Пито́ма мі́цність — відношення максимально допустимих механічних напружень, які матеріал здатен витримати без руйнування, до густини матеріалу. Показує, наскільки міцною буде конструкція при заданому обмеженні на масу.
Одиниця вимірювання питомої міцності: м²/с².
Загальні поняття Питома міцність характеризує вагову вигідність даного матеріалу у вигляді стрижня, що працює на розтяг-стиск, у порівнянні з іншими матеріалами при однаковій для усіх матеріалів міцності. При цьому вага стрижня буде обернено пропорційною до питомої міцності матеріалу.
Останнє положення без всяких застережень може застосовуватись до стрижнів, що працюють на розтяг, простий стиск та зсув. У випадках згину, кручення та поздовжнього згину формули питомої міцності базуються на додатковій умові геометричної подоби перерізів стрижнів з порівнюваних матеріалів.
Отже, при рівній міцності найлегшим за масою буде стрижень, матеріал якого має більшу питому міцність.
Питома міцність матеріалів особливо є важливою для авіабудування, ракетобудування, космічних апаратів. Тому, вона є найінформативнішою характеристикою при виборі матеріалу для конструктивних елементів літальних апаратів. Чим більшою є питома міцність матеріалу, тим меншу масу може мати елемент конструкції, що працює на розтяг або стискання. При виборі матеріалу для елемента із заздалегідь заданою формою (а іноді і певними розмірами) поперечного перерізу, що працює на згин, поздовжній згин або кручення, необхідно використовувати математичні вирази, що визначають питому міцність при цих видах навантаженьЧумак П. И., Кривокрысенко В. Ф. 1991. — C. 87
Якщо розділити питому міцність на прискорення вільного падіння, то отримаємо максимальну довжину нитки постійного перетину з даного матеріалу, яка може висіти вертикально вниз, без розривання під своєю власною вагою. Для сталей ця довжина становить величину до 25,9 км.
Порівняння характеристик різних матеріалів Великий інтерес становить порівняльний аналіз питомої міцності різних конструкційних матеріалів. У наступній таблиці наведені результати обчислень питомої міцності деяких конструкційних матеріалів.
+ Питома міцність при розтягу конструкційних матеріалів Матеріал Допустиме напруження (МПа) Густина (г/см³) Питома міцність (кН·м/кг) Довжина розриваннявід власної ваги (км) Джерело Бетон 12 2,30 4,35 0,44 Ґума 15 0,92 16,3 1,66 Мідь 220 8,92 24,7 2,51 Бронза 580 8,55 67,8 6,91 Нейлон 78 1,13 69,0 7,04 Дуб 90 0,78-0,69 115-130 12-13 Mechanical Properties of Wood Поліпропілен 25-40 0,90 28-44 2,8-4,5 Polypropylene Магній 275 1,74 158 16,1 eFunda: Magnesium Alloys Алюміній 600 2,80 214 21,8 Неіржавна сталь 2000 7,86 254 25,9 Титан 1300 4.51 288 29,4 Бейніт 2500 7,87 321 32,4 Бальсове дерево (поздовжнє навантаження) 73 0,14 521 53,2 Tropical Balsa Wood Сталевий дріт Scifer® 5500 7,87 706 71,2 52nd Hatfield Memorial Lecture: «Large Chunks of Very Strong Steel» by H. K. D. H. Bhadeshia 2005 Вуглепластик 1240 1,58 785 80,0 McGRAW-HILL ENCYCLOPEDIA OF Science & Technology, 8th Edition, (c)1997, vol. 1 p 375 Нитка павутини 1400 1,31 1069 109 Волокно карбіду кремнію 3440 3,16 1088 110 Скловолокно 3400 2,60 1307 133 Базальтове волокно 4840 2,70 1790 183 Properties Of Basalt Fiber залізний віскер перетином 1 мкм 14000 7,87 1800 183 Вектран 2900 1,40 2071 211 KEVLAR®49 3000 1,44 2083 212 Вуглецеве волокно (AS4) 4300 1,75 2457 250 Надвисокомолекулярний поліетилен високої щільності () 3600 0,97 3711 378 Dyneema® Fibre Полімер Zylon® 5800 1,54 3766 384 Вуглецеві нанотрубки 62000 0,037-1,34 46268-N/A 4716-N/A Колосальні вуглецеві трубки 6900 0,116 59483 6066
Див. також Міцність Конструкційна міцність Теорії міцності
Примітки
Джерела Чумак П. И., Кривокрысенко В. Ф. Расчет и проектирование сверхлегких самолетов. — М.: Патриот, 1991. — 238 с. ISBN 5-7030-0224-9
Посилання Премія за міцність: як українські фізики вивчають композити Strength — Density Діаграми «Міцність-густина» на сайті факультету машинобудування Кембриджського університету