Прочность материала характеризуется напряжением

Прочность материала характеризуется напряжением (в МН/мили в кгс/см), разрушающим сам материал. Обычно величина прочностиболее или менее постоянна для всех образцов данного вещества. Мы в основномбудем рассматривать прочность материалов при растяжении, которую называютпрочностью на разрыв. Ее обычно определяют, разрушая небольшие образцыв испытательной машине. Большинство вычислений в области прочности сводится,естественно, к определению прочности конструкции по известной прочностиее материала.

Величины прочности некоторых материалов приведены в табл. 2. Из нее видно, чтопрочность биологических и инженерных материалов, как и их жесткость, меняется вочень широких пределах.

Таблица 2. Прочность на разрыв различных твердых тел

Материал / Прочность на разрыв, МН/м

Неметаллы

Мышечная ткань 0,1

Стенка мочевого пузыря 0,2

Стенка желудка 0,4

Кишечник 0,5

Стенка артерии 1,7

Хрящ 3,0

Цемент и бетон 4,1

Обычный кирпич 5,5

Свежая кожа 10,3

Дубленая кожа 41,1

Свежее сухожилие 82

Пеньковая веревка 82

Дерево (сухое):

вдоль волокон 103

поперек волокон 3,5

Кость 110

Обычное стекло 35-175

Человеческий волос 192

Паутина 240

Хорошая керамика 35-350

Шелк 350

Хлопковое волокно 350

Струна (из биологических материалов) 350

Льняное полотно 700

Пластик, армированный стекловолокном 350-1050

Пластик, армированный углеволокном 350-1050

Нейлоновая ткань 1050

Металлы

Стальная рояльная проволока (хрупкая) 3100

Высокопрочная сталь 1500

Малоуглеродистая сталь 400

Сварочное железо 100-300

Обычный чугун (очень хрупкий) 70-140

Современный чугун 140-300

Алюминий:

литейные сплавы 70

деформируемые сплавы 140-600

Медь 140

Латунь 120-400

Бронза 100-600

Магниевые сплавы 200-300

Титановые сплавы 700-1400

Удивительно различие в прочности мышц и сухожилий. Этим объясняетсяи разница их поперечных сечений. Так, ахиллесово сухожилие, будучи толщинойвсего с карандаш, прекрасно справляется с передачей натяжения от толстыхикроножных мышц к костям пятки (что позволяет нам ходить и прыгать). Крометого, из таблицы видно, почему инженеры не могут допустить большие растягивающиенагрузки на бетон, не армированный стальными прутьями.

В целом металлы прочнее неметаллов. А плотность почти у всех металловбольше, чем у большинства биологических материалов.