Untuk mengelola masalah yang berkaitan dengan tegangan luluh, insinyur dan ilmuwan mengandalkan berbagai formula yang berhubungan dengan perilaku mekanis material. Tegangan pamungkas, apakah itu tegangan, kompresi, geser atau tekukan, adalah jumlah tegangan tertinggi yang dapat ditahan oleh suatu bahan. Tegangan luluh adalah nilai tegangan dimana terjadi deformasi plastis. Nilai yang akurat untuk tegangan luluh mungkin sulit untuk ditentukan.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Berbagai rumus berlaku untuk tegangan luluh, termasuk Modulus Young, persamaan tegangan, aturan offset 0,2 persen dan kriteria von Mises.
Modulus Young
Modulus Young adalah kemiringan bagian elastis dari kurva tegangan-regangan untuk bahan yang dianalisis. Insinyur mengembangkan kurva tegangan-regangan dengan melakukan pengujian berulang pada sampel material dan mengumpulkan data. Menghitung Modulus Young (E) semudah membaca nilai tegangan dan regangan dari grafik dan membagi tegangan dengan regangan.
Persamaan Tegangan
Tegangan (sigma) berhubungan dengan regangan (epsilon) melalui persamaan:
\sigma = E\times \epsilon
Hubungan ini hanya berlaku di daerah di mana Hukum Hooke berlaku. Hukum Hooke menyatakan bahwa gaya restoratif hadir dalam bahan elastis yang sebanding dengan jarak bahan telah ditarik. Karena tegangan luluh adalah titik di mana deformasi plastis terjadi, ini menandai akhir dari rentang elastis. Gunakan persamaan ini untuk memperkirakan nilai tegangan luluh.
Aturan Offset 0,2 Persen
Pendekatan teknik yang paling umum untuk tegangan luluh adalah aturan offset 0,2 persen. Untuk menerapkan aturan ini, asumsikan bahwa regangan luluh adalah 0,2 persen, dan kalikan dengan Modulus Young untuk bahan Anda:
\sigma = 0,002\kali E
Untuk membedakan perkiraan ini dari perhitungan lain, para insinyur terkadang menyebutnya sebagai "tegangan luluh offset".
Kriteria Von Mises
Metode offset berlaku untuk tegangan yang terjadi sepanjang sumbu tunggal, tetapi beberapa aplikasi memerlukan rumus yang dapat menangani dua sumbu. Untuk masalah ini, gunakan kriteria von Mises:
(\sigma_1-\sigma_2)^2+\sigma_1^2+\sigma_2^2=2\sigma (y)
dimana1 = tegangan geser maks arah x,2 = arah y tegangan geser maks dan (y) = tegangan luluh.