तनाव पुष्टि

निर्माण में प्रयुक्त इस्पात का प्रतिबल-विकृति ग्राफ
1. अधिकतम् सामर्थ्य (Ultimate Strength)
2. पराभव सामर्थ्य (Yield strength)
3. विभंजन (Rupture)
4. विकृति कठोरता क्षेत्र (Strain hardening region)
5. ग्रीवण क्षेत्र (Necking region)
A: आभासी (इंजीनियरी) सामर्थ्य (Apparent (engineering) stress) (F/A₀)
B: वास्तविक (सत्य) प्रतिबल (F/A)

किसी पदार्थ की तनन सामर्थ्य या तनाव पुष्टि (Tensile strength) (σUTS या SU) उस पदार्थ के प्रतिबल-विकृति वक्र (stress-strain curve) के महत्तम बिन्दु होता है तथा यह संकेत देता है कि किस प्रतिबल के बाद गर्दन बनना (necking) आरम्भ होगा। इसका मान परीक्षण के लिये ली गयी पदार्थ के नमूने के आकार (साइज) पर निर्भर नहीं करता।

संरचनाओं (structures) तथा यांत्रिक युक्तियों में प्रयुक्त इंजीनियरी पदार्थों के लिये प्रत्यास्थता गुणांक तथा क्षरण प्रतिरोध (corrosion resistance) के साथ-साथ तनाव-पुष्टि अत्यन्त महत्व की राशि है। मिश्रधातुओं, कम्पोजिट पदार्थों, सिरैमिक्स, प्लास्टिकों, काष्ठ, कांक्रीट आदि के लिये इसके मान दिये जाते हैं।

व्याख्या

तनाव पुष्टि की तीन परिभाषाएँ हैं-

(१) पराभव सामर्थ्य (Yield strength) जिस प्रतिबल पर पदार्थ की विकृति प्रत्यास्थ से अप्रत्यास्थ मे बदलने लगती है जिससे पदार्थ में स्थायी विकृति उत्पन्न हो जाती है।

(२) अधिकतम सामर्थ्य (Ultimate strength) यह वह प्रतिबल है जो प्रतिबल-विकृति ग्राफ में अधिकतम् प्रतिबल की सूचक होती है।

(३) विभंजक सामर्थ्य (Breaking strength) यह वह प्रतिबल-विकृति वक्र के उस बिन्दु पर प्रतिबल का मान है जिस पर वस्तु टूट (rupture) जाती है।

कुछ पदार्थों के तनाव-पुष्टि

कुछ पदार्थों के सामान्य तनाव पुष्टि के मान नीचे की सारणी में दिया गया है-

पदार्थ	Yield strength (MPa)	Ultimate strength (MPa)	घनत्व (g/cm³)
कार्बन नैनोट्यूब की प्रथम रस्सियाँ	?	3,600	1.3
स्ट्रक्चरल स्टील ASTM A36 steel	250	400	7.8
Steel, API 5L X65	448	531	7.8
Steel, high strength alloy ASTM A514	690	760	7.8
Steel, prestressing strands	1,650	1,860साँचा:category handler	7.8
Steel Wire			7.8
Steel (AISI 1060 0.6% carbon) Piano wire		2,200-2,482	7.8
High density polyethylene (HDPE)	26-33	37	0.95
Polypropylene	12-43	19.7-80	0.91
Stainless steel AISI 302 - Cold-rolled	520	860	8.19
Cast iron 4.5% C, ASTM A-48	130	200
Titanium alloy (6% Al, 4% V)	830	900	4.51
Beryllium 99.9% Be	345	448	1.84
Aluminium alloy 2014-T6	414	483	2.8
Copper 99.9% Cu	70	220	8.92
Cupronickel 10% Ni, 1.6% Fe, 1% Mn, balance Cu	130	350	8.94
Brass	200+	550	5.3
Tungsten		1,510	19.25
Glass		50 (in compression)	2.53
E-Glass	N/A	3,450	2.57
S-Glass	N/A	4,710	2.48
Basalt fiber	N/A	4,840	2.7
Marble	N/A	15
Concrete	N/A	3
Carbon Fiber	N/A	5,650	1.75
Human hair		380
Spider silk (See note below)		1,000
Silkworm silk	500
Aramid (Kevlar or Twaron)	3,620		1.44
UHMWPE	23	46	0.97
UHMWPE fibers (Dyneema or Spectra)		2,300-3,500	0.97
Vectran		2,850-3,340
Polybenzoxazole (Zylon)		5,800
Pine wood (parallel to grain)		40
Bone (limb)	104-121	130	1.6
Nylon, type 6/6	45	75	1.15
Rubber	-	15
Boron	N/A	3,100	2.46
Silicon, monocrystalline (m-Si)	N/A	7,000	2.33
Silicon carbide (SiC)	N/A	3,440
Sapphire (Al2O3)	N/A	1,900	3.9-4.1
Carbon nanotube (see note below)	N/A	11,000-63,000	0.037-1.34
Carbon nanotube composites	N/A	1,200	N/A

• Note: Multiwalled carbon nanotubes have the highest tensile strength of any material yet measured, with labs producing them at a tensile strength of 63 GPa, still well below their theoretical limit of 300 GPa. The first nanotube ropes (20 mm long) whose tensile strength was published (in 2000) had a strength of 3.6 GPa, still well below their theoretical limit. The density is different depending on the manufacturing method, and the lowest value is 0.037 or 0.55(solid).
• Note: many of the values depend on manufacturing process and purity/composition.
• Note: human hair strength varies by ethnicity and chemical treatments.
• Note on spider silk strength: The strength of spider silk is highly variable. It depends on many factors including type of silk (every spider can produce several different types for different purposes), the particular species, the age of the silk, the temperature, the humidity, the rate at which stress is applied during testing, the length of time the stress is applied and the way the silk is collected (forced silking or natural spinning). The value shown in the table, 1000 MPa, is roughly representative of the results from a few studies involving several different species of spider however specific results varied greatly.

Elements in the annealed state	Young's Modulus (GPa)	Proof or yield stress (MPa)	Ultimate strength (MPa)
Aluminium	70	15-20	40-50
Copper	130	33	210
Gold	79		100
Iron	211	80-100	350
Lead	16		12
Nickel	170	14-35	140-195
Silicon	107	5,000-9,000
Silver	83		170
Tantalum	186	180	200
Tin	47	9-14	15-200
Titanium	120	100-225	240-370
Tungsten	411	550	550-620
Zinc (wrought)	105		110-200

(स्रोत: A.M. Howatson, P.G. Lund and J.D. Todd, "Engineering Tables and Data" p41)

इन्हें भी देखें

• संपीडन पुष्टि
• संरचना इंजीनियरी

बाहरी कड़ियाँ

• Stress-strain diagram
• January 2003 sci.physics thread on water tensile strength and trees
• Theory re the discrepancy in static vs dynamic measurements of water's tensile strength
• Engineering Stress-strain Curve
• Systems for measuring tensile strength
• Testing equipment to determine properties of materials including Tensile strength