A hozamfeszültséggel kapcsolatos problémák kezeléséhez a mérnökök és a tudósok különféle formulákra támaszkodnak, amelyek az anyagok mechanikai viselkedésével foglalkoznak. A végső igénybevétel, legyen szó feszültségről, összenyomódásról, nyírásról vagy hajlításról, az a legnagyobb stressz, amelyet egy anyag kibír. A hozamfeszültség az a feszültségérték, amelynél a képlékeny alakváltozás bekövetkezik. A hozamfeszültség pontos értékét nehéz pontosan meghatározni.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A hozamfeszültségre számos képlet alkalmazható, ideértve a Young-modulust, a stresszegyenletet, a 0,2 százalékos eltolás szabályt és a von Mises-kritériumokat.
Young modulja
Young modulja a feszültség-alakváltozás görbe rugalmas részének meredeksége az elemzett anyaghoz. A mérnökök az anyagmintákon végzett ismételt tesztek elvégzésével és az adatok összeállításával fejlesztik ki a feszültség-alakváltozás görbéket. A Young modulusának (E) kiszámítása olyan egyszerű, mint egy feszültség és alakváltozás értékének leolvasása egy grafikonról, és a feszültség elosztása a törzzsel.
Stresszegyenlet
A stressz (sigma) a törzshez (epsilon) kapcsolódik az egyenleten keresztül:
\ sigma = E \ szor \ epsilon
Ez a kapcsolat csak azokban a régiókban érvényes, ahol Hooke törvénye érvényes. Hooke törvénye kimondja, hogy a rugalmas anyagban olyan helyreállító erő van jelen, amely arányos az anyag nyújtási távolságával. Mivel a folyási feszültség az a pont, ahol a képlékeny alakváltozás bekövetkezik, ez a rugalmas tartomány végét jelöli. Ezzel az egyenlettel becsülheti meg a hozamfeszültség értékét.
A 0,2 százalékos ellentételezési szabály
A hozamfeszültség leggyakoribb mérnöki közelítése a 0,2 százalékos ellentételezési szabály. E szabály alkalmazásához tegyük fel, hogy a hozamfeszültség 0,2 százalék, és szorozzuk meg az anyagod Young-moduljával:
\ sigma = 0,002 \ E-szer
Hogy ezt a közelítést meg lehessen különböztetni a többi számítástól, a mérnökök ezt néha "ellensúlyozza a hozamfeszültségnek".
Von Mises kritériumok
Az offset módszer érvényes az egyetlen tengely mentén bekövetkező stresszre, de egyes alkalmazások képletet igényelnek, amely két tengelyt képes kezelni. E problémák megoldásához használja a von Mises-kritériumokat:
(\ sigma_1- \ sigma_2) ^ 2 + \ sigma_1 ^ 2 + \ sigma_2 ^ 2 = 2 \ sigma (y)
ahol σ1 = x irányú nyírófeszültség, σ2 = y-irányú nyírófeszültség és σ (y) = folyásfeszültség.