The new science of strong materials

МАТЕРИАЛ
ПРОЧНОСТЬ
,
кг
/
мм
2
Металлы
Стали
рояльная проволока
300
высокопрочная сталь
150
низкоуглеродистая сталь
40
Чугун
обычный
7–15
современный
15–30
Другие металлы
чистый алюминий
7
сплавы алюминия
15–60
медь
15
латуни
12–40
магниевые сплавы
20–30
титановые сплавы
75–150
Неметаллы
древесина
,
ель
вдоль волокон
10
поперек волокон
0,3
стекло
(
оконное и посудное
) 
3–20
хорошая керамика
3–35
обычный кирпич
0,5
льняное волокно
70
хлопок
35
шелк
35
паутина
25
сухожилие
10
пеньковый канат
8
кожа
4
кость
15
Говоря о прочности
,
мы обычно имеем в виду прочность на разрыв
,
хотя материалы чаще работают на сжатие
,
чем на
растяжение
.
Казалось бы
,
если мы пытаемся прижать атомы один к другому
,
это не должно вызывать разрушения
.
Однако разрушение происходит
,
хотя и представляет собой явление более сложное
,
чем разрыв
.
Под действием
сжимающей нагрузки материал может ломаться самым различным образом
.

---

VIVOS VOCO: 
Дж
. 
Гордон
, «
Почему
мы
не
проваливаемся
сквозь
пол
» - 
Часть
1
http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/TECHNICS/GORDON.1/PART01.HTM
Если мы сжимаем достаточно короткий стержень
,
на пример подставку
,
подпорку или что
-
нибудь в этом роде
,
из
материала мягкого
,
пластичного
,
подобного меди или мягкой стали
,
то материал просто растечется в разные стороны
,
словно пластилин
.
Если стержень сделан из хрупкого материала
(
камень
,
стекло
),
то при сжатии он разлетится
,
обратившись в осколки и пыль
(
иногда это бывает довольно опасным
).
Если же вы навалитесь на тонкую трость
,
она
выгнется
,
а затем сломается пополам
-
так ведут себя при сжатии любые длинные гибкие стержни и пластинки
.
Консервная банка под действием большой нагрузки
,
например если на нее наедет автомобиль
,
сомнется
-
этот вид
разрушения похож на предыдущий
.
Аналогично разрушаются любые тонкостенные конструкции
,
каких много в
кораблях
,
самолетах
,
автомобилях
.
Оказалось
,
что нелегко составить таблицу
,
которая давала бы наглядное
представление о
"
прочности при сжатии
".
Чтобы определить эту величину
,
требуются знания и опыт
,
но
,
вообще говоря
,
этой характеристикой лучше не пользоваться
.
Между величинами прочности материалов на растяжение и сжатие какого
-
либо универсального соотношения не
существует
.
Отчасти это связано с тем
,
что в большинстве случаев трудно провести четкую грань между материалом и
конструкцией
.
Например
,
куча кирпича обладает прочностью на сжатие и не имеет никакой прочности на растяжение
.
Несомненно
,
в данном случае куча кирпича представляет собой конструкцию
,
а не материал
,
но такие материалы
,
как
чугун
,
бетон
,
гипс
,
на много прочнее при сжатии
,
чем при растяжении
,
и в основном по той же самой причине
,
что и куча
кирпича
:
в них масса трещин
.
Цепи и канаты прочны на разрыв
,
но совсем не сопротивляются сжатию
.
Вероятно
,
их
следует считать конструкциями
.
Древесина
,
однако
,
примерно в три
-
четыре раза прочнее при растяжении
,
чем при
сжатии
,
потому что ее отдельные волоконца при сжатии сгибаются
.
Тем не менее древесина считается материалом
,
а не
конструкцией
.