Hoe een gewicht-tot-sterkteverhouding te berekenen

Een lage gewicht-sterkteverhouding is niet alleen wenselijk in de sportschool. De gewicht-tot-sterkteverhouding, wanneer deze een materiaal beschrijft, relateert de dichtheid van het materiaal aan zijn vermogen om permanente vervorming of breuk onder druk te weerstaan. Lage verhoudingswaarden geven aan dat het materiaal licht van gewicht is, maar een aanzienlijke belasting kan dragen. Hoge waarden beschrijven zware materialen die gemakkelijk vervormen of breken. De gewicht-tot-sterkteverhouding wordt typisch gebruikt in een omgekeerde vorm als de sterkte-tot-gewichtverhouding; het wordt dan de specifieke sterkte van het materiaal genoemd.

Meet de massa van het materiaal met behulp van de schaal. Als u bijvoorbeeld de gewicht-tot-sterkteverhouding van titanium bepaalt, weeg dan het titanium en rapporteer de massa in gram (g) of kilogram (kg). Om de titaniummassa om te rekenen van gram naar kilogram, deel je de massa door 1000. Een massa van 9,014 gram is bijvoorbeeld gelijk aan 0,009014 kg: 9,014/1000 = 0,009014.

Bepaal het volume van het materiaal. Gebruik voor regelmatig gevormde monsters een liniaal om de afmetingen van het monster te meten en bereken het volume uit de afmetingen. Als het materiaal bijvoorbeeld de vorm heeft van een kubus met zijlengtes van 1 cm, is het volume van de kubus gelijk aan de zijlengte in blokjes: 1 x 1 x 1 = 1 cm^3. Voor onregelmatig gevormde monsters kan het volume worden verkregen door een proces van vloeistofverplaatsing. Meet het waterniveau in een maatcilinder voor en na het onderdompelen van het monster in het water. De verandering in waterniveau is gelijk aan het volume van het monster in kubieke centimeters. Als het waterniveau voor het toevoegen van het monster bijvoorbeeld 10 cm^3 is en het waterniveau na het toevoegen van het monster 15 cm^3 is, is het monstervolume vijf kubieke centimeter: 15 - 10 = 5. Converteer volumes in kubieke centimeters naar kubieke meters door te delen door 1 x 10^6. Een volume van 5 cm^3 is bijvoorbeeld gelijk aan 5 x 10^-6 m^3: 5/1 x 10^6 = 5 x 10^-6.

Bereken de dichtheid van het materiaal door de massa van het monster te delen door het volume. Een titaniummonster dat bijvoorbeeld 9,014 gram weegt en twee kubieke centimeter in beslag neemt, heeft een dichtheid van 4.507 kilogram per vierkante meter: 9,014/1000/(2/1 x 10^6) = 4507.

Bepaal de uiteindelijke sterkte van het materiaal vanaf het keerpunt van het materiaal spanning-rekkromme door de spanning-rekkromme van het materiaal te volgen totdat de kromme zijn. bereikt hoogste punt. De waarde die wordt afgelezen van de spanningsas, of y-as, is de uiteindelijke sterkte van het materiaal.

Verdeel de dichtheid door de uiteindelijke sterkte van het monster om de gewicht-tot-sterkteverhouding van het materiaal te verkrijgen. Titanium heeft bijvoorbeeld een uiteindelijke sterkte van 434 x 10^6 N/m^2 en een dichtheid van 4507 kg/m^3. De gewicht-sterkteverhouding voor titanium is 1,04 x 10^-5 kg/Nm: 4507/434 x 10^6= 1,04 x 10^-5.

  • Delen
instagram viewer