破断強度(引張強さ)完全解説:定義、ネッキング現象、測定試験、脆性材料重視の理由、KSI単位
破断強度は一般に引張強さ(テンスイルストレングス)と呼ばれます。材料が与えられた荷重で変形・破断する限界点。この点を「ネッキング(ネッキング現象)」と表現します。
ネッキングは材料が破断・引張強さ限界に達したとき発生。限界まで追い込まれると断面積が著しく収縮します。力学的には圧縮強度の反対概念と位置づけられます。
引張試験による測定と応力-ひずみ曲線
引張試験で測定。異なるひずみ印加時の応力を記録しグラフ化。曲線上で材料がひずみ始める直前の点が破断強度・極限引張強さ。この数値が材料耐えうる最大荷重(破断・不可逆変形前)を示します。
単位:KSI(キロポンド/平方インチ)
単位面積あたり耐力で表記。一般にポンド/平方インチ(psi)またはキロポンド/平方インチ(ksi)。1 ksi = 1,000 psi = 453.59 kg/cm²。実用上ksi最多用。
脆性材料での重要性
合金、複合材、セラミックス、プラスチック、木材等脆性材料で頻繁算出。これらは容易に変形・破断するため引張強度把握必須。延性材料でも適用可能だが、破断しにくく重要度低い。
試験手順:シンプルだが確実
試験片を掴み、徐々に引張力加え続け、変形不可逆または破断直前の点を記録。これがその材料の破断強度。
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