لإدارة المشكلات المتعلقة بالإجهاد الناتج ، يعتمد المهندسون والعلماء على مجموعة متنوعة من الصيغ التي تتعامل مع السلوك الميكانيكي للمواد. الإجهاد المطلق ، سواء كان توترًا أو ضغطًا أو قصًا أو ثنيًا ، هو أكبر قدر من الضغط يمكن أن تتحمله المادة. إجهاد المحصول هو قيمة الإجهاد التي يحدث عندها تشوه البلاستيك. قد يكون من الصعب تحديد قيمة دقيقة لضغط الخضوع.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
يتم تطبيق مجموعة من الصيغ على إجهاد الخضوع ، بما في ذلك معامل يونغ ومعادلة الإجهاد وقاعدة الإزاحة بنسبة 0.2 بالمائة ومعايير فون ميزس.
معامل يونج
معامل يونغ هو منحدر الجزء المرن من منحنى الإجهاد والانفعال للمادة التي يتم تحليلها. يطور المهندسون منحنيات الإجهاد والانفعال عن طريق إجراء اختبارات متكررة على عينات المواد وتجميع البيانات. حساب معامل يونج (E) بسيط مثل قراءة قيمة الإجهاد والانفعال من الرسم البياني وقسمة الضغط على الانفعال.
معادلة الإجهاد
يرتبط الإجهاد (سيجما) بالسلالة (إبسيلون) من خلال المعادلة:
\ سيجما = E \ مرات \ إبسيلون
هذه العلاقة صالحة فقط في المناطق التي يسري فيها قانون هوك. ينص قانون هوك على أن القوة التصالحية موجودة في مادة مرنة تتناسب مع المسافة التي شدتها المادة. نظرًا لأن إجهاد الخضوع هو النقطة التي يحدث فيها تشوه البلاستيك ، فإنه يمثل نهاية النطاق المرن. استخدم هذه المعادلة لتقدير قيمة الإجهاد الناتج.
0.2 بالمائة قاعدة الإزاحة
التقريب الهندسي الأكثر شيوعًا لإجهاد الخضوع هو قاعدة الإزاحة بنسبة 0.2 بالمائة. لتطبيق هذه القاعدة ، افترض أن سلالة المحصول تبلغ 0.2 بالمائة ، واضربها في معامل يونغ للمادة الخاصة بك:
\ سيجما = 0.002 \ مرات E.
لتمييز هذا التقريب عن الحسابات الأخرى ، يسمي المهندسون هذا أحيانًا "إجهاد إنتاجية الإزاحة".
معايير فون ميزس
طريقة الإزاحة صالحة للإجهاد الذي يحدث على طول محور واحد ، لكن بعض التطبيقات تتطلب صيغة يمكنها التعامل مع محورين. لهذه المشاكل ، استخدم معايير von Mises:
(\ sigma_1- \ sigma_2) ^ 2 + \ sigma_1 ^ 2 + \ sigma_2 ^ 2 = 2 \ sigma (y)
أين σ1 = أقصى إجهاد القص في الاتجاه السيني ، σ2 = إجهاد القص الأقصى باتجاه y و σ (y) = إجهاد الخضوع.