חוזק מתיחה

חוזק מתיחה (TS):

חוזק מתיחה מרבי (UTS), הנקרא לרוב חוזק מתיחה (TS) או חוזק מרבי, הוא העומס המרבי שחומר יכול לעמוד בו בפעולת מתיחה או משיכה לפני כשל או שבירה. העומס המרבי שגומי מגופר או אלסטומר תרמופלסטי יכול לעמוד בו (חוזק) לפני כשל, הוא חוזק המתיחה המרבי.

חשיבות

בדיקות מתיחה משמשות לבקרה על איכות מוצר ולקביעת ההשפעה של חשיפה כימית או תרמית על אלסטומר. הגורם החשוב ביותר הוא היכולת של האלסטומר לשמור על תכונותיו הפיזיקליות, ולא הערכים המדויקים של חוזק מתיחה, התארכות או מודולוס.

מדידת חוזק מתיחה

חוזק מתיחה מוגדר כעומס הנמדד בצורת כוח ליחידת שטח. באופן כללי, הבדיקה כרוכה בלקיחת דגימה קטנה עם שטח חתך קבוע ואז משיכת החומר באמצעות מד מתיחה (טנסומטר) בשינוי מאמץ קבוע (שינוי באורך הדגימה מחולק באורך הראשוני של הדגימה) עד לשבירת הדגימה.

קיימים שלושה סוגים אופייניים של חוזק מתיחה:

• חוזק כניעה – העומס שאפשר להפעיל על חומר לפני שנוצר עיוות קבוע. זו אינה נקודה המוגדרת באופן חד. חוזק כניעה הוא העומס שיגרום לעיוות קבוע של 0.2{65978042ddab827e24d1208ef740965169b89304a6a90a044c13af4b9daa7701} מהמימד המקורי.
• חוזק מרבי – העומס המרבי שחומר יכול לעמוד בו.
• חוזק שבירה – קואורדינטת העומס על גרף העומס-מאמץ בנקודת הקריעה.

חוזק מתיחה (ASTM D412-98a) של חומר נקבע באחת משתי שיטות מדידה, שאינן תמיד נותנות תוצאות זהות, כלהלן:

שיטת בדיקה A

דגימות בצורת פעמון ועם חתך ישר – דגימות הבדיקה יצוקות בהזרקה או נחתכות מיריעה שטוחה בעובי של לא פחות מ-1.3 מ"מ (0.05 אינץ') ולא יותר מ-3.3 מ"מ (0.13 אינץ').

שיטת בדיקה B

דגימות בצורת טבעות חתוכות – הדגימות לבדיקה נוצרות על ידי חיתוך טבעות מיריעות או צינורות. בשני המקרים המידות וכד' מוגדרות לפי מפרט ASTM.

חישוב חוזק מתיחה

חישוב חוזק מתיחה (TS) של חומר מתבצע לפי הנוסחה:

‎TS = F(BE)/A)‎

כאשר:

• TS = חוזק מתיחה, העומס בקריעה, MPa‏ (lbf/in.2)
• F(BE)‎ = עוצמת הכוח בקריעה, MN‏ (lbf)
• A = שטח החתך של דגימה ללא מאמץ, m2‏(in.2)