Per gestire i problemi relativi allo sforzo di snervamento, ingegneri e scienziati si affidano a una varietà di formule che si occupano del comportamento meccanico dei materiali. Lo stress massimo, che si tratti di trazione, compressione, taglio o flessione, è la massima quantità di stress che un materiale può sopportare. La sollecitazione di snervamento è il valore di sollecitazione al quale si verifica la deformazione plastica. Un valore accurato per la tensione di snervamento può essere difficile da individuare.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Una gamma di formule si applica alla sollecitazione di snervamento, tra cui il modulo di Young, l'equazione della sollecitazione, la regola di offset dello 0,2% e i criteri di von Mises.
Modulo di Young
Il modulo di Young è la pendenza della porzione elastica della curva sforzo-deformazione per il materiale in analisi. Gli ingegneri sviluppano curve sforzo-deformazione eseguendo test ripetuti su campioni di materiale e compilando i dati. Il calcolo del modulo di Young (E) è semplice come leggere un valore di sollecitazione e deformazione da un grafico e dividere la sollecitazione per la deformazione.
Equazione dello stress
La sollecitazione (sigma) è correlata alla deformazione (epsilon) attraverso l'equazione:
\sigma = E\times \epsilon
Questa relazione è valida solo nelle regioni in cui è valida la legge di Hooke. La legge di Hooke afferma che in un materiale elastico è presente una forza riparatrice proporzionale alla distanza per cui il materiale è stato allungato. Poiché il carico di snervamento è il punto in cui si verifica la deformazione plastica, segna la fine dell'intervallo elastico. Utilizzare questa equazione per stimare un valore di stress di snervamento.
La regola dell'offset dello 0,2%
L'approssimazione ingegneristica più comune per il carico di snervamento è la regola di compensazione dello 0,2 percento. Per applicare questa regola, supponi che la deformazione di snervamento sia 0,2 percento e moltiplica per il modulo di Young per il tuo materiale:
\sigma = 0,002\volte E
Per distinguere questa approssimazione da altri calcoli, gli ingegneri a volte la chiamano "sollecitazione di snervamento compensata".
Criteri di von Mises
Il metodo offset è valido per sollecitazioni che si verificano lungo un singolo asse, ma alcune applicazioni richiedono una formula in grado di gestire due assi. Per questi problemi, usa i criteri di von Mises:
(\sigma_1-\sigma_2)^2+\sigma_1^2+\sigma_2^2=2\sigma (y)
dove1 = sforzo di taglio massimo in direzione x, σ2 = sforzo di taglio massimo nella direzione y e σ(y) = sforzo di snervamento.