Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Young Modulus
- Ecuația de stres
- Regula de compensare de 0,2 procente
- Criterii Von Mises
Pentru a gestiona problemele legate de stres, inginerii și oamenii de știință se bazează pe o varietate de formule care se ocupă de comportamentul mecanic al materialelor. Stresul final, indiferent dacă este tensiune, compresie, forfecare sau îndoire, este cea mai mare cantitate de stres la care poate rezista un material. Stresul de randament este valoarea de stres la care se produce deformarea plastică. O valoare exactă a tensiunii de randament poate fi dificil de identificat.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
O serie de formule se aplică pentru obținerea stresului, incluzând Youngs Modulus, ecuația de stres, regula de compensare de 0,2 la sută și criteriile von Mises.
Young Modulus
Youngs Modulus este panta porțiunii elastice a curbei tensiune-efort pentru materialul analizat. Inginerii dezvoltă curbe de eforturi prin efectuarea de teste repetate pe eșantioane de material și compilarea datelor. Calcularea Youngs Modulus (E) este la fel de simplă precum citirea unei valori a tensiunii și a tensiunii dintr-un grafic și împărțirea tensiunii la tulpină.
Ecuația de stres
Stresul (sigma) este legat de tulpina (epsilon) prin ecuația: sigma = E x epsilon.
Această relație este valabilă numai în regiunile în care Legea Hookes este valabilă. Legea Hookes prevede că o forță de restaurare este prezentă într-un material elastic care este proporțional cu distanța în care materialul a fost întins. Deoarece tensiunea de randament este punctul în care are loc deformarea plastică, aceasta marchează sfârșitul intervalului elastic. Utilizați această ecuație pentru a estima o valoare a tensiunii de randament.
Regula de compensare de 0,2 procente
Cea mai comună aproximare inginerească pentru stresul de randament este regula de compensare de 0,2 la sută. Pentru a aplica această regulă, să presupunem că tulpina de randament este de 0,2 la sută și înmulțiți cu Youngs Modulus pentru materialul dvs.: sigma = 0,002 x E.
Pentru a distinge această aproximare de alte calcule, inginerii numesc uneori „tensiunea de randament compensată”.
Criterii Von Mises
Metoda de compensare este valabilă pentru stresul care are loc de-a lungul unei singure axe, dar unele aplicații necesită o formulă care să poată gestiona două axe. Pentru aceste probleme, utilizați criteriile von Mises (sigma1 - sigma2) ^ 2 + sigma1 ^ 2 + sigma2 ^ 2 = 2 x sigma (y) ^ 2, unde sigma1 = x-direction max stress for shear, sigma2 = y-direction max tensiunea forfecată și sigma (y) = randament.