Para gerenciar problemas relacionados à tensão de escoamento, engenheiros e cientistas contam com uma variedade de fórmulas que tratam do comportamento mecânico dos materiais. A tensão final, seja tensão, compressão, cisalhamento ou flexão, é a maior quantidade de tensão que um material pode suportar. A tensão de escoamento é o valor da tensão em que ocorre a deformação plástica. Um valor preciso para a tensão de escoamento pode ser difícil de identificar.
TL; DR (muito longo; Não li)
Uma variedade de fórmulas se aplica à tensão de escoamento, incluindo Módulo de Young, equação de tensão, a regra de deslocamento de 0,2 por cento e os critérios de von Mises.
Módulo de Young
Módulo de Young é a inclinação da porção elástica da curva tensão-deformação para o material que está sendo analisado. Os engenheiros desenvolvem curvas de tensão-deformação realizando testes repetidos em amostras de materiais e compilando os dados. Calcular o Módulo de Young (E) é tão simples quanto ler um valor de tensão e deformação em um gráfico e dividir a tensão pela deformação.
Equação de Estresse
A tensão (sigma) está relacionada à deformação (épsilon) por meio da equação:
\ sigma = E \ times \ epsilon
Essa relação só é válida em regiões onde a Lei de Hooke é válida. A Lei de Hooke afirma que uma força restauradora está presente em um material elástico que é proporcional à distância que o material foi esticado. Como a tensão de escoamento é o ponto onde ocorre a deformação plástica, ela marca o fim da faixa elástica. Use esta equação para estimar um valor de tensão de escoamento.
A regra de compensação de 0,2 por cento
A aproximação de engenharia mais comum para tensão de escoamento é a regra de deslocamento de 0,2 por cento. Para aplicar esta regra, suponha que a tensão de rendimento seja 0,2 por cento e multiplique pelo Módulo de Young para o seu material:
\ sigma = 0,002 \ vezes E
Para distinguir essa aproximação de outros cálculos, os engenheiros às vezes chamam isso de "tensão de escoamento de compensação".
Critérios de Von Mises
O método de compensação é válido para tensões que ocorrem ao longo de um único eixo, mas alguns aplicativos requerem uma fórmula que pode lidar com dois eixos. Para esses problemas, use os critérios de von Mises:
(\ sigma_1- \ sigma_2) ^ 2 + \ sigma_1 ^ 2 + \ sigma_2 ^ 2 = 2 \ sigma (y)
onde σ1 = tensão de cisalhamento máxima na direção x, σ2 = tensão de cisalhamento máxima na direção y e σ (y) = tensão de escoamento.