抗張強度

抗張強度使得測試片由原始橫截面開始斷裂的最大負荷。 最初以t/in²標記。 現在以N/mm²作單位計量。 也稱為了最大的應力和最大抗拉應力。

造紙工業中抗張強度的定義是紙張承受的最大作用力除以紙樣寬度。在大多數其它材料（金屬、塑料、木材等）的測試中，抗張強度是指式樣被拉伸斷裂時承受最大載荷與試樣橫斷面積的比值。

按式（1）計算抗張強度（S），取三位有效數字

式中：S——抗張強度，kN/m²；

F——平均抗張力，N；

Lw——試樣的橫截面積，mm²。

注：低定量紙，如薄頁紙用N/m²表示為宜。

當應力達到抗拉強度以前，整個試件變形是均勻的。但是應力達到抗拉強度時，試件變形就集中在某一薄弱區域內，這部分截面發生顯著的收縮(頸縮)。頸縮部分的截面比原截面小得多，因而頸縮截面上的實際應力比按原截面計算的應力大得多。但是，以原截面計算的試件應力達到抗拉強度後，試件就必然斷裂，因而斷裂強度σ_f實際工程上意義不大。在工程上常以抗拉強度代表材料的斷裂應力 ^[2]  。

對塑性材料，試樣在最大載荷以前為均勻塑性變形，各部分的伸長量基本相同；在最大載荷後變形集中在試樣的某一部分，並在該處出現“縮頸”。 故抗拉強度的物理意義是表徵材料對最大均勻變形的抗力。抗拉強度是材料的重要力學性能指標，是構件或零件設計和選材重要依據之一。抗拉強度通過拉伸試驗測定，並與其他力學性能指標存在一定的內在聯繫 ^[3]  。

抗張強度是將長方形高聚物樣品夾於拉力機上以均勻速度拉伸至樣品斷裂時所須的應力。其值和斷裂前的形變受到多種因素的影響。如在高聚物玻璃化温度以下很多度，形變很小時，應 力即迅速上升，引起脆性斷裂； 温度稍為升高時，分子鏈段在大應力作用下，微有移動，斷裂時主要仍是脆性的，但略帶韌性；當温度接近玻璃化温度，鏈段在應力不太大時，能移動，產生強迫高彈形變。此時無定形高聚物鏈段有取向，有時可能部分結晶，在樣品中部出現細頸，斷裂時表現為堅韌的，如在高彈態，則在應力不大時，便能產生高彈形變，故斷裂時表現為軟韌的。此外，增加拉伸的速度將增加斷裂強度值。其他如交鏈和結晶區的存在，亦將影響斷裂強度 ^[4]  。

木材承受拉伸荷載的能力。木材抗拉強度分為順紋抗拉與橫紋抗拉兩種。

順紋抗拉強度抵抗沿紋理方向的拉伸荷載能力。無疵木材的強度性質中，以順紋抗拉強度最高，通常約為順紋抗壓強度的2～3倍，抗彎強度的1.5倍。木材順紋抗拉強度，主要取決於組成針葉樹材管胞胞壁或闊葉樹材中纖維細胞胞壁中的纖維素含量。因為纖維素鏈狀分子，與細胞的軸向是一致的，當木材順紋承受拉力荷載時，所有的鏈狀分子都起作用。順紋抗拉強度在通常的使用條件下是不能充分發揮和利用的，因為在構件聯結處，由於順紋剪切強度太小，只有順紋抗拉強度的6～10%，往往在聯結固定處發生剪切或劈裂的破壞。木節、斜紋或任何不規律的林木生長缺陷都對順紋抗拉強度有較大不良的影響。通常密度高的木材，其順紋抗拉強度也高，當木材含水率低於纖維飽和點時，隨木材含水率的降低順紋抗拉強度增高，但影響的程度小於水分對木材的其他強度。要精確測定無疵木材的順紋抗拉強度是較困難的，主要由於木材橫紋抗壓和順紋抗剪強度都遠低於順紋抗拉強度。以致試驗時的試樣，往往因聯接處受剪切力或壓縮力的破壞，得不到最大的順紋抗拉強度。各國的標準試驗方法，主要考慮的是試樣的形狀、尺寸和夾具形式，儘量使之減少上述影響的應力因素，有的國家材料試驗中尚未列入此項試驗。有的雖有此項方法，但一般不要求進行，在設計、利用需要順紋抗拉強度指標時，則利用抗彎強度相等的值代替 ^[5]  。

橫紋抗拉強度承受垂直於木材紋理方向的拉伸荷載的能力。木材橫紋抗拉強度很低，如果木材因幹縮而產生裂紋時，橫紋抗拉強度會受到很大的削弱，甚至會完全喪失。因此在任何木結構的構件中，應儘量避免產生橫紋抗拉應力。當木材紋理方向與其構件的主軸成一定角度時，將導致順紋抗拉趨向橫紋抗拉，使木材主軸方向的抗拉強度明顯地降低。橫紋抗拉強度，也可用於推測木材幹燥時是否容易發生開裂現象，木材橫紋抗拉強度僅為順紋抗拉強度的1/10～1/40。木材弦向與徑向的橫紋抗拉強度也不完全相同，一般徑向比弦向高，因為木材徑向受拉時受木射線的加強作用，具有寬射線的木材其作用更為明顯。射線雖不寬而早晚材明顯的針葉樹材，抗拉強度弦向可能大於徑向 ^[5]  。

岩石抗拉強度是岩石物理力學性質之一。指岩石試件在拉應力作用下破壞時，與拉力垂直的斷面上的平均拉應力。由於試件製作和實現單軸拉伸加載的困難，很少採用直接拉伸試驗，大多采用劈裂法間接拉伸試驗測定岩石抗拉強度，由於岩石中微裂隙在壓力下閉合而產生摩擦，用劈裂法測定的抗拉強度略高於直接拉伸試驗測定值 ^[6]  。

一般所説的岩石抗拉伸強度都是指簡單應力狀態下(即單軸抗拉伸狀態)的強度。為了確定岩石的抗拉伸強度，有直接拉伸和間接拉伸兩類試驗方法。直接拉伸試驗基本上與一般的金屬拉伸試驗方法相同，將巖樣加工成與金屬拉伸試棒類似的形狀，然後夾緊在材料試驗機夾頭上進行拉伸，當岩石拉斷時，單位截面積上的極限載荷即為該岩石的抗拉伸強度。間接拉伸試驗有盤形試樣的巴西劈裂試驗、筒形試樣的抗內壓脹裂試驗等多種。在進行直接拉伸試驗時，必須將巖樣加工成形狀複雜的試棒，這對於岩石材料來説是十分困難的。因此，許多研究者都設法使用具有規則形狀的圓柱形巖樣，並且採用特殊的夾頭，即不用機械夾緊的辦法，而採用各種粘結的辦法 (例如使用鉛的化合物、含硫粘劑及環氧樹脂等)使巖樣兩端與拉伸夾頭粘牢，並把夾頭的結構設計為自行找中，以避免彎距的產生(包括使用球接頭，並通過柔性鋼絲繩加載等)，除了抗拉伸強度很高的岩石之外，一般都能獲得較好的效果 ^[7]  。

直接測定岩石試件單軸抗拉強度的試驗。試驗在萬能試驗機上進行。試件為高徑比2.5～3.0、 直徑不小於54mm的圓柱體。試驗時試件兩端粘結在備有適當聯接裝置的圓筒狀金屬套帽中，以保證荷載通過試件的軸線。加載速度應保持恆定，使破壞發生在5分鐘內。每組巖樣的試件不得少於5 個。試件的抗拉強度，以作用在試件上的最大荷載 (N) 除以試件的初始橫截面積 (mm²) 得到 ^[8]  。