Lai pārvaldītu problēmas, kas saistītas ar ražas spriedzi, inženieri un zinātnieki paļaujas uz dažādām formulām, kas attiecas uz materiālu mehānisko izturēšanos. Galīgais spriegums, neatkarīgi no tā, vai tas ir sasprindzinājums, saspiešana, griešana vai locīšana, ir vislielākais stresa daudzums, ko materiāls var izturēt. Ienesīguma spriegums ir sprieguma vērtība, pie kuras notiek plastiskā deformācija. Precīzu ienesīguma stresa vērtību var būt grūti precīzi noteikt.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Ienesīguma spriegumam tiek piemērotas dažādas formulas, tostarp Janga modulis, stresa vienādojums, 0,2 procentu nobīdes likums un fon Misesa kritēriji.
Young's Modulus
Janga modulis ir analizējamā materiāla sprieguma-deformācijas līknes elastīgās daļas slīpums. Inženieri izstrādā stresa-deformācijas līknes, veicot atkārtotus materiālu paraugu testus un apkopojot datus. Aprēķināt Janga moduli (E) ir tikpat vienkārši, kā nolasīt sprieguma un deformācijas vērtību no grafika un sadalīt spriegumu ar deformāciju.
Stresa vienādojums
Stress (sigma) ir saistīts ar celmu (epsilon), izmantojot vienādojumu:
\ sigma = E \ reizes \ epsilon
Šīs attiecības ir spēkā tikai reģionos, kur ir spēkā Hukes likums. Huka likums nosaka, ka elastīgā materiālā ir atjaunojošs spēks, kas ir proporcionāls materiāla izstieptajam attālumam. Tā kā tecēšanas spriegums ir vieta, kur notiek plastiskā deformācija, tas iezīmē elastības diapazona beigas. Izmantojiet šo vienādojumu, lai novērtētu ienesīguma stresa vērtību.
0,2 procentu kompensācijas noteikums
Visizplatītākais ražas stresa inženiertehniskais tuvinājums ir 0,2 procentu kompensācijas noteikums. Lai piemērotu šo noteikumu, pieņemiet, ka ražas celms ir 0,2 procenti, un reiziniet ar materiāla Janga moduli:
\ sigma = 0,002 \ reizes E
Lai atšķirtu šo aproksimāciju no citiem aprēķiniem, inženieri to dažkārt sauc par “kompensētu ražas stresu”.
Fon Mises kritēriji
Nobīdes metode ir derīga stresam, kas notiek pa vienu asi, bet dažām lietojumprogrammām nepieciešama formula, kas spēj apstrādāt divas asis. Lai novērstu šīs problēmas, izmantojiet fon Misesa kritērijus:
(\ sigma_1- \ sigma_2) ^ 2 + \ sigma_1 ^ 2 + \ sigma_2 ^ 2 = 2 \ sigma (y)
kur σ1 = x virziena maksimālais bīdes spriegums, σ2 = y virziena maksimālais bīdes spriegums un σ (y) = tecēšanas spriegums.