Tuottojännityksen kaavat

Insinöörit ja tutkijat luottavat satojännitykseen liittyvien ongelmien hallintaan erilaisiin kaavoihin, jotka käsittelevät materiaalien mekaanista käyttäytymistä. Lopullinen rasitus, olipa kyseessä jännitys, puristus, leikkaus tai taipuminen, on suurin rasituksen määrä, jonka materiaali kestää. Saantojännitys on jännitysarvo, jolla plastinen muodonmuutos tapahtuu. Tuottoasteen tarkkaa arvoa voi olla vaikea määrittää.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Tuotosjännitykseen sovelletaan useita kaavoja, mukaan lukien Youngin moduuli, jännitysyhtälö, 0,2 prosentin offset-sääntö ja von Mises-kriteerit.

Youngin moduuli on analysoitavan materiaalin jännitys-muodonmuutoskäyrän joustavan osan kaltevuus. Insinöörit kehittävät jännitys-muodonmuutoskäyrät suorittamalla toistuvia testejä materiaalinäytteille ja kokoamalla tiedot. Youngin moduulin (E) laskeminen on yhtä helppoa kuin jännityksen ja venymän arvon lukeminen graafista ja jännityksen jakaminen kannalla.

Stressi (sigma) liittyy kantaan (epsilon) yhtälön kautta:

Tämä suhde on voimassa vain alueilla, joilla Hooken laki on voimassa. Hooken laissa todetaan, että joustavassa materiaalissa on korjaavaa voimaa, joka on verrannollinen materiaalin venytettyyn etäisyyteen. Koska myötöraja on kohta, jossa tapahtuu plastinen muodonmuutos, se merkitsee joustovälin loppua. Tämän yhtälön avulla voit arvioida myötöraja-arvon.

Yleisin tuottokuormituksen tekninen arvio on 0,2 prosentin siirtosääntö. Tämän säännön soveltamiseksi oletetaan, että satokanta on 0,2 prosenttia, ja kerro materiaalisi Youngin moduulilla:

Erottaakseen tämän likiarvon muista laskelmista insinöörit kutsuvat joskus tätä "tuottopainon kompensoimiseksi".

Offset-menetelmä pätee jännitykseen, joka esiintyy yhtä akselia pitkin, mutta jotkut sovellukset edellyttävät kaavaa, joka pystyy käsittelemään kahta akselia. Käytä näitä ongelmia varten von Misesin kriteerejä:

missä σ₁ = x-suunnan suurin leikkausjännitys, σ₂ = y-suunnan suurin leikkausjännitys ja σ (y) = myötöjännitys.