Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Youngs Modulus
- Stressekvation
- Regeln med förskjutning på 0,2 procent
- Von Mises-kriterier
För att hantera problem relaterade till avkastningspänning litar ingenjörer och forskare på olika formler som hanterar materialets mekaniska beteende. Den ultimata spänningen, oavsett om det är spänning, kompression, skjuvning eller böjning, är den högsta mängden spänningar ett material kan motstå. Utbytesspänning är det stressvärde vid vilket plastisk deformation inträffar. Ett exakt värde för avkastningsspänning kan vara svårt att fastställa.
TL; DR (för lång; läste inte)
Ett antal formler gäller för avkastningspress, inklusive Youngs Modulus, stressekvation, offsetregeln på 0,2 procent och von Mises-kriterierna.
Youngs Modulus
Youngs Modulus är lutningen för den elastiska delen av spänning-töjningskurvan för materialet som analyseras. Ingenjörer utvecklar stress-belastningskurvor genom att utföra upprepade tester på materialprover och sammanställa data. Att beräkna Youngs Modulus (E) är lika enkelt som att läsa ett stress- och töjningsvärde från en graf och dela spänningen med belastningen.
Stressekvation
Stress (sigma) är relaterad till stam (epsilon) genom ekvationen: sigma = E x epsilon.
Denna relation är endast giltig i regioner där Hookes Law är giltig. Hookes Law säger att en restaureringskraft finns i ett elastiskt material som är proportionellt mot avståndet materialet har sträckts ut. Eftersom strömspänningen är den punkt där plastisk deformation inträffar markerar det slutet på det elastiska området. Använd denna ekvation för att uppskatta ett avkastningsstressvärde.
Regeln med förskjutning på 0,2 procent
Den vanligaste tekniska tillnärmningen för avkastningspänning är regeln på 0,2 procent. För att tillämpa denna regel antar du att avkastningsstammen är 0,2 procent och multiplicera med Youngs Modulus för ditt material: sigma = 0,002 x E.
För att skilja denna tillnärmning från andra beräkningar kallar ingenjörer detta ibland för "offset-avkastningspänning."
Von Mises-kriterier
Offsetmetoden är giltig för spänningar som uppstår längs en enda axel, men för vissa applikationer krävs en formel som kan hantera två axlar. För dessa problem, använd von Mises-kriterierna (sigma1 - sigma2) ^ 2 + sigma1 ^ 2 + sigma2 ^ 2 = 2 x sigma (y) ^ 2, där sigma1 = x-riktning max skjuvspänning, sigma2 = y-direction max skjuvspänning och sigma (y) = avkastningsspänning.