कर्तन क्षमता: Difference between revisions

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{{Short description|Capacity of a material or structure to resist failure while under shear stress}}
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[[File:SubsidedRoad.jpg|thumb|मैम टोर सड़क, कास्टलटन, [[डर्बीशायर]], डर्बीशायर के पास अवतलन और [[अपरूपण तनाव|अपरूपण]] से नष्ट हो गया।]][[अभियांत्रिकी]] में, '''अपरूपण बल''' एक सामग्री या घटक की [[उपज (इंजीनियरिंग)|उत्पाद (अभियांत्रिकी)]] या [[संरचनात्मक विफलता]] के प्रकार के विरुद्ध एक सामग्री या घटक की [[ताकत|बल]] है जब सामग्री या घटक अपरूपण (भौतिकी) में विफल रहता है। एक अपरूपण भार एक बल है जो बल की दिशा के समानांतर एक तल के साथ एक सामग्री पर प्रतिसरण की विफलता उत्पन्न करता है। जब किसी पेपर को कैंची से काटा जाता है तो कागज अपरूपण में विफल हो जाता है।
[[File:SubsidedRoad.jpg|thumb|[[मेरे पास टोर है]] रोड, कास्टलटन, [[डर्बीशायर]], डर्बीशायर के पास अवतलन और [[अपरूपण तनाव]] से नष्ट हो गया।]][[अभियांत्रिकी]] में, कतरनी शक्ति एक सामग्री या घटक की [[उपज (इंजीनियरिंग)]] या [[संरचनात्मक विफलता]] के प्रकार के खिलाफ एक सामग्री या घटक की [[ताकत]] है जब सामग्री या घटक कतरनी (भौतिकी) में विफल रहता है। एक कतरनी भार एक बल है जो बल की दिशा के समानांतर एक विमान के साथ एक सामग्री पर फिसलने की विफलता पैदा करता है। जब किसी कागज को कैंची से काटा जाता है तो कागज अपरूपण में विफल हो जाता है।


[[संरचनागत वास्तुविद्या]] और [[मैकेनिकल इंजीनियरिंग]] में, घटक के निर्माण या निर्माण (जैसे [[बीम (संरचना)]], प्लेट (संरचना), या [[ पेंच ]]) के लिए उपयोग किए जाने वाले आयामों और सामग्रियों को डिजाइन करने के लिए एक घटक की कतरनी ताकत महत्वपूर्ण है। एक [[प्रबलित कंक्रीट]] बीम में, रेबार # रकाब | मजबूत बार (रीबार) रकाब का मुख्य उद्देश्य अपरूपण शक्ति को बढ़ाना है।
[[संरचनागत वास्तुविद्या]] और [[मैकेनिकल इंजीनियरिंग|यांत्रिक अभियांत्रिकी]] में, घटक के निर्माण या निर्माण (जैसे [[बीम (संरचना)]], प्लेट (संरचना), या [[ पेंच |वॉल्ट]]) के लिए उपयोग किए जाने वाले आयामों और सामग्रियों को डिजाइन करने के लिए एक घटक की अपरूपण बल महत्वपूर्ण है। एक [[प्रबलित कंक्रीट]] बीम में, छड़ (पुनः बार) छल्ला को प्रबल करने का मुख्य उद्देश्य अपरूपण बल को बढ़ाना है।


== समीकरण ==
== समीकरण ==
[[File:Shear stress simple.svg|alt= A shearing force is applied to the top of the rectangle while the bottom is held in place. परिणामी अपरूपण प्रतिबल, τ, आयत को समांतर चतुर्भुज में विरूपित करता है।|अंगूठा|आयत के शीर्ष पर एक अपरूपण बल लगाया जाता है जो आयत को समांतर चतुर्भुज में विकृत करता है। लोच के उच्च अपरूपण मापांक होने से आयत को विकृत करने के लिए आवश्यक बल बढ़ जाता है।]]कतरनी तनाव के लिए <math>\tau</math> इसपर लागू होता है
[[File:Shear stress simple.svg|alt= A shearing force is applied to the top of the rectangle while the bottom is held in place. परिणामी अपरूपण प्रतिबल, τ, आयत को समांतर चतुर्भुज में विरूपित करता है।|अंगूठा|आयत के शीर्ष पर एक अपरूपण बल लगाया जाता है जो आयत को समांतर चतुर्भुज में विकृत करता है। लोच के उच्च अपरूपण मापांक होने से आयत को विकृत करने के लिए आवश्यक बल बढ़ जाता है।]]
 
अपरूपण दबाव के लिए <math>\tau</math> इस पर प्रयुक्त होता है


:<math>\tau = \frac {\sigma_1 - \sigma_3}{2} ,</math>
:<math>\tau = \frac {\sigma_1 - \sigma_3}{2} ,</math>
कहाँ
जहां
:<math>\sigma_1</math> प्रमुख प्रमुख तनाव है और
:<math>\sigma_1</math> प्रमुख प्रमुख दबाव है और
:<math>\sigma_3</math> मामूली प्रमुख तनाव है।
:<math>\sigma_3</math> मामूली प्रमुख दबाव है।


सामान्य तौर पर: नमनीय सामग्री (जैसे एल्यूमीनियम) अपरूपण में विफल होती है, जबकि भंगुर सामग्री (जैसे कच्चा लोहा) तनाव में विफल होती है। परम तन्य शक्ति देखें।
सामान्य रूप से: नमनीय सामग्री (जैसे एल्यूमीनियम) अपरूपण में विफल होती है, जबकि भंगुर सामग्री (जैसे कच्चा लोहा) दबाव में विफल होती है। तन्यता शक्ति देखें।


की गणना करना:
गणना करने के लिए:


विफलता पर कुल बल (एफ) और बल-प्रतिरोधी क्षेत्र (जैसे कतरनी में लोड किए गए बोल्ट का क्रॉस-सेक्शन), परम कतरनी ताकत (<math>\tau</math>) है:
विफलता पर कुल बल (f) और बल-प्रतिरोधी क्षेत्र (जैसे अपरूपण में भारित किए गए बोल्ट का अनुप्रस्थ परिच्छेद), अत्यधिक अपरूपण बल (<math>\tau</math>) है:
:<math>\tau = \frac {F}{A} = \frac {F}{\pi r_\text{bolt}^2} = \frac {4F}{\pi d_\text{bolt}^2}</math>
:<math>\tau = \frac {F}{A} = \frac {F}{\pi r_\text{bolt}^2} = \frac {4F}{\pi d_\text{bolt}^2}</math>
औसत कतरनी तनाव के लिए
औसत अपरूपण दबाव के लिए


<math>\tau_\text{avg} = \frac{V}{A}</math>
<math>\tau_\text{avg} = \frac{V}{A}</math>
कहाँ


: <math>\tau_\text{avg}</math> औसत कतरनी तनाव है,
जहां
: <math>V</math> कतरनी बल है जो भाग के प्रत्येक खंड पर लागू होता है, और
 
: <math>\tau_\text{avg}</math> औसत अपरूपण दबाव है,
: <math>V</math> अपरूपण बल है जो भाग के प्रत्येक खंड पर प्रयुक्त होता है, और
: <math>A</math> खंड का क्षेत्र है।<ref>{{Cite book|last=Hibbeler|first=Russell|title=सामग्री के यांत्रिकी|date=9 November 2017 |isbn=978-1-292-17828-8|oclc=1014358513}}</ref>
: <math>A</math> खंड का क्षेत्र है।<ref>{{Cite book|last=Hibbeler|first=Russell|title=सामग्री के यांत्रिकी|date=9 November 2017 |isbn=978-1-292-17828-8|oclc=1014358513}}</ref>
औसत कतरनी तनाव को कुल बल के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है <math>V</math> जैसा
औसत अपरूपण दबाव को <math>V</math> कुल बल के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है


: <math>V=\int \tau d A </math>
: <math>V=\int \tau d A </math>
यह केवल औसत तनाव है, वास्तविक तनाव वितरण एक समान नहीं है। वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में, यह समीकरण केवल एक सन्निकटन देता है और अधिकतम कतरनी तनाव अधिक होगा। तनाव को अक्सर एक हिस्से में समान रूप से वितरित नहीं किया जाता है, इसलिए अनुमान लगाने के लिए कतरनी की ताकत अधिक होनी चाहिए।<ref>{{Cite web|url=https://www.ecourses.ou.edu/cgi-bin/eBook.cgi?doc=&topic=me&chap_sec=01.2&page=theory|title=Mechanics eBook: Shear and Bearing Stress|website=www.ecourses.ou.edu|access-date=2020-02-14}}</ref>
यह केवल औसत प्रतिबल है, वास्तविक दबाव वितरण एक समान नहीं है। वास्तविक विश्व के अनुप्रयोगों में, यह समीकरण केवल एक सन्निकटन देता है और अधिकतम अपरूपण दबाव अधिक होगा। दबाव को प्रायः एक भाग में समान रूप से वितरित नहीं किया जाता है, इसलिए अनुमान लगाने के लिए अपरूपण की बल अधिक होनी चाहिए।<ref>{{Cite web|url=https://www.ecourses.ou.edu/cgi-bin/eBook.cgi?doc=&topic=me&chap_sec=01.2&page=theory|title=Mechanics eBook: Shear and Bearing Stress|website=www.ecourses.ou.edu|access-date=2020-02-14}}</ref>
 




== तुलना ==
== तुलना ==
तन्यता, उपज और कतरनी ताकत से संबंधित एक बहुत ही मोटे गाइड के रूप में:<ref>{{cite web|url=http://www.roymech.org/Useful_Tables/Matter/shear_tensile.html|title=धातुओं की कतरनी ताकत|website=www.roymech.org}}</ref>
तन्यता, उत्पाद और अपरूपण बल से संबंधित एक बहुत ही स्थूल संदर्शिका के रूप में:<ref>{{cite web|url=http://www.roymech.org/Useful_Tables/Matter/shear_tensile.html|title=धातुओं की कतरनी ताकत|website=www.roymech.org}}</ref>
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|-
|-
! Material
! सामग्री
! Ultimate Strength Relationship
! मुख्य सामर्थ्य सम्बन्ध
! Yield Strength Relationship
! पराभव सामर्थ्य सम्बन्ध
|-
|-
| Steels
| इस्पात
| USS = approx. 0.75*UTS
| यूएसएस = लगभग. 0.75*UTS
| [[von Mises yield criterion|SYS = approx. 0.58*TYS]]
| [[von Mises yield criterion|एसवाईएस = लगभग. 0.58*टीवाईएस]]
|-
|-
| Ductile Iron
| नमनीय लोहे
| USS = approx. 0.9*UTS
| यूएसएस = लगभग. 0.9*UTS
| SYS = approx. 0.75*TYS .
| एसवाईएस = लगभग. 0.75*टीवाईएस .
|-
|-
| Malleable Iron
| आधातवर्धनीय लोहा
| USS = approx. 1.0*UTS
| यूएसएस = लगभग. 1.0*UTS
|  
|  
|-
|-
| Wrought Iron
| पिटवां लोहा
| USS = approx. 0.83*UTS
| यूएसएस = लगभग. 0.83*UTS
|  
|  
|-
|-
| Cast Iron
| संचकित लोहा
| USS = approx. 1.3*UTS
| यूएसएस = लगभग. 1.3*UTS
|
|
|-
|-
| Aluminums
| एल्युमिनियम
| USS = approx. 0.65*UTS
| यूएसएस = लगभग. 0.65*UTS
| SYS = approx. 0.55*TYS
| एसवाईएस = लगभग. 0.55*टीवाईएस
|}
|}
<small>USS: Ultimate Shear Strength, UTS: Ultimate Tensile Strength, SYS: Shear Yield Stress, TYS: Tensile Yield Stress</small>
<small>यूएसएस: अंतिम अपरूपण बल, यूटीएस: अंतिम तन्यता बलh, एसवाईएस: अपरूपण उत्पन्न दबाव, टीवाईएस: तन्यता उत्पन्न दबाव</small>
कतरनी शक्ति के लिए कोई प्रकाशित मानक मान नहीं हैं जैसे तन्यता और उपज शक्ति। इसके बजाय, इसे परम तन्य शक्ति के 60% के रूप में अनुमानित किया जाना आम है। अपरूपण शक्ति को मरोड़ परीक्षण द्वारा मापा जा सकता है जहां यह उनकी मरोड़ शक्ति के बराबर होता है।<ref>{{Cite web|url=https://www.instron.us/en-us/home/our-company/library/glossary/s/shear-strength|title=शियर स्ट्रेंथ - इंस्ट्रॉन|website=www.instron.us|access-date=2020-02-14|archive-date=2020-02-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20200214030206/https://www.instron.us/en-us/home/our-company/library/glossary/s/shear-strength|url-status=dead}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.portlandbolt.com/technical/faqs/calculating-strength/|title=उपज और तन्य शक्ति की गणना|last1=Portl|last2=Portl|first2=bolt com|website=Portland Bolt|language=en-US|access-date=2020-02-14|last3=Bolt|last4=Company|first4=Manufacturing|last5=St|first5=Inc 3441 NW Guam|last6=Portl|last7=PT547-6758|first7=OR 97210 USA Hours: Monday-Friday 6 AM to 5 PM}}</ref>
 
अपरूपण बल के लिए कोई प्रकाशित मानक मान नहीं हैं जैसे तन्यता और उत्पाद बल। इसके अतिरिक्त, इसे अंतिम तन्य बल के 60% के रूप में अनुमानित किया जाना आम है। अपरूपण शक्ति को आघूर्ण परीक्षण द्वारा मापा जा सकता है जहां यह उनकी आघूर्ण बल के समतुल्य होता है।<ref>{{Cite web|url=https://www.instron.us/en-us/home/our-company/library/glossary/s/shear-strength|title=शियर स्ट्रेंथ - इंस्ट्रॉन|website=www.instron.us|access-date=2020-02-14|archive-date=2020-02-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20200214030206/https://www.instron.us/en-us/home/our-company/library/glossary/s/shear-strength|url-status=dead}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.portlandbolt.com/technical/faqs/calculating-strength/|title=उपज और तन्य शक्ति की गणना|last1=Portl|last2=Portl|first2=bolt com|website=Portland Bolt|language=en-US|access-date=2020-02-14|last3=Bolt|last4=Company|first4=Manufacturing|last5=St|first5=Inc 3441 NW Guam|last6=Portl|last7=PT547-6758|first7=OR 97210 USA Hours: Monday-Friday 6 AM to 5 PM}}</ref>
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|-
|-
! Material
! सामग्री
! Ultimate stress ([[ksi (unit)|Ksi]])
! अंतिम तनाव ([[ksi (unit)|केएसआई]])
! Ultimate stress ([[MPa]])
! अंतिम तनाव ([[MPa|एमपीए]])
|-
|-
| Fiberglass/epoxy ''(23 <sup>o</sup> C)''<ref>{{cite techreport
| कांच-रेशा / एपॉक्सी ''(23 <sup>o</sup> C)''<ref>{{cite techreport
|url=http://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a117902.pdf
|url=http://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a117902.pdf
|first=DC
|first=DC
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| 53.9
| 53.9
|}
|}
जब भौतिक नमूनों से मापे गए मान वांछित होते हैं, तो विभिन्न सामग्री श्रेणियों और परीक्षण स्थितियों को कवर करते हुए कई परीक्षण मानक उपलब्ध होते हैं। यूएस में, कतरनी शक्ति को मापने के लिए ASTM मानकों में ASTM B769, B831, D732, D4255, D5379 और D7078 शामिल हैं। अंतरराष्ट्रीय स्तर पर, कतरनी ताकत के लिए आईएसओ परीक्षण मानकों में आईएसओ 3597, 12579 और 14130 शामिल हैं।<ref>S. Grynko, "Material Properties Explained" (2012), {{ISBN|1-4700-7991-7}}, p. 38.</ref>
जब भौतिक नमूनों से मापे गए मान वांछित होते हैं, तो विभिन्न सामग्री श्रेणियों और परीक्षण स्थितियों को आच्छादन करते हुए कई परीक्षण मानक उपलब्ध होते हैं। अमेरिका में, अपरूपण बल को मापने के लिए एएसटीएम मानकों में एएसटीएम B769, B831, D732, D4255, D5379 और D7078 सम्मिलित हैं। अंतरराष्ट्रीय स्तर पर, अपरूपण बल के लिए अंतर्राष्ट्रीय मानक संगठन परीक्षण मानकों में अंतर्राष्ट्रीय मानक संगठन 3597, 12579 और 14130 सम्मिलित हैं।<ref>S. Grynko, "Material Properties Explained" (2012), {{ISBN|1-4700-7991-7}}, p. 38.</ref>
 




== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
* [[अपरूपण - मापांक]]
* [[अपरूपण - मापांक]]
* [[अपरूपण तनाव]]
* [[अपरूपण तनाव|अपरूपण दबाव]]
* अपरूपण तनाव
* अपरूपण दबाव
* [[कतरनी ताकत (मिट्टी)]]
* [[कतरनी ताकत (मिट्टी)|अपरूपण बल (मिट्टी)]]
* कतरनी ताकत (विच्छेदन)
* अपरूपण बल (विच्छेदन)
* [[सामग्री की ताकत]]
* [[सामग्री की ताकत|सामग्री का सामर्थ्य]]
* [[तन्यता ताकत]]
* [[तन्यता ताकत|तन्यता बल]]


==संदर्भ==
==संदर्भ==

Revision as of 13:39, 26 March 2023

मैम टोर सड़क, कास्टलटन, डर्बीशायर, डर्बीशायर के पास अवतलन और अपरूपण से नष्ट हो गया।

अभियांत्रिकी में, अपरूपण बल एक सामग्री या घटक की उत्पाद (अभियांत्रिकी) या संरचनात्मक विफलता के प्रकार के विरुद्ध एक सामग्री या घटक की बल है जब सामग्री या घटक अपरूपण (भौतिकी) में विफल रहता है। एक अपरूपण भार एक बल है जो बल की दिशा के समानांतर एक तल के साथ एक सामग्री पर प्रतिसरण की विफलता उत्पन्न करता है। जब किसी पेपर को कैंची से काटा जाता है तो कागज अपरूपण में विफल हो जाता है।

संरचनागत वास्तुविद्या और यांत्रिक अभियांत्रिकी में, घटक के निर्माण या निर्माण (जैसे बीम (संरचना), प्लेट (संरचना), या वॉल्ट) के लिए उपयोग किए जाने वाले आयामों और सामग्रियों को डिजाइन करने के लिए एक घटक की अपरूपण बल महत्वपूर्ण है। एक प्रबलित कंक्रीट बीम में, छड़ (पुनः बार) छल्ला को प्रबल करने का मुख्य उद्देश्य अपरूपण बल को बढ़ाना है।

समीकरण

A shearing force is applied to the top of the rectangle while the bottom is held in place. परिणामी अपरूपण प्रतिबल, τ, आयत को समांतर चतुर्भुज में विरूपित करता है।

अपरूपण दबाव के लिए इस पर प्रयुक्त होता है

जहां

प्रमुख प्रमुख दबाव है और
मामूली प्रमुख दबाव है।

सामान्य रूप से: नमनीय सामग्री (जैसे एल्यूमीनियम) अपरूपण में विफल होती है, जबकि भंगुर सामग्री (जैसे कच्चा लोहा) दबाव में विफल होती है। तन्यता शक्ति देखें।

गणना करने के लिए:

विफलता पर कुल बल (f) और बल-प्रतिरोधी क्षेत्र (जैसे अपरूपण में भारित किए गए बोल्ट का अनुप्रस्थ परिच्छेद), अत्यधिक अपरूपण बल () है:

औसत अपरूपण दबाव के लिए

जहां

औसत अपरूपण दबाव है,
अपरूपण बल है जो भाग के प्रत्येक खंड पर प्रयुक्त होता है, और
खंड का क्षेत्र है।[1]

औसत अपरूपण दबाव को कुल बल के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है

यह केवल औसत प्रतिबल है, वास्तविक दबाव वितरण एक समान नहीं है। वास्तविक विश्व के अनुप्रयोगों में, यह समीकरण केवल एक सन्निकटन देता है और अधिकतम अपरूपण दबाव अधिक होगा। दबाव को प्रायः एक भाग में समान रूप से वितरित नहीं किया जाता है, इसलिए अनुमान लगाने के लिए अपरूपण की बल अधिक होनी चाहिए।[2]


तुलना

तन्यता, उत्पाद और अपरूपण बल से संबंधित एक बहुत ही स्थूल संदर्शिका के रूप में:[3]

सामग्री मुख्य सामर्थ्य सम्बन्ध पराभव सामर्थ्य सम्बन्ध
इस्पात यूएसएस = लगभग. 0.75*UTS एसवाईएस = लगभग. 0.58*टीवाईएस
नमनीय लोहे यूएसएस = लगभग. 0.9*UTS एसवाईएस = लगभग. 0.75*टीवाईएस .
आधातवर्धनीय लोहा यूएसएस = लगभग. 1.0*UTS
पिटवां लोहा यूएसएस = लगभग. 0.83*UTS
संचकित लोहा यूएसएस = लगभग. 1.3*UTS
एल्युमिनियम यूएसएस = लगभग. 0.65*UTS एसवाईएस = लगभग. 0.55*टीवाईएस

यूएसएस: अंतिम अपरूपण बल, यूटीएस: अंतिम तन्यता बलh, एसवाईएस: अपरूपण उत्पन्न दबाव, टीवाईएस: तन्यता उत्पन्न दबाव

अपरूपण बल के लिए कोई प्रकाशित मानक मान नहीं हैं जैसे तन्यता और उत्पाद बल। इसके अतिरिक्त, इसे अंतिम तन्य बल के 60% के रूप में अनुमानित किया जाना आम है। अपरूपण शक्ति को आघूर्ण परीक्षण द्वारा मापा जा सकता है जहां यह उनकी आघूर्ण बल के समतुल्य होता है।[4][5]

सामग्री अंतिम तनाव (केएसआई) अंतिम तनाव (एमपीए)
कांच-रेशा / एपॉक्सी (23 o C)[6] 7.82 53.9

जब भौतिक नमूनों से मापे गए मान वांछित होते हैं, तो विभिन्न सामग्री श्रेणियों और परीक्षण स्थितियों को आच्छादन करते हुए कई परीक्षण मानक उपलब्ध होते हैं। अमेरिका में, अपरूपण बल को मापने के लिए एएसटीएम मानकों में एएसटीएम B769, B831, D732, D4255, D5379 और D7078 सम्मिलित हैं। अंतरराष्ट्रीय स्तर पर, अपरूपण बल के लिए अंतर्राष्ट्रीय मानक संगठन परीक्षण मानकों में अंतर्राष्ट्रीय मानक संगठन 3597, 12579 और 14130 सम्मिलित हैं।[7]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Hibbeler, Russell (9 November 2017). सामग्री के यांत्रिकी. ISBN 978-1-292-17828-8. OCLC 1014358513.
  2. ↑ "Mechanics eBook: Shear and Bearing Stress". www.ecourses.ou.edu. Retrieved 2020-02-14.
  3. ↑ "धातुओं की कतरनी ताकत". www.roymech.org.
  4. ↑ "शियर स्ट्रेंथ - इंस्ट्रॉन". www.instron.us. Archived from the original on 2020-02-14. Retrieved 2020-02-14.
  5. ↑ Portl; Portl, bolt com; Bolt; Company, Manufacturing; St, Inc 3441 NW Guam; Portl; PT547-6758, OR 97210 USA Hours: Monday-Friday 6 AM to 5 PM. "उपज और तन्य शक्ति की गणना". Portland Bolt (in English). Retrieved 2020-02-14.
  6. ↑ Watson, DC (May 1982). Mechanical Properties of E293/1581 Fiberglass-Epoxy Composite and of Several Adhesive Systems (PDF) (Technical report). Wright-Patterson Air Force, Ohio: Air Force Wright Aeronautical Laboratories. p. 16. Archived (PDF) from the original on 24 October 2018. Retrieved 24 October 2013.
  7. ↑ S. Grynko, "Material Properties Explained" (2012), ISBN 1-4700-7991-7, p. 38.
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