Mikä on murtovoimaa?

Murtolujuus tunnetaan yleisemmin nimellä vetolujuus. Se määritellään pisteeksi, jossa tietyt materiaalit muuttuvat tai murtuvat tietyn kuormituksen alaisena. Kohtaa, jossa materiaali saavuttaa murtolujuuden, kuvataan kaulaksi.

Kaulaus tapahtuu, kun materiaali työnnetään halkeamis- tai vetolujuuteensa. Koska materiaali työnnetään reunaan, poikkileikkaus alkaa supistua merkittävästi. Mekaniikan maailmassa murtolujuutta kuvataan yksinkertaisesti puristuslujuuden vastakohtana.

Tietyn materiaalin murtumis- tai vetolujuus tunnistetaan vetokokeilla. Toimenpiteen aikana tallennetaan tietoa materiaalin rasituksesta, kun käytetään eri määriä rasitusta. Lukemat on piirretty ja käyrän piste, joka saavutetaan ennen kuin materiaali alkaa jännittää, osoittaa materiaalin murtolujuuden tai lopullisen vetolujuuden. Tällaisten testien osoittamat numerot osoittavat suurimman kuorman, jonka materiaali voi kestää ennen kuin se rikkoutuu tai siitä tulee korjaamaton.

Lopullinen vetolujuus havaitaan yleensä merkitsemällä voima, jonka materiaali voi kestää pinta -alayksikköään kohti. Yleisimmät mittausmuodot, joita käytetään materiaalien vetolujuuden saavuttamiseen, ovat voimat, joita se voi kestää jokaista neliötuumaa kohti, tai kilo/kilot, joita se voi kestää jokaista neliötuumaa kohti. Nämä mittaukset ovat molemmat yhtä kuin 1,000 kiloa tai 453.59 kiloa neliötuumaa kohti. Mukavuuden vuoksi yleisimmin käytetty mittaus on kilo/kiloa jokaista neliötuumaa kohti, joka tunnetaan myös nimellä KSI.

Murtolujuuden mittaukset lasketaan useimmiten hauraille materiaaleille. Hauraita materiaaleja ovat seokset, komposiittimateriaalit, keramiikka, muovit ja puu. Vetolujuus olisi tärkeä näille materiaaleille, koska ne ovat materiaaleja, jotka voivat helposti muodostua tai rikkoutua. Vaikka vetolujuutta voidaan käyttää myös sellaisten materiaalien tapauksessa, joita pidetään taipuisina materiaaleina, tämä on harvinaista, koska tällaiset materiaalit ovat yleensä vähemmän alttiita rikkoutumiselle ja on vähemmän tärkeää tietää voima, joka vahingoittaa niitä.

Testaus tietyn materiaalin murtolujuuden laskemiseksi on luonteeltaan melko yksinkertaista. Näyte materiaalista otetaan ja laitetaan sitten koneeseen, joka tarttuu materiaaliin. Kone käyttää sitten vähitellen voimaa ja vetovoima alkaa; tämä vetoliike jatkuu, kunnes materiaali vääntyy niin pitkälle, että se on korjaamaton, tai kunnes materiaalikappale katkeaa. Ennen rikkoutumista tai korjaamatonta muodonmuutosta tulee tieto, joka tallennetaan kyseisen materiaalin murtolujuudeksi.