מאמץ מתיחה

''מתיחה'' מתארת מצב שבו זוג כוחות מושכים חלק כלפי חוץ על אותו קו פעולה. ''מאמץ מתיחה'' הוא הכוח שפועל חלקי שטח החתך של החלק. חלקים הנמצאים במתיחה כוללים מוטות, כבלים וחבלים.

חוזק המתיחה של חומר נקבע לפי המאמץ המרבי שהוא יכול לסבול לפני כישלון. מבחן המתיחה הוא שיטה אמינה למדוד חוזק ולהבין את התנהגות החומר תחת עומס.


נוסחאות חשובות: σ = P / A (מאמץ = כוח חלקי שטח). חוק הוק (Hooke) מקשר בין מאמץ למעוות: σ = E ε. המעוות (strain) הוא השינוי באורך יחסית לאורך ההתחלתי: ε = ΔL / L.


הדיאגרמות מראות את הקשר בין מאמץ למעוות.

הגרף הראשון מציג מוט פלדה רכה. יש בו נקודת כניעה (נקודה 2), שבה המוט מתארך בלי עליית עומס משמעותית. לאחר מכן נוצרת תופעת צוואר (הקטנת שטח החתך) והמאמץ הנמדד לוקח ירידה בנקודה 4. גבול הפרופורציוניות הוא תחום שבו המאמץ והמעוות קשורים בקו ישר. בהסרת העומס המעוות האלסטי נעלם והמוט חוזר לממדי ההתחלה.

בחומר אלסטי-פלסטי מבחינים במספר שלבים: מאמץ מרבי, מאמץ נזילה (כניעה), מאמץ הרס, התחזקות עם הגדלת המעוות, והיווצרות צוואר.

באלומיניום ובחומרים רבים אין כניעה ברורה כמו בפלדה. לכן נקודת הכניעה מגדירים לעתים כמעוות של 0.2% (שיעור קטן של שינוי אורך).

הגרף של חומרים פריכים, כמו בטון או יצקת ברזל, מציג בדרך כלל מאמץ מרבי ולאחריו הרס פתאומי.


בטבלה המקורית מופיעים ערכי מאמץ כניעה ומאמץ מרבי עבור חומרים שונים.

מתיחה היא כששמים כוח שמושך חלק החוצה משני הצדדים. מאמץ מתיחה אומר כמה חזק הכוח הזה ביחס לגודל החתך.

חומרים שעומדים במתיחה הם למשל מוטות וכבלים.

חוזק מתיחה הוא כמה הרבה כוח החומר יכול לשאת לפני שהוא נשבר. בודקים זאת במבחן מתיחה.


יש קשר בין הכוח, שטח החתך, ושינוי האורך. כשחומר קטן ומתארך אנחנו מודדים את היחס בין השינוי לאורך לבין האורך המקורי.


גרף מראה מה קורה למאמץ כשהמעוות גדל.

בפלדה רואים נקודת כניעה. שם החומר מתארך בלי שהכוח יגדל הרבה. אחרי זה נוצר צוואר והשטח קטן עד שהחומר נשבר.

בחומרים כמו אלומיניום לרוב לא רואים כניעה ברורה. אז מחשיבים נקודה כאשר המעוות מגיע ל־0.2%.

בחומרים פריכים כמו בטון, המאמץ עולה ואז יש שבירה פתאומית.


בטבלה במקור מופיעים ערכי מאמץ לדרגות שונות של חומרים.