Om problemen in verband met vloeispanning te beheersen, vertrouwen ingenieurs en wetenschappers op een verscheidenheid aan formules die betrekking hebben op het mechanische gedrag van materialen. Ultieme spanning, of het nu gaat om spanning, compressie, afschuiving of buiging, is de hoogste hoeveelheid spanning die een materiaal kan weerstaan. Opbrengstspanning is de spanningswaarde waarbij plastische vervorming optreedt. Een nauwkeurige waarde voor vloeispanning kan moeilijk te bepalen zijn.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Een reeks formules is van toepassing op vloeispanning, waaronder Young's Modulus, spanningsvergelijking, de 0,2 procent offset-regel en de von Mises-criteria.
De modulus van Young
Young's Modulus is de helling van het elastische gedeelte van de spanning-rekcurve voor het materiaal dat wordt geanalyseerd. Ingenieurs ontwikkelen spannings-rekcurves door herhaalde tests uit te voeren op materiaalmonsters en de gegevens te verzamelen. Het berekenen van Young's Modulus (E) is net zo eenvoudig als het lezen van een spannings- en rekwaarde uit een grafiek en het delen van de spanning door de rek.
Stressvergelijking
Stress (sigma) is gerelateerd aan stam (epsilon) door de vergelijking:
\sigma = E\times \epsilon
Deze relatie is alleen geldig in regio's waar de wet van Hooke geldig is. De wet van Hooke stelt dat er een herstellende kracht aanwezig is in een elastisch materiaal die evenredig is met de afstand waarover het materiaal is uitgerekt. Aangezien vloeispanning het punt is waar plastische vervorming optreedt, markeert dit het einde van het elastische bereik. Gebruik deze vergelijking om een vloeigrenswaarde te schatten.
De 0,2 procent offset-regel
De meest gebruikelijke technische benadering voor vloeispanning is de 0,2 procent offset-regel. Om deze regel toe te passen, gaat u ervan uit dat de opbrengstspanning 0,2 procent is en vermenigvuldigt u met Young's Modulus voor uw materiaal:
\sigma = 0,002\maal E
Om deze benadering van andere berekeningen te onderscheiden, noemen ingenieurs dit soms de 'offset-vloeispanning'.
Von Mises-criteria
De offsetmethode is geldig voor spanningen die optreden langs een enkele as, maar sommige toepassingen vereisen een formule die twee assen aankan. Gebruik voor deze problemen de von Mises-criteria:
(\sigma_1-\sigma_2)^2+\sigma_1^2+\sigma_2^2=2\sigma (y)
waar1 = x-richting max. schuifspanning, σ2 = maximale schuifspanning in y-richting en σ(y) = vloeispanning.