Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Moduł Younga
- Równanie naprężenia
- Reguła przesunięcia o 0,2 procent
- Kryteria von Misesa
Aby poradzić sobie z problemami związanymi z granicą plastyczności, inżynierowie i naukowcy polegają na różnych formułach dotyczących mechanicznego zachowania materiałów. Maksymalne naprężenie, niezależnie od tego, czy jest to naprężenie, ściskanie, ścinanie czy zginanie, to najwyższy poziom naprężenia, jaki materiał może wytrzymać. Granica plastyczności jest wartością naprężenia, przy której następuje odkształcenie plastyczne. Dokładna wartość granicy plastyczności może być trudna do ustalenia.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Szereg wzorów stosuje się do granicy plastyczności, w tym moduł Youngsa, równanie naprężenia, reguła przesunięcia 0,2 procent i kryteria von Misesa.
Moduł Younga
Moduł Youngsa to nachylenie sprężystej części krzywej naprężenie-odkształcenie dla analizowanego materiału. Inżynierowie opracowują krzywe naprężenie-odkształcenie, przeprowadzając powtarzane testy próbek materiałów i kompilując dane. Obliczanie modułu Younga (E) jest tak proste, jak odczytanie wartości naprężenia i odkształcenia z wykresu i podzielenie naprężenia przez odkształcenie.
Równanie naprężenia
Naprężenie (sigma) związane jest z odkształceniem (epsilon) poprzez równanie: sigma = E x epsilon.
Ta relacja jest ważna tylko w regionach, w których obowiązuje prawo Hookesa. Prawo Hookesa stwierdza, że siła sprężysta jest obecna w elastycznym materiale, który jest proporcjonalny do odległości, którą materiał został rozciągnięty. Ponieważ granica plastyczności jest punktem, w którym dochodzi do odkształcenia plastycznego, oznacza to koniec zakresu sprężystości. Użyj tego równania, aby oszacować wartość granicy plastyczności.
Reguła przesunięcia o 0,2 procent
Najczęstszym technicznym przybliżeniem granicy plastyczności jest reguła przesunięcia o 0,2 procent. Aby zastosować tę zasadę, załóż, że odkształcenie plonu wynosi 0,2 procent i pomnóż przez moduł Youngsa dla swojego materiału: sigma = 0,002 x E.
Aby odróżnić to przybliżenie od innych obliczeń, inżynierowie czasami nazywają to „przesunięciem granicy plastyczności”.
Kryteria von Misesa
Metoda przesunięcia dotyczy naprężeń występujących wzdłuż jednej osi, ale niektóre aplikacje wymagają formuły, która może obsłużyć dwie osie. W przypadku tych problemów użyj kryteriów von Misesa (sigma1 - sigma2) ^ 2 + sigma1 ^ 2 + sigma2 ^ 2 = 2 x sigma (y) ^ 2, gdzie sigma1 = maks. Naprężenie ścinające w kierunku x, sigma2 = maks. W kierunku y naprężenie ścinające i sigma (y) = granica plastyczności.