることができることを示します。 高い値は、変形または破損しやすい重い材料を表します。 重量対強度比は、通常、強度対重量比として逆の形式で使用されます。 その後、材料の比強度と呼ばれます。

はかりを使用して材料の質量を測定します。 たとえば、チタンの重量と強度の比率を決定する場合は、チタンの重量を測定し、質量をグラム(g)またはキログラム(kg)で報告します。 チタンの質量をグラムからキログラムに変換するには、質量を1,000で割ります。 たとえば、9.014グラムの質量は0.009014 kgに相当します:9.014 / 1000 = 0.009014。

材料の体積を決定します。 規則的な形状のサンプルの場合、定規を使用してサンプルの寸法を測定し、寸法から体積を計算します。 たとえば、材料が1 cmの辺の長さの立方体の形である場合、立方体の体積は1 x 1 x 1 = 1 cm ^ 3の1辺の長さの立方体に等しくなります。 不規則な形状のサンプルの場合、体積は流体置換のプロセスによって取得できます。 サンプルを水に沈める前後にメスシリンダーの水位を測定します。 水位の変化は、立方センチメートル単位の標本の体積に相当します。 たとえば、サンプルを追加する前の水位が10 cm ^ 3で、サンプルを追加した後の水位が15 cm ^ 3の場合、サンプルの体積は5立方センチメートルになります:15-10 = 5。 1 x 10 ^ 6で割って、立方センチメートルで指定された体積を立方メートルに変換します。 たとえば、5 cm ^ 3の体積は5x 10 ^ -6 m ^ 3に等しくなります:5/1 x 10 ^ 6 = 5 x 10 ^ -6。

サンプルの質量をその体積で割って、材料の密度を計算します。 たとえば、重量が9.014グラムで、2立方センチメートルを占めるチタンサンプルの密度は、立方メートル1メートルあたり4,507キログラムになります:9.014 / 1000 /(2/1 x 10 ^ 6)= 4507。

材料のターニングポイントから材料の極限強度を決定します 材料の応力-ひずみ曲線をその曲線に達するまでトレースすることによる応力-ひずみ曲線 最高点。 応力軸またはy軸から読み取られた値は、材料の極限強度です。

密度をサンプルの極限強度で割って、材料の重量対強度比を求めます。 たとえば、チタンの極限強度は434 x 10 ^ 6 N / m ^ 2で、密度は4507 kg / m ^ 3です。 チタンの重量対強度比は1.04x 10 ^ -5 kg / Nm:4507/434 x 10 ^ 6 = 1.04 x 10 ^ -5です。

  • シェア
instagram viewer