Прочность в чем измеряется: Прочность на разрыв

Содержание

Прочность металла — что это за свойство

Прочность металла – это одно из важных свойств, определяющее эксплуатационные характеристики изделий. Его измеряют при производстве различных деталей или заготовок, так как от показателя зависят сроки службы конструкций, их устойчивость, безопасность. В статье расскажем всё о прочности, её важных параметрах, о зависимости от данного свойства характеристик изделий.

Что такое прочность металла, от чего она зависит

Перечисляя свойства металлов, стоит упомянуть прочность. Она характеризуетспособность материала сопротивляться разрушениям и деформациям, происходящим под влиянием сил, прилагаемых извне. Прочный металл эффективно сопротивляется магнитным, механическим разрушающим либо деформирующим, термическим (высокотемпературным) или другим нагрузкам, а также сохраняет первоначальную структуру, исходную целостность.

Прочность любого металла или сплава зависит от разных факторов. Это химический состав материала, а также технология изготовления. Примеси в сплаве могут усиливать прочность либо ослаблять её, в зависимости от свойств конкретных химических элементов, добавленных в сплав. На конечные свойства также влияют некоторые способы термообработки, такие как отпуск, закалка, отжиг.

Характеристики прочности

Прочность – это обобщённое понятие, которое охватывает характеристики:

Предел текучести – одна из механических характеристик материалов с обозначением σТ, описывающая напряжение, при котором деформации статического типа увеличиваются при том, что нагрузки не растут.

Предел упругости, обозначаемый σY. Так называется максимально возможное напряжение при нагрузке, после прекращения воздействия которой отсутствуют пластические (остаточные) деформации.

Предел прочности – это механическое максимальное напряжение, после увеличения которого материал начинает разрушаться. Это порог, после которого тело потеряет свою целостность.

Предел пропорциональности (σПЦ)считается максимумом напряжения, при котором находится в действии закон Гука: деформирование тела является прямо пропорциональным оказываемому на него силовому воздействию.

Предел выносливости (либо усталости) σRописывает способность материала принимать нагрузки, провоцирующие цикличные напряжения. Это максимум напряжения цикла, не вызывающего усталостных разрушений после многочисленных нагружений, происходящих циклично.

В чем измеряется прочность металла

Для обозначения предела прочности, считающегося главной прочностной характеристикой, применяют общепринятое обозначение, состоящее из двух греческих букв – σВ. А измеряется значение в Мегапаскалях – МПа. Иногда для измерения используют другую, более понятную единицу – кгс/см2. Это килограмм силы, приложенной на один квадратный сантиметр.

Пределы прочности металлов по ГОСТу

Действующий в РФ ГОСТ под номером 1497-84 устанавливает методики статических испытаний для анализа растяжения образцов из цветных, чёрных металлов. Заготовки должны иметь сечение или диаметр не менее 3 миллиметров. Получают такие образцы штамповкой, с помощью ножниц или на металлорежущем оборудовании.

В ходе исследований изучают пределы текучести (физической, условной) и пропорциональности, временное сопротивление, относительные сужение и удлинение (после разрыва, равномерное), а также модуль упругости. Форма испытываемых заготовок – цилиндрическая либо плоская с рабочей частью толщины не меньше указанных выше 3 мм.

Образцы проверяют на аппаратуре – испытательных универсальных либо узкопрофильных разрывных машинах. Скорость нагружения должна быть постоянной, а также соответствующей области упругости, которая зависит от свойств конкретных металлов.

Для изучения характеристик применяют измерительные устройства – тензометры, штангенциркули, микрометры. Результаты фиксируются на диаграмме растяжения, являющейся графиком, который демонстрирует зависимость напряжений от деформаций. Подробное описание испытательного процесса приведено в соответствующем государственном стандарте.

Виды пределов прочности металла

По воздействию предел прочности бывает:

Статическим. Нагрузки увеличиваются от нулевого до предельного значения длительно, медленно. После достижения пика они продолжительно сохраняются на постоянном уровне. Статический предел прочности – порог механического стабильного напряжения, при превышении которого тело разрушится.

Динамическим. При таких нагрузках, влияющих кратковременно и действующих, например, после ударов, происходит ускорение частиц в структуре либо тела, либо контактирующих с ним элементов. Динамическим прочностным пределом называется пороговое значение механического переменного напряжения (при ударных влияниях), после возрастания которого выполненное из определённого материала тело лишится своей целостности. Период нагружения обычно не более нескольких секунд от старта действия нагрузки. По прошествии данного времени происходит разрушение.

По видам прилагаемых усилий прочностные пределы бывают следующими:

Сжатия. Сдавливающие силы приводят к уменьшению исходного объёма. Предельное значение прочности – порог, после которого сжатие разрушает предмет либо меняет его структуру и геометрию, то есть деформирует. Примеры – фундаменты котлов.

Растяжения. Предельный здесь показатель, после увеличения которого тело разрушается в результате растягивающего воздействия, оказываемого в направлении оси. При растяжении предмет удлиняется. С момента начала приложения силы до значительного истончения или разрыва обычно проходит не очень много времени. Примеры – приводные ремни в автомобилях, тросы в грузоподъёмном или другом оборудовании.

Кручения. Действуют либо разнонаправленные парные силы, либо единственная, влияющая на зафиксированное в одном конце тело. Примеры – валы машинных двигателей, мощных станков.

Изгиба. Под влиянием внешних прикладываемых сил (сгибания) тело меняет кривизну, а после превышения порога разрушается. Чем металл прочнее, тем дольше он противостоит изгибу без разрыва. Чем больше цементирующих, укрепляющих добавок в материале, тем выше предельное значение.

Как определяют прочность металлов

Прочность сталей или иных материалов оценивают на специальной измерительной аппаратуре, обычно в экстензометрах. В ходе тестов образцы постепенно растягиваются либо сжимаются до момента разрыва. Зависимость усилия от роста длины заготовки регистрируется. Экстензометры бывают лазерными, пневматическими, гидравлическими. Как правило, машина имеет привод для приложения силы, измерительные и регистрирующие устройства, фиксирующие механизмы. Некоторые модели оснащаются дополнительно термической камерой для нагревания при анализе огнеупорности.

Также для анализа показателей применяют испытательные стенды. В них образец закрепляется с прочной фиксацией одной стороны. С другой устанавливается механизм с гидравлическим или электромеханическим приводом, прилагающий нагрузку. Сила при изгибании, скручивании или разрыве повышается плавно. Электронная система контроля запоминает измеряемые параметры.

Испытания могут проводить лишь организации с соответствующей аккредитацией, должным техническим оснащением, штатом персонала с высокой квалификацией.

Измерительные методики бывают неразрушающими и разрушающими.

В последнем случае образцы изучаются либо до существенных структурных изменений, либо до полного их разрушения, становясь негодными после тестирований. При неразрушающих способах целостность заготовок сохраняется, благодаря чему они могут использоваться повторно, например, для других тестов.

К неразрушающим исследованиям относят:

визуальные осмотры, в том числе с использованием луп;

тестирования магнитных частиц;

оценку проникновения красящих составов;

ультразвук;

радиографию;

анализ герметичности;

вихретоковый контроль.

Разрушающие исследовательские методики – это механические проверки на усталость, твёрдость, износ, удары, изгибы, растяжения, твёрдость. Обычно такие способы проводятся параллельно с неразрушающими. Один образец делится на две части, испытывается разными методами. Результаты сверяются, сопоставляются.

На что показатель прочности может влиять

Сама прочность зависит, прежде всего, от состава материала. В сплаве всегда присутствуют примеси. Одни добавки легируют, то есть улучшают характеристики. Другие, напротив, портят материал. К легирующим компонентам сталей относят вольфрам, хром, ванадий, кремний, марганец, титан, кобальт, фосфор, углерод. А водород, сера и другие химические элементы, наоборот, придают хрупкость.

На что прочность влияет? На следующие характеристики:

Износостойкость – степень подверженности истиранию.

Сопротивление давлению или иным влияниям: кручению, растягиванию, ударам, вибрациям.

Сохранение первоначальных форм, строения при механических нагрузках.

Сроки службы металлоизделий.

Допустимость разных заготовительных технологий, способов термообработки: варки, литья, резки, штамповки, фрезеровки, обжиги, закалки.

Возможность придания деталям и заготовкам нужной конфигурации, включая сложную.

Сфера применения металлов, изготовленных из них изделий.

Прочные металлы долго служат, устойчивы к внешним различным воздействиям, выдерживают повышенные нагрузки, незначительно меняют свои первоначальные характеристики со временем или постоянно сохраняют их, могут подвергаться обработке разными методами. Из таких материалов можно изготавливать детали для промышленных станков, сельхозтехники, транспорта, строительного оборудования, различных инструментов и приспособлений – напильников, домкратов, плоскогубцев, секаторов, а также медицинских скальпелей, ножниц.

Важно! Не всегда высокая прочность является преимуществом. Она должна соответствовать назначению материала, сфере его применения. Так, высокопрочные металлы труднее обрабатывать с целью придания сложных форм с многочисленными участками изгибов.

Классы прочности сталей с обозначениями

Стальные изделия используются повсеместно в разных сферах, включая промышленность, строительство, машиностроение. Поэтому прочность стали строго контролируется. Такой справ классифицируется по временному сопротивлению разрывам, по текучести. Выделяют семь классов:

Первый. Показатель предела прочности нормальный, равен 225 Мегапаскалям. К этой категории относят обычные стали углеродистых горячекатаных марок.

Со второго по четвёртый. К этим классам причисляют марки горячекатаных либо нормализованных низколегированных сталей с повышенной прочностью – от 285 Мегапаскалей до 390.

С пятого по седьмой. В этой группе высокопрочные стали с умеренным легированием, прошедшие термическую оптимизацию. Их значения превышают 440 МПа, достигают 735 единиц.

Согласно актуальному ГОСТ, классы сталей маркируются буквенно-числовыми комбинациями. Обозначение «К» присваивается сплавам, произведённым с нормализацией, отпуском, отжигом. А буквами «КТ» маркируются закалённые и отпущенные сплавы.

Классы прочности металлических крепёжных изделий

Класс прочности обязательно определяется для металлоизделий, применяемых для крепежа – надёжного фиксирования отдельных элементов многокомпонентных конструкций. Показатели указываются в нормативной документации, регламентирующей основные механические свойства.

В обозначении класса две цифры с точкой между ними. Идущее впереди число – это разделённый на 100 предел прочности. А второе числовое обозначение, стоящее после точки, является умноженным на 10 отношением предела текучести (выражается в процентах) к временному сопротивлению. Например, если класс – 4.6, то предел составляет 400 Мегапаскалей.

Винты, болты, шпильки делятся на такие группы:

Лемешные. Применяются в сельскохозяйственной крупногабаритной технике.

Мебельные. Их назначение – изготовление корпусной и другой мебели, а также строительство некоторых конструкций.

Дорожные. Используются для фиксации частей металлоконструкций.

Машиностроительные. Высокопрочные метизы для приборо-, машиностроения.

Характеристики разных материалов, металлы с максимальной прочностью

Рассмотрим значения для наиболее распространённых сплавов и металлов:

Медь – около 225 МПа при нормальных температурах.

Технический алюминий, прошедший отжиг, – 78,5-80 Мегапаскалей.

Чугун: сырые типы – порядка 100-350 МПа, а высокопрочные, качественные сорта – от 350 единиц до максимальных 1000.

Железо – около 250 МПа.

Магний – порядка 170 Мегапаскалей.

Свинец – всего 18 МПа.

Олово – 20 единиц.

Самыми прочными считаются следующие металлы с соответствующими значениями пределов: вольфрам (до 1200), титан (600), молибден (около 700), никель (от 400 до 450), цирконий (до 950).

Как повышать прочность

Для увеличения прочности можно:

Формировать сплавы со структурой без дефектов. Разрабатываются металлы с нитевидными кристаллами. Они прочнее обычных в десятки раз.

Использовать нагартовку. Под давлением возникает объёмный наклёп, а при дальнейшей обработке дробеструйными установками или накаткой – поверхностный.

Добиваться легирования, внедряя в состав отдельные элементы из таблицы Менделеева.

Удалять из сплавов и металлов ненужные примеси. Некоторых из них делают материалы хрупкими.

Закалять стали – нагревать их до определённых температур с целью улучшения свойств.

Заключение

Прочность сырья влияет на эксплуатационные характеристики металлоизделий, поэтому важно выбрать подходящий материал и оптимальную технологию изготовления. Компания Profbau – это предприятие полного цикла. Мы знаем особенности всех существующих металлов и их сплавов, учитываем их при производственных процессах.

Мы используем современные технологии и автоматизированное оборудование, занимаемся мелкосерийным производством, выпуском крупных партий и подготовкой единичных образцов, в том числе по индивидуальным техническим заданиям или чертежам. Мы гарантируем высокое качество всех металлоизделий, максимальное приближение их геометрии и размеров к заданным параметрам. Формируем лучшие ценовые предложения, выполняем заказы без нарушения сроков. Обратиться к нам можно по телефону, через форму обратной связи на сайте или по электронной почте.

почему нужно учитывать этот показатель

Главная >
Блог >
Предел прочности металла: почему нужно учитывать этот показатель

18. 12.2022

Время чтения: 8 минут

Редакция сайта VT-Metall

Сохранить статью:

Вопросы, рассмотренные в материале:

Что такое предел прочности металла по ГОСТу
Виды пределов прочности металла
Предел прочности стали
Особенности разных классов стали по прочности
Предел прочности разных видов металлов

Что такое предел прочности металла по ГОСТу

Предел прочности металла – это одна из главных механических характеристик материалов. Данный термин широко применяется в отношении металлов и сплавов в общении специалистов, однако в технических справочниках, сборниках нормативов и другой специальной литературе этот показатель принято называть временным сопротивлением.

Прочностью называют сопротивляемость стали или других материалов деформирующим или разрушающим нагрузкам, способность, подвергаясь механическим, температурным, магнитным и прочим воздействиям, сохранять целостность, структуру и форму.

Предел прочности (или временное сопротивление металла), способность к упругой деформации, предел пропорциональности, пределы упругости и текучести входят в число основных характеристик прочности на растяжение.

Для обозначения предела прочности металла принято использовать символ σв, а для измерения – килограммы силы на один квадратный сантиметр (кгс/см2) или мегапаскали (МПа).

Для испытаний прочности материалов на разрыв используют специальные стенды. При этом к образцу, один конец которого прочно зафиксирован, прилагают разрывающую нагрузку. Для создания усилия применяют электромеханические или гидравлические приводы. В ходе испытания происходит плавное увеличение нагрузки, разрывающей, скручивающей или изгибающей металлическую деталь.

Для снятия параметров усилия на разрыв и относительного удлинения образцов испытательные стенды оборудуются электронной системой контроля.

Виды пределов прочности металла

Как уже говорилось, предел прочности является одной из основных физических характеристик любых конструкционных материалов, в том числе и металлов. Этот показатель служит основой для принятия решения о возможности применения конкретных сплавов для изготовления детали или необходимости их замены более прочными.

В зависимости от вида прилагаемого усилия принято различать:

Предел прочности металла при сжатии – он показывает максимальную нагрузку, при превышении которой постоянное или переменное механическое напряжение сжимает образец, деформируя или разрушая его. Статическим пределом прочности принято называть пороговую величину при постоянном напряжении, а динамическим – при переменном. Для сжатия образца посредством механической нагрузки обычно требуется небольшой временной отрезок.
Предел прочности металла при растяжении – это максимальное значение механической нагрузки на образец, при превышении которого происходит его разрыв. При этом речь может идти не только о полном разрушении металлического пробника, но и о его неприемлемом истончении, что также может говорить о превышении порога напряжения. На разрыв или истончение подвергаемого испытанию тела также обычно не требуется много времени.
Предел прочности металла при кручении подразумевает максимальную величину касательных напряжений, возникающих при кручении вала в его опасных сечениях, превышение которой приводит к разрушению образца. Этот показатель используют при проверочном расчете испытания на прочность, подборе сечения и определении допустимого крутящего момента.
Предел прочности металла при изгибе обратно зависит от его твердости и растет при увеличении процентной доли цементирующих добавок. Иными словами, от химического состава сплавов, величины карбидных зерен и свойств цементированного слоя образца зависит прочность при изгибе.

Значительную роль при этом играет именно толщина слоя цементирующего металла в образце. С ее увеличением за счет снижения местных напряжений происходит повышение прочности и наоборот – уменьшение этого значения ведет к снижению прочности сплава. Для определения предела прочности на изгибание пользуются методикой испытания, при которой одна сосредоточенная сила, прилагаемая по центру, разрушает свободно лежащий на двух опорах образец.

Предел прочности стали

Несмотря на то, что в современном производстве стальные сплавы постепенно сдают свои позиции под напором таких новых материалов, как различные полимеры и композиты, они по-прежнему служат основным материалом, из которого выполняются ответственные элементы самых разных конструкций и деталей. Корректный расчет предела прочности металла, из которого выполнены детали, позволяет увеличивать срок их службы, добиваться максимальной прочности и безопасности.

В зависимости от марки предел прочности металла может колебаться в диапазоне от 300 МПа у обычных сортов низкоуглеродистых конструкционных сталей до 900 МПа у специального высоколегированного сплава.

Предел прочности зависит от:

химического состава металла,
параметров термообработки (закалки, отпуска, отжига и других ее этапов).

Влияние примесей может быть как положительным, так и отрицательным. От вредных включений, снижающих прочность, сплав максимально избавляют при выплавке и прокате. Полезные для свойств сплава добавки вводят в его состав для улучшения характеристик.

Помимо предела прочности, для проведения расчета применяют связанный с ней предел текучести металла (обозначение σT). Это величина напряжения, при которой деформация нарастает без увеличения прилагаемой силы. При достижении пороговой величины начинается разрушение образца, то есть разрывается часть связей между атомами, а на остальные начинают действовать возросшие нагрузки.

Для элементов конструкций, эксплуатируемых при обычных нагрузках, наиболее важны физические характеристики сплава. Если же детали предназначены для работы под воздействием экстремальной температуры, большого давления, высокой влажности или в агрессивной среде, на первый план выходят физико-химические показатели, которые, как и механические, сильно зависят от химического состава:

С повышением процентной доли углерода растут прочность и твердость металла, однако снижается его пластичность. Это происходит примерно до достижения 1%-ной концентрации углерода, а далее характеристики начинают ухудшаться.
Увеличение процентной доли углерода вызывает повышение порога хладоемкости, что позволяет производить морозоустойчивые и криогенные сорта стали.
Большая часть стальных сплавов содержит марганец, который позволяет вытеснить из расплавленного металла кислород и серу. Примерно до 2 % этот элемент, вводимый в состав стали, способствует улучшению ковкости и свариваемости, однако последующее увеличение процентной доли ведет к растрескиванию при термической обработке.
С помощью кремния раскисляют стальные сплавы. Содержанием этого элемента определяется деление марок стали на спокойные высокоуглеродистые с процентной долей до 0,6 % и полуспокойные с еще более низким содержанием Si – до 0,1 %.
Кремний в сочетании с марганцем или молибденом повышает закаливаемость сплава, а с хромом и никелем – увеличивает стойкость к коррозии.
Содержание в составе металла азота и кислорода отрицательно сказывается на прочности. Кроме того, наличие в кристаллической решетке соединений этих элементов приводит, помимо ухудшения прочностных характеристик, к снижению пластичности сплавов.

Особенности разных классов стали по прочности

Различают семь классов стали. В основу классификации положены текучесть и временное сопротивление при разрыве:

первый класс – это сталь с пределом прочности 225 МПа,
три класса с временным сопротивлением от 285 до 390 МПа (со 2-го по 4-й),
три класса с временным сопротивлением от 440 до 735 МПа (с 5-го по 7-й).

К первому классу в основном относятся обыкновенные горячекатаные углеродистые марки стали. Следующие три – прокат из низколегированных типов стали (нормализованных или горячекатаных). С пятого по седьмой – прокат термически оптимизированного металла с экономным легированием.

За исключением типа стали, относящейся к первому классу, остальные также могут быть получены с помощью термического, термомеханического упрочнения или контролируемой прокатки.

Для обозначения категорий прочности стали ГОСТ 977 от 1988 года предписывает буквенную маркировку «К» или «КТ», после которых идет указание предела текучести цифрами. Буква «К» обозначает отожженную, нормализованную или отпущенную сталь. Сорта, прошедшие закаливание и отпуск, отмечают буквами «КТ».

Кроме того, при выборе марки стали для той или иной конструкции важную роль инженеры отводят коэффициенту запаса, который, как следует из названия, отражает способность деталей выдерживать нагрузки больше расчетных. Если на одном из этапов, будь то проектирование, изготовление или эксплуатация изделий, есть ошибка, запас прочности позволяет минимизировать риск разрушения.

Предел прочности разных видов металлов

Предел прочности меди

Отожженная техническая медь при температуре +20…+22 °С (комнатная температура) обладает пределом прочности 225,5 МПа. При нагреве происходит снижение данного показателя. Также временное сопротивление может изменяться как в сторону уменьшения, так и увеличения при введении в состав медного сплава легирующих добавок или при наличии примесей.

Предел прочности алюминия

Предел прочности отожженного технического алюминия при температуре +20…+22 °С равен 78,48 МПа. Чем чище металл, тем меньше его прочность и выше пластичность. Так, для литого в землю алюминия этот показатель составляет 49 МПа.

Нагревание уменьшает временное сопротивление, а понижение температуры с +27 °С до -269 °С приводит к его повышению в 4 раза для алюминия технической чистоты и в 7 раз для высокочистого. Повысить предел прочности алюминиевого сплава можно с помощью легирования.

Предел прочности обычного чугуна

Методику определения временного сопротивления определяет ГОСТ 27298 от 1987 года для испытания на растяжение отливок из чугуна.

Предел прочности серого чугуна

Согласно ГОСТ 1412 от 1985 года для серых видов чугуна принята буквенная маркировка единицы измерения предела прочности металла в виде «СЧ» и цифровое указание минимального временного сопротивления.

Данный стандарт регламентирует значение предела прочности для сплавов с пластинчатым графитом марок С410 – С435. Минимальная величина этого показателя для серых типов чугуна – от 100 до 350 МПа, а максимальная может на 100 МПа превышать значение по ГОСТу, если в технических условиях не оговаривается другое.

Предел прочности высокопрочного чугуна

Для высокопрочных сортов чугуна также в маркировку включается цифровой индекс, указывающий значение предела прочности при растяжении, которое (согласно ГОСТ 7293 от 1985 года) колеблется в пределах от 350 до 1 000 МПа.

Чугун с шаровидным графитом сравним по прочности со сталью.

Рекомендуем статьи

Хранение электродов и восстановление покрытия
Сила сварочного тока: разбираемся в нюансах настройки
Фосфатирование: особенности технологии

Подводя итог, следует отметить крайнюю важность предела прочности металлов для применения в современном производстве, которое с каждым днем требует все больше сплавов с высокими физическими показателями для изготовления металлоконструкций, ответственных узлов различных механизмов и других изделий. Особенную роль при их проектировке играет корректный расчет временного сопротивления металлов.

Определение прочности: несколько методов измерения

. 2017 фев; 47 (2): 193-195.

doi: 10.1007/s40279-016-0580-3.

Сэмюэл Л. Бакнер ¹ , Мэтью Б Джесси ¹ , Кевин Т Мэттокс ¹ , Дж. Грант Маузер ¹ , Бриттани Р. Счетов ¹ , Скотт Дж. Данкель ¹ , Джереми П. Лённеке ²

Принадлежности

¹ Kevser Ermin Лаборатория прикладной физиологии, Департамент здравоохранения, физических упражнений и организации отдыха, Университет Миссисипи, 231 Turner Cente, University, MS, 38677, США.
² Kevser Ermin Лаборатория прикладной физиологии, Департамент здравоохранения, физических упражнений и организации отдыха, Университет Миссисипи, 231 Turner Cente, University, MS, 38677, США. [email protected].

PMID: 27380100
DOI: 10.1007/с40279-016-0580-3

Сэмюэл Л. Бакнер и соавт. Спорт Мед. 2017 Февраль

. 2017 фев; 47 (2): 193-195.

doi: 10.1007/s40279-016-0580-3.

Авторы

Сэмюэл Л. Бакнер ¹ , Мэтью Б Джесси ¹ , Кевин Т Мэттокс ¹ , Дж. Грант Маузер ¹ , Бриттани Р. Считает ¹ , Скотт Дж. Данкель ¹ , Джереми П. Лённеке ²

Принадлежности

¹ Kevser Ermin Лаборатория прикладной физиологии, Департамент здравоохранения, физических упражнений и организации отдыха, Университет Миссисипи, 231 Turner Cente, University, MS, 38677, США.
² Kevser Ermin Лаборатория прикладной физиологии, Департамент здравоохранения, физических упражнений и организации отдыха, Университет Миссисипи, 231 Turner Cente, University, MS, 38677, США. [email protected].

PMID: 27380100
DOI: 10. 1007/с40279-016-0580-3

Абстрактный

Мышечная сила часто измеряется выполнением максимума в одном повторении (1ПМ). Тем не менее, мы, чувствующие истинное измерение «силы», остаются неуловимыми. Например, альтернативы с низкой нагрузкой традиционным тренировкам с отягощениями приводят к гипертрофическим изменениям мышц, подобным тем, которые возникают в результате традиционных тренировок с отягощениями с высокой нагрузкой, с менее устойчивыми изменениями, наблюдаемыми при максимальной силе, измеряемой с помощью 1ПМ. Однако, когда сила измеряется с помощью теста, к которому обе группы «наивны», различия в силе становятся менее очевидными. Мы предполагаем, что 1ПМ — это особый навык, который лучше всего улучшится, когда тренировка включает в себя его практику или когда подъем выполняется с нагрузкой, близкой к максимальной. Таким образом, если мы признаем увеличение 1ПМ только показателем силы, мы упустим множество эффективных и разнообразных альтернатив традиционным тренировкам с отягощениями с высокой нагрузкой. Мы хотели бы предложить использовать множественные измерения оценки силы, чтобы получить более полную картину адаптации к тренировкам с отягощениями.

Цитируется

Измерение максимальной силы: критическая оценка распространенных методов — описательный обзор.
Варнеке К. , Вагнер К.М., Кайнер М., Хиллебрехт М., Шиманн С., Бем Д.Г., Валлот С., Вирт К. Варнеке К. и др. Front Sports Act Living. 2023 17 февраля; 5:1105201. doi: 10.3389/fspor.2023.1105201. Электронная коллекция 2023. Front Sports Act Living. 2023. PMID: 36873661 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.
Количественная оценка универсальности силовой адаптации: метаанализ.
Spitz RW, Kataoka R, Dankel SJ, Bell ZW, Song JS, Wong V, Yamada Y, Loenneke JP. Шпиц Р.В. и др. Спорт Мед. 2023 март; 53 (3): 637-648. doi: 10.1007/s40279-022-01790-0. Epub 2022 18 ноября. Спорт Мед. 2023. PMID: 36396899
Эффективность и оценка лечебной физкультуры у взрослых с болезнью Паркинсона: систематический обзор и сетевой метаанализ.
Yang Y, Wang G, Zhang S, Wang H, Zhou W, Ren F, Liang H, Wu D, Ji X, Hashimoto M, Wei J. Ян Ю и др. БМС Гериатр. 2022 21 октября; 22 (1): 813. doi: 10.1186/s12877-022-03510-9. БМС Гериатр. 2022. PMID: 36271367 Бесплатная статья ЧВК.
Прогрессивная перегрузка без прогрессирующей нагрузки? Влияние нагрузки или прогрессии повторения на мышечную адаптацию.
Плоткин Д., Коулман М., Ван Эвери Д., Мальдонадо Дж., Оберлин Д., Израетель М., Фезер Дж., Альто А., Выготский А.Д., Шенфельд Б.Дж. Плоткин Д и др. Пир Дж. 2022, 30 сентября; 10:e14142. doi: 10.7717/peerj.14142. Электронная коллекция 2022. Пир Дж. 2022. PMID: 36199287 Бесплатная статья ЧВК. Клиническое испытание.
Тренировки с высоким и низким сопротивлением вызывают сходные физические и функциональные реакции у пожилых женщин.
Noronha ASN, Penna EM, Dias RKN, DE Azevedo ABC, Coswig VS. Норонья АСН и соавт. Int J Exerc Sci. 2022 1 июня; 15 (4): 771-782. Электронная коллекция 2022. Int J Exerc Sci. 2022. PMID: 35992500 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

термины MeSH

Измерение мышечной силы — Science Learning Hub

Добавить в коллекцию

+ Создать новую коллекцию

Как узнать, насколько вы сильны в конкретном упражнении?

Вы можете пытаться использовать все большие и большие нагрузки, пока не достигнете предела своей силы, но это опасно, потому что, если вы попробуете слишком большую нагрузку, вы можете растянуть или разорвать мышцы и сухожилия.

Эта максимальная сила, которую вы пытаетесь измерить, называется «максимум одного повторения» (1ПМ). Это измерение наибольшего груза (в килограммах), который можно полностью переместить (поднять, толкнуть или потянуть) один раз без отказа или травмы.

Это значение трудно измерить напрямую, поскольку вес необходимо увеличивать до тех пор, пока вы не сможете выполнить задание до конца. Из-за высокой вероятности получения травмы эту деятельность не следует проводить и измерять необученными людьми.

Таким образом, безопаснее оценивать 1ПМ, подсчитывая максимальное количество повторений упражнения, которое вы можете сделать, используя нагрузку, меньшую, чем максимальное количество, которое вы можете переместить. Это число называется повторениями до утомления (RTF) — вы перестаете считать повторения, когда больше не можете выполнять упражнение должным образом или слишком сильно замедляетесь и не можете поддерживать устойчивый темп.

1ПМ человека будет разным для каждого вида силового движения. Например, в ходе исследования, проведенного в этом году в Оклендском технологическом университете (AUT), у двенадцати элитных яхтсменов из команды Emirates Team New Zealand America’s Cup средний 1ПМ составил 119,7 кг в жиме лежа и 99,4 кг в тяге лежа.

Одним из преимуществ расчета 1ПМ для различных силовых движений является то, что вы знаете предел, ниже которого вы можете безопасно тренироваться.

1ПМ также может использоваться как показатель развития вашей силы. Поскольку 1ПМ будет варьироваться в зависимости от мышечной силы, большинство людей, занимающихся силовыми тренировками, повторяют это измерение через регулярные промежутки времени, чтобы узнать, набирают ли они силу.

Как рассчитать 1ПМ?

Значения нагрузки, которую вы использовали, и количество подсчитанных повторений (RTF) вводятся в уравнение прогноза, которое вычисляет оценку вашего 1ПМ.

Одно уравнение прогноза для 1ПМ, опубликованное Эпли в 1985 году, имеет формулу:
1ПМ = (0,033 x RTF x нагрузка) + нагрузка

Итак, если человек может поднять 50-килограммовый вес в девяти повторениях до значительного утомления, их предполагаемый 1ПМ:
1ПМ = (0,033 x 9x 50) + 50
= 14,85 + 50
= примерно 65 кг

Это означает, что человек должен быть в состоянии поднять только 65 кг и не более. Это также означает, что им потребуется отдых в течение нескольких минут, прежде чем они снова смогут поднять тот же вес.

За последние годы другими исследователями спортивной науки был разработан ряд уравнений для оценки 1ПМ, а также было разработано несколько калькуляторов, использующих различные формулы прогнозирования 1ПМ – найдите их в Интернете, используя ключевые слова «калькулятор 1ПМ».

Спортивное научное сообщество обсуждает точность оценки 1ПМ. Например:

Человек может быть знаком с техникой и, следовательно, иметь преимущество перед человеком без опыта.
Приводит ли самостоятельное решение о невозможности выполнять какие-либо действия к действительному измерению 1ПМ?
Дает ли выполнение упражнения с фиксированными весами преимущество перед тем, кто выполняет то же упражнение со свободными весами?

Сопутствующее содержимое

Узнайте, как мышцы и сухожилия объединяются с костями в нашем теле, помогая нам двигаться.