התנהגות חומרים במתיחה

Transcript

1 מטרת המעבדה התנהגות חומרים במתיחה להדגים את אופן הביצוע של בדיקת חוזק למתיחה לחומרים שונים, ללמוד לפענח את התוצאות המתקבלות תוך עריכת השוואות התכונות המכאניות של החומרים השונים, וכן הדגמת תופעת הקשיית מעוותים. רקע תיאורטי מבין כל הבדיקות המכאניות הקיימות (חוזק, קשיות, נגיפה, התעיפות וכו'), מספקת בדיקת חוזק המתיחה את כמות הנתונים הרבה ביותר עבור בדיקה אחת. הבדיקה מתבצעת על דגם תקני בעל צורה גיאומטרית מוגדרת, הנידפן במכשיר מתיחה מיוחד ונמתח עד שבירתו. תוך כדי ביצוע הבדיקה נמדדים (בדרך כלל גם נרשמים גרפית) הכח המופעל על הדגם והמעוותים הנוצרים בו כתוצאה מפעולת כח זה. עיון בגרף המתקבל מספק מידע רב ערך לגבי התנהגות המתכת ולגבי תכונותיה, וזאת בנוסף לנתונים המתקבלים מחישוב התוצאות הכמותיות. דיאגראמה כזאת של פלדה רכה (עניית פחמן) מתוארת באיור 3.1. ניתן לראות באיור 3.1 כי קיימת הפרדה ברורה בין האזור האלסטי לאזור הפלסטי. באזור האלסטי המאמץ עולה באופן ליניארי עם המעוות ומגיע לערך מסוים. גבול זה נקרא נקודת כניעה עליונה. בנקודה זו המאמץ נופל באופן פתאומי ומופיע אזור כניעה המאופיין על-ידי מעוות החומר כמעט ללא הקשיה (זאת מאחר והחומר לא סיים לעבור את הכניעה). המאמץ של אזור הכניעה נקרא נקודת כניעה תחתונה. לאחר אזור כניעה של אחוזים אחדים של מעוות הנקרא גם מעוות לודר,(Luders) מתחיל האזור הפלסטי. התנהגות כזאת נובעת מדיפורמציה בלתי הומוגנית שמתחילה בנקודה של ריכוז מאמצים (בדרך-כלל ליד אחת התפסניות של מכשיר המתיחה) ומתקדמת לאורך הדגם בצורה של רצועה צרה. רצועה זו נקראת רצועת לודר band).(luders מאחר שהמאמץ הדרוש לנוקלאציה של רצועת לודר גבוה יותר מהמאמץ הדרוש להתקדמותו, מקבלים ירידה פתאומית במאמץ. עקומות מסוג זה מתקבלות ברוב המתכות בעלות מבנה BCC המכילות כמות קטנה של זיהומי חדירה. איור 3.1: דיאגראמת מאמץ-עיבור של פלדה רכה. בדיאגראמת מאמץ-עיבור (איורים 3.1,3.2) ניתן להבחין בנקודות אופייניות הבאות: 1. תחום אלסטי - בו נוצרים בדגם רק מעוותים "אלסטים" (הפיכים), הנעלמים כליל עם הסרת הכח הפועל על הדגם. בתחום זה (הקו הישר שבאיור 4.2) החומר מקיים (3.1) σ= E ε כאשר: - σ המאמץ המופעל על החומר, ε- ההתארכות היחסית (עיבור) המתאימה למאמץ, האלסטיות modulus) (Young's - השווה לשיפוע הקו. מודול ו - E נקודת (מאמץ) הכניעה - הנקודה בה החומר עובר מהתחום האלסטי לתחום הפלסטי. מאמץ המתיחה המקסימלי - נקודת קיצון בה מתחיל להיווצר בדגם "צואר" (Neck) שחתכו הולך וקטן בהדרגה, עד שנוצר בו שבר (ראה איור 3.2) נקודת ה- UTS (נקודה M בשרטוט 3.2). המאמץ לשבר - נקודה בה מתרחש כשל של הדגם

2 איור 3.2: היווצרות צואר ושבירת הדגם באזור הצואר, בדגם שעבר ניסוי מתיחה. ברוב המקרים קשה מאוד לקבוע באופן מדויק את מאמץ הכניעה, לכן משתמשים בשיטה מוסכמת לקביעת נקודה זאת. את אופן הקביעה ניתן לראות באיור 3.3. מעבירים קו מקביל לקו האלסטי במרחק.2% מעוות. הנקודה המתקבלת על-ידי חתוך ישר זה עם העקומה נקראת מאמץ כניעה מוסכם או.2% offse.srengh או σ σ e איור 3.3: מאמץ כניעה מוסכם במרחק.2% מעוות, (1999) N.D..Calliser, חישוב המאמץ המאמץ הפועל על הדגם מחושב מתוך הכח P הפועל על הדגם מחולק בשטח החתך שלו A, o לפי הנוסחה: (3.2) σ e = P / A o σ e ואילו המאמץ המחושב מתוך מאמץ זה, המחושב מתוך שטח החתך המקורי A o נקרא "מאמץ הנדסי". σ ברור ששני מאמצים אלו שונים במידה רבה שטח החתך האמיתי בכל רגע ורגע A נקרא "מאמץ אמיתי" בעיקר בתחום שלאחר הקיצון. היחס בין ל- הינו (3.3) σ A = σ e A 31

3 (3.4) σ = σ A / A ) e ( f בניסוי מתיחה, בהנחה שנפח הדגם נשאר קבוע, ניתן לכתוב (3.5) A L = A L L L בנוסחה (4.5) הינו אורכו ההתחלתי של הדגם, אורכו של הדגם כאשר שטח החתך מגיע לערך A. (3.6) σ σ L / L ) = σ (1+ L / L ) = σ (1+ ) = e ( e e ε אז מתקבל ε= L L L= L L כאשר השינוי באורך מוגדר על-ידי והעיבור מוגדר כ-. חישוב העיבור de=dl / L או ε, ε והעיבור האמיתי = L L העיבור ההנדסי הינו ניתן מתוך הקשר (3.7) εf Lf dl L f de= = ln L L ε= L (3.8) = ln( ε 1) ε. + טבלה 3.1 השוואה בין ערכי העיבור ההנדסי לעיבור האמיתי. ε ε ε עד עיבור של.2 ניתן לראות שהערכים קרובים זה לזה. מעל ל- בטבלה 3.1 ניתן להשוות את ערכי ε ל- =ε.5 הפער ביניהם הולך וגדל. תהליכי עיבוד מתכות כגון חישול, עירגול, ועיבוד שבבי מתבצעים בתחום הפלסטי. בתהליכים אלו היצרות שטח החתך והעיבור הם גדולים ולכן יש צורך לחשב מאמץ ומעוות על-פי המידות האמיתיות. חישוב היצרות שטח החתך Area) (Reducion of מידע נוסף על תכונותיה הפלסטיות של המתכת מקבלים ממידת ההקטנה של שטח החתך של הדגם באזור הצואר. מידה זו מחושבת על פי הנוסחה 2 A A D d (3.9) R.A.% = 1% = 1% 2 A D 2 הקוטר ההתחלתי של הדגם, שטח החתך הסופי באזור הצואר. A שטח החתך ההתחלתי של D כאשר R.A היווצרות שטח החתך ב- %, הדגם, d הקוטר הסופי באזור הצואר ו- A סוגי שבר מבחינת צורת פני השבר מבחינים בין שני סוגי שבר יסודיים: 1. שבר משיך - המתקבל בדגמים שבהם קיימת תופעת צואר. לסוג שבר זה צורה אופיינית של קונוס הנקראת,Cup and Cone כפי שניתן לראות באיור 3.4 א'. פני שבר זה ישרים ובעלי מבנה גרעיני, כפי שבר פריך - המתקבל בדגמים בהם לא קיימת תופעת הצואר. 2. שניתן לראות מתוך איור 3.4 ב'. 32

4 א :. היווצרות צואר בשבר משיך; ב. שבר פריך ללא צואר. איור 3.4 הקשר בין צורת הדיאגראמה לתכונות החומר איור 3.5 דוגמאות לדיאגראמות מאמץ-עיבור אופייניות. באיור 3.1 תוארה דיאגראמת המאמץ-עיבור של פלדה רכה. ברוב המקרים שונות הדיאגראמות המתקבלות במתכות אחרות מהדיאגראמה שבאיור 3.1; נקודת הכניעה פחות בולטת או שאינה קימת כלל, התחום הפלסטי קטן יותר או שאינו קיים כלל, וכדומה. דוגמאות אחדות לדיאגראמות מאמץ-עיבור שונות ניתן לראות באיור

5 תכונות ושימושים עבור החומרים שבניסוי אלומיניום (Al) - מתכת אפורה, קלה ורכה, הניתנת לעיבוד בקלות, מוליכה טוב חשמל וחום ובעלת עמידות טובה בקורוזיה. חומר קל למחזור. שימושים: מסגרות לחלונות, מטוסים, פחיות לשתיה, רכיבים אלקטרונים, מארזים. פלדות - פלדה הינה חומר בעל חוזק גבוה, שהינו שילוב בין ברזל לבין כמויות קטנות (בדרכ' פחות מ- 1%) של פחמן. דיאגרמת ברזל-פחמן מתארת את סוג הפאזות הקימות בפלדות שונות כתלות בהרכב הפחמן ובטמפרטורה. פלדת אל-חלד, הקרויה בקיצור פלב"מ seel),(sainless הינה פלדה דלת-פחמן המכילה למעלה מ- 1% כרום.(Cr) תוספת זאת של כרום היא המקנה לפלדה את עמידותה בקורוזיה (שיתוך). שימושים של ברזל ופלדות: שלד לגשרים, שלד לגורדי שחקים, רכיבים אלקטרונים, מסילות ברזל, מכוניות, מגנטים, מוצרי ספורט, צעצועים, מכונות תעשייתיות, מטבעות ועוד. טבלה 3.2 תכונות מכניות אופייניות למתכות שונות. פולימרים (Polymers) בנויים משרשרת ארוכה של מולקולות שחוזרות על עצמן מספר רב של פעמים. למולקולות "הקטנות", שמסוגלות ליצור פולימר, קוראים מונומר (ביוונית: מונו- אחד, מר- יחידה). מקור השם פולימר ביוונית פולי- הרבה, מר-יחידה. כל סוגי הפלסטיק, בהם פוליאתילן, פוליאמיד (ניילון), פוליקרבונט, פוליאוריתן ועוד, מבוססים על פולימרים מלאכותיים. פולימרים מלאכותיים משמשים כמעט בכל התעשיות, כמו רכב, מחשבים, בינוי ועוד. חלקים מסוימים באקדחים מסוימים (גלוק, למשל, אך לא רק) עשויים מחומר פולימרי. כל החומרים הפלסטיים הם פולימרים, אבל לא כל פולימר הוא חומר פלסטי. התהליך שבו מתקשרות מולקולות "קטנות" לשרשרות ארוכות נקרא פלמור. PVC (פולי-וניל-כלוריד) פולימר מלאכותי מקבוצת החומרים הפלסטיים. ה- PVC הינו בעל ערך רב בתעשייה הכימית ורבים השימושים בו. כמחצית מה- PVC המיוצר בעולם מיועד לשימוש בענף הבניה שם הוא מחליף את חומרי הבניה המסורתיים כגון: טיט, בטון ועץ. PVC קשיח משמש לייצור מגוון מוצרים: ציפויים פנימיים וחיצוניים לבניינים, כרטיסים ככרטיסי אשראי או תחבורה ציבורית, מסגרות לחלונות, תקליטים (מכאן השם "תקליטי ויניל"), צינורות, אביזרי אינסטלציה ועוד. ניתן לרכך PVC באמצעות הוספת חומרים מגמישים כגון פתלאטים. בצורתו הרכה משמש ה PVC לייצור בדים, ריפודים, צינורות גמישים, ציפוי רצפות, בידוד לחוטי חשמל, ציפויים לגגות ועוד. רבים ממוצרי הפלסטיק שאנו צורכים הם מסוג.PVC לאחרונה, מתרבים המחקרים המראים כי פלסטיק מסוג זה שהתיישן, כגון במוצצים, בקבוקים ושקיות- מתחיל לפלוט מולקולות מסרטנות ולהתפרק. זכוכית אקרילית glass) (Acrylic או בשמו המפורסם פלקסיגלס (Plexiglas) משתייך לקבוצת הפולימרים הסנטטיים. לזכוכית האקרילית שמות רבים נוספים כגון פולימתיל מתאקרילט mehacrylae) Polymehyl או כקיצור,(PMMA פרספקס, אקריליט, אקריפלסט וגם אקריליק. החומר פותח בשנת 1928 במספר 34

6 מעבדות שונות ונכנס למעגל המכירות בשנת 1933 על ידי החברה הגרמנית רואם והס Hass).(Rohm and כדי להפיק ק"ג אחד של זכוכית אקרילית, צריך לזקק שני ק"ג של נפט. טמפרטורת ההתכה של הזכוכית האקרילית היא צלזיוס. הפרספקס קל יותר מהזכוכית, אינו מתנפץ לרסיסים, הוא גמיש ורך יותר מהזכוכית (נשרט ביותר קלות ממנה). שלא כמו זכוכית, הפלקסיגלס איננו מסנן את קרינה העל סגולה מתוך אור השמש. הפלקסיגלס אפילו נחשב למעביר מצוין של קרינה על סגולה. משום כך, יצרנים של פלקסיגלס לרוב מוסיפים ציפוי שמסנן את הקרינה. הפלקסיגלס מעביר יותר אור (92% מתוך אור נראה מועברים) מאשר זכוכית רגילה. איור 3.6 דוגמאות לדיאגראמות מאמץ-עיבור אופייניות לחומרים פולימרים: A פולימר פריך (כדוגמת הפרספקס), B פולימר משיך בעל תחום פלסטי ניכר (כדוגמת ה- PVC ), - C אלסטומר (כדוגמת הגומי). טבלה 3.3 תכונות מכניות אופייניות לפולימרים שונים. 35

7 מהלך המעבדה.1 א. ב. ג. ד. ה. ביצוע בדיקות חוזק מתיחה בדגמים הבאים: נתך אלומיניום שעבר זיקון טבעי (הזיקון גרם לירידה במשיכות). פלדה רכה (12). פלדה רכה - הקשיית מעוות (12). PVC פולי-וניל-כלוריד. פרספקס (פולימר דמוי זכוכית). הערה: קודם לבדיקות המתיחה, יש לשרטט קווים אופקיים לאורך הדגם במרחק קבוע של 5 מילימטר ביניהם. הניסוי יתבצע במכונת מתיחה סטטית דגם.MTS-1M המכשיר מסוגל למדוד התארכויות ועיבורים תוך כדי העמסת הדגם, המכשיר הינו מבוקר מחשב, ותוצאות הבדיקה בזמן אמת מופיעות על-גבי בקר או צג המחשב. תוצאות הניסוי שיתקבלו מתוך תוכנת המחשב יינתנו לסטודנטים על גבי דיסקט. * דגמי המתיחה הם מסוג "דוג-בון", בעלי חתך מלבני של 6x8, mm 2 אורכו של האזור הצר בדגם (האזור הנמדד בהתארכות) הוא 55, mm כאשר אורכו הכולל של הדגם 16. mm 2. הדגמת הקשיית מעוותים בדגם של פלדה רכה. הכוונה להקשית החומר הנובעת מהסתבכות של נקעים זה עם זה ועם מחסומים המעכבים את התקדמותם בסריג. מספר הנקעים בסריג מעוות גדול במספר סדרי גודל מזה שבסריג מורפה, מה שגורם להקשיית החומר. במעבדה הנוכחית נבצע בדיקת מתיחה ראשונית לפלדה 12 עד לתחום הפלסטי (עוצרים את ההעמסה לאחר הכניעה). לאחר-מכן נעמיס שוב את הדגם. כתוצאה מכך נראה בהעמסה החוזרת כי פסי הלודרס (האופייניים לפלדות רכות) נעלמו, וכי במקום נקודת כניעה עליונה ותחתונה שהיו קיימות לפני הקשיית המעוותים, כעת קיימת נקודת כניעה אחת שערכה גבוה יותר מאשר הערך שהיה לפני ההקשייה. הוראות לעריכת הדו"ח א. עריכת הדו"ח בהתאם להוראות המפורטות בסעיף II של המבוא למעבדות החומרים.IV-VI ב. התייחס לשימושים אפשריים בבדיקת מתיחה בתעשייה. ג. מצא לפחות שלושה אתרי אינטרנט מעניינים העוסקים בתחום בדיקות מתיחה של חומרים ובנושא עקומת מאמץ-עיבור. מצא מהספרות או מהאינטרנט עקומות מאמץ-עיבור אופייניות לפלדה, לאלומיניום ולפליז. ד. תאר את מהלך הניסוי ואת תוצאותיו. תאר את משטח השבר בכל אחד מהדגמים. חשב או מדוד מתוך הגראפים המתקבלים מהניסוי את: מודול האלסטיות, קיצון σ (הנדסי), כניעה σ (הנדסי), שבר σ (הנדסי), קיצון,σ כניעה,σ שבר σ עבור המתכות השונות. עבור אחד הדגמים, צייר עקומת σ - ε והשווה לעקומת - e σ ε. חשב את ההתארכות היחסית של הקטע בין כל זוג קווים אופקיים, ושרטט התכווצות בעקומה (מרחק נגד % ε ). חשב את היצרות שטח החתך.R.A. הצג את התוצאות שהתקבלו עבור המתכות השונות בטבלה. ספרות מומלצת נעם אליעז, מבוא לתורת החומרים והתהליכים, יה"ב 23 מעבדה מטלורגית (1994). דנה אשכנזי, "חקר כשלונות חומרים האם ניתן היה למנוע את אסונות הטיטאניק והצ'למג'ר?", גליליאו כתב עת למדע ולמחשבה, גיליון 13, מרץ 27, עמודים אלון, ברנדון, נדיב ורוזן, מבוא להנדסת חומרים, הוצאת מכלול (1974). ASM Handbook, vol. 8, Mechanical Tesing, ASM Inernaional, Maerials Park, OH (1985), pp.19-33, pp Beer, F.P. and Johnson, E.R., Mechanics of Maerials, SI Ediion, McGraw-Hill, Torono (1985), p Calliser, N.D., Maerials Science & Engineering an Inroducion, Fifh Ediion, John Wieley & Sons, Inc., N.Y. (1999). 36

8 Dieer E, G., Mechanical Meallurgy, SI Meric Ediion, McGraw-Hill, London (1988), p. 5-16, 69-75, Herzberg, R. W., Deformaion and Fracure Mechanics of Engineering Maerials, hird ediion, John Wiley and Sons, N.Y. (1989), pp אתרי אינטרנט מומלצים hp://info.lu.farmingdale.edu/deps/me/me25/maerialproperies1.hml hp:// hp:// hp:// hp:// hp:// מילון מושגים - התנהגות מתכות במתיחה דיפורמציה פלסטית: כאשר חומר מתארך מעבר לתחום האלסטי, המאמץ כבר איננו פרופורציונלי לעיבור ומתרחשת דיפורמציה פלסטית. ברמה האטומית, דיפורמציה פלסטית נגרמת כתוצאה מהחלקה, כאשר קשרים אטומים נשברים עקב תנועת נקעים בחומר, וקשרים חדשים נוצרים. בתחום הפלסטי, כאשר נסיר את המאמץ, החומר לא יחזור למצבו ההתחלתי. הקשיית מעוותים: הקשית החומר הנובעת כתוצאה מהסתבכות של נקעים אחד עם השני ועם מחסומים המעכבים את התקדמותם בסריג. מספר הנקעים בסריג מעוות גדול במספר סדרי גודל מזה שבסריג מורפה. התעייפות: כאשר החומר נכשל בעומסים נמוכים ממאמץ הכניעה כתוצאה מהפעלת מספר רב של מחזורים של מאמץ. איך ניתן לשלוט על תופעת ההתעייפות של החומר? הורדת ערכי העומס המחזורי, הימנעות מפינות חדות, הימנעות מוויברציות, סגסוג עם חומרים המעלים את העמידות בהתעייפות, טיפולים תרמיים, הימנעות מקורוזית גימום, ביצוע בדיקות תקופתיות ומעקב (לדוגמא: במטוסים, להפסיק להטיס לאחר שהמטוס עבר מספר מסוים של נחיתות והמראות). חסינות לשבר: התנגדות החומר לשבר (זהו השטח מתחת לעקום המאמץ-עיבור. החומר סביל/חסין יותר). ככל ששטח זה גדול יותר, מאמץ ) σ) : כוח ליחידת שטח. מאמץ גזירה קריטי מופרד: זהו המאמץ גזירה הדרוש על-מנת לשבור קשרים בין אטומים מתכתיים, זאת בכדי לאפשר החלקת נקעים. מאמץ הגזירה המינימאלי הדרוש לכניעת החומר יהיה בגביש יחיד בכיווניות o של = 45 =λ.φ (* הערה: חשוב להדגיש שדגמי המתיחה בניסוי הנוכחי הם רב-גבישיים ולא חד גביש.) Normal o slip plane φ A F λ Slip direcion F 37

9 מודול האלסטיות/מודול יאנג (E): היחס בין המאמץ לעיבור בתחום האלסטי (לינארי) של עקומת המאמץ- עיבור. ניתן לראות במודול האלסטי אינדיקציה למידת הקשיחות של החומר או למידת העמידות של החומר בדיפורמציה אלסטית. מקדם פואסון (ν): מינוס היחס בין העיבור בכיוון הצירי z (עיבור חיובי) והעיבורים הרוחביים,x y שליליים), המתקבלים כתוצאה מהפעלת מאמץ מתיחה. (עיבורים ניסוי מתיחה: בניסוי מתיחה לוקחים מוט או רצועת פח, אשר נמתחים בקצב קבוע ומודדים את עליית הכח למתיחה כנגד התארכות הדגם. באותו המתקן ניתן לבצע בנוסף על המתיחה גם ניסיונות של לחיצה, כפיפה ופיתול (בהתאם לסוג הדגם ולתפסניות). ממכשיר זה מקבלים עקומת מאמץ-עיבור של החומר. משיפוע גרף המאמץ-עיבור בתחום האלסטי ניתן לקבל את מודול האלסטיות (מודול יאנג). אם נצמיד לדגם מדי עיבור אורכי ורוחבי נוכל לחשב גם את מקדם פואסון. מתוך גרף המאמץ-עיבור ניתן למצוא את התחום האלסטי, התחום הפלסטי, נקודת ה- UTS וכן את המאמץ לשבר. בנוסף לערכים של מאמץ הנדסי ועיבור הנדסי ניתן לקבוע מהניסוי גם את הפחתת שטח החתך באזור השבירה. מתוך משטח השבר וכן מתוך השטח שמתחת לעקומת המאמץ-עיבור ניתן לקבוע את מידת המשיכות/פריכות של הדגם. בנוסף ניתן לבצע במכשיר ניסויים לקביעת החסינות לשבר והעמידות בהתעייפות. עיבור (ε) : השינוי באורך המתרחש במהלך ההעמסה ביחס לאורכו ההתחלתי של הגוף לפני הפעלת המאמץ. פגמים: גביש אידיאלי הינו בעל מערך תלת-ממדי אינסופי, החוזר על עצמו תוך כדי שכפול תא היחידה אינסוף פעמים באופן מושלם. במציאות הגביש מוגבל בגודלו וישנם בו פגמים המשבשים את המבנה. פגמים אלו אחראים להרבה מתכונות החומר. מקובל להתייחס לפגמים בהתאם לממד שלהם. פגמים נקודתיים - מימדים: קבוצה זו מכילה פגמים בסדר גודל של אטום בודד, ביניהם: היעדרויות, זיהומים (אי-ניקיונות) וחדירונים של אטום זר או של אטומים מסוגים שונים. פגמים קווים - 1 מימדים: קבוצה זו כוללת פגמים בסדר גודל של שורת אטומים, ביניהם: נקעי קצה, נקעים בורגיים ולולאות נקע. פגמים משטחיים - 2 מימדים: קבוצה זו כוללת גבולות גרעינים (גבולות בין גבישים שונים בתוך החומר), גבולות בין פאזות, תאומים,(wins) ומשגי הערמה fals).(sacking פגמים נפחיים - 3 מימדים: קבוצה זו כוללת פגמים בסדר גודל של צבר אטומים. לדוגמא: מתבדלים או חללים (voids) בסדר גודל של צבר אטומים במרחב תלת-מימדי. צואר: תופעה של הצרה מקומית בשטח החתך (באזור של ריכוז מאמצים מקסימאלי). אופיינית לחומרים משיכים. הצואר מתחיל להיווצר כאשר נגיע בניסוי המתיחה לנקודת ה- החומר יתרחש בסופו של דבר באזור הצואר. תופעת הצואר.UTS הכשל של תכונות מכניות: מודול אלסטיות, מודול גזירה, מאמץ כניעה,.(UTS) יחס פואסון, חוזק, קשיות, מאמץ מקסימלי 38