استحکام کششی نهایی، که همچنین به عنوان UTS، استحکام کششی، TS، استحکام نهایی یا به صورت خلاصه Ftu در علم مهندسی نامیده می‌شود، حداکثر تنشی است که قبل از شکستن یک ماده می‌تواند تحمل کند در حالی که کشیده می‌شود . در مواد شکننده، استحکام کششی نهایی نزدیک به نقطه تسلیم است، در حالی که در مواد انعطاف‌پذیر ممکن است استحکام کششی نهایی بیشتری داشته باشد.

استحکام کششی نهایی معمولاً از طریق انجام آزمایش کششی و ثبت تنش مهندسی در برابر تغییرات در کرنش به‌دست می‌آید. نقطه بالاتر منحنی تنش-کرنش، استحکام کششی نهایی است و واحدهای آن تنش است. نقطه معادل برای حالت فشار، به‌جای کشش، مقاومت فشاری نامیده می‌شود.

استحکام کششی نهایی در طراحی اعضای شکل‌پذیر معمولاً تاثیر مستقیمی ندارد، اما در مواد شکننده اهمیت دارد. این مقدار برای مواد مختلفی از جمله آلیاژها، مواد کامپوزیت، سرامیک، پلاستیک و چوب جدول‌بندی می‌شود.

استحکام کششی نهایی یک ویژگی چگال است؛ بنابراین مقدار آن وابسته به اندازه نمونه آزمایشی نیست. با این حال، بسته به نوع مواد، ممکن است به عوامل دیگری نظیر آماده‌سازی نمونه، وجود یا عدم وجود عیوب سطحی و دمای محیط آزمایش و مواد وابسته باشد.

مواد مختلف به شکل‌های مختلفی به تنش کششی پاسخ می‌دهند. برخی از مواد به شدت، بدون تغییر شکل پلاستیک، به شکلی می‌شکنند که به عنوان شکست شکننده شناخته می‌شود. برخی دیگر که انعطاف‌پذیرتر هستند، از جمله بیشتر فلزات، قبل از شکست دچار تغییر شکل پلاستیک و احتمالاً گردن‌زدن می‌شوند.

استحکام کششی به عنوان یک تنش تعریف می‌شود که به صورت نیرو به واحد مساحت اندازه‌گیری می‌شود. در سیستم بین‌المللی واحدها (SI)، واحد آن پاسکال (Pa) است. واحد مرسوم ایالات متحده پوند بر اینچ مربع (lb/in2 یا psi) است.

استحکام کششی نهایی در طراحی اعضای شکل‌پذیر معمولاً استفاده نمی‌شود زیرا تجربه نشان داده است که استفاده از تنش تسلیم منطقی‌تر است. با این حال، استحکام کششی نهایی برای کنترل کیفیت مفید است مزایای آزمایشی آسانی ارائه می‌دهد و برای تعیین نوع مواد نمونه‌های ناشناخته نیز به‌کار می‌رود.

آزمون‌های کششی معمولاً شامل گرفتن نمونه‌ای با مساحت مشخص و سپس کشیدن آن با نرم‌افزار اعمال کننده تنش به سرعت ثابت تا زمانی که نمونه شکست می‌شود.

لازم به ذکر است که اندازه‌گیری استحکام کششی برخی از مواد نیاز به تجهیزات خاص دارد. برای مثال، برای مواد فلزی، همبندی ضربه با استحکام کششی خطی مرتبط است.

استحکام کششی پلی اتیلن

استحکام کششی پلی‌اتیلن (Polyethylene) به متغیرهای مختلفی بستگی دارد، از جمله نوع پلی‌اتیلن (مانند پلی‌اتیلن با فشار بالا یا پلی‌اتیلن با فشار پایین)، ساختار مولکولی (مانند پلی‌اتیلن با ساختار پلیمری بلند یا کوتاه)، و شرایط آزمایش. در زیر، استحکام کششی تقریبی برای دو نوع رایج پلی‌اتیلن آورده شده است:

1. پلی‌اتیلن با فشار بالا (High-Density Polyethylene – HDPE) :  معمولاً استحکام کششی HDPE در حدود 20-40 مگاپاسکال (MPa) و یا 2900-5800 پوند بر اینچ مربع (psi) است.
2. پلی‌اتیلن با فشار پایین  (Low-Density Polyethylene – LDPE) : استحکام کششی LDPE به طور معمول در حدود 6-17 MPa یا 870-2500 psi قرار دارد.

لطفاً توجه داشته باشید که این مقادیر تخمینی هستند و مقادیر دقیق ممکن است بستگی به تولیدکننده مواد و شرایط آزمایش مختلف باشد. برای استفاده در انواع مختلفی از برنامه‌ها و طراحی‌ها، شما باید به دقیقترین اطلاعات تولیدکننده مراجعه کنید یا آزمایش‌های مخصوص خود را اجرا کنید.

مقاومت کششی نهایی یک ویژگی اساسی برای انتخاب مواد مناسب در طراحی و ساخت قطعات و سازه‌ها می‌باشد. این مقدار به مهندسان کمک می‌کند تا مواد مطابق با نیازهای طراحی را انتخاب کرده و در طیف گسترده‌ای از برنامه‌های کاربردی، از اجزای مهم سازه‌ها گرفته تا قطعات الکترونیکی، از آن بهره‌برند.

نتیجه‌گیری:

مقاله حاضر به بررسی مفهوم استحکام کششی نهایی پرداخت و اهمیت آن در طراحی و کنترل کیفیت مواد را بیان کرد. همچنین، روش‌های آزمایشی برای اندازه‌گیری استحکام کششی نهایی تشریح شد و مقادیر استحکام کششی برخی از مواد معمولی مورد نظر قرار گرفت.

استحکام کششی نهایی یک ویژگی اساسی در علم مهندسی و انتخاب مواد برای مصارف مختلف می‌باشد. برای مهندسان، دانستن مقادیر استحکام کششی نهایی مواد مورد استفاده از اهمیت زیادی برخوردار است.

بیشتر بخوانید:

موارد استفاده لوله پلی اتیلن

بررسی کاربردهای پلی اتیلن

لوله پلی اتیلن 

اتصالات پلی اتیلن 

لوله کاروگیت 

منهول پلی اتیلن