Inženirji in znanstveniki se za obvladovanje težav, povezanih z napetostjo vlečenja, zanašajo na različne formule, ki obravnavajo mehansko obnašanje materialov. Končni stres, najsi gre za napetost, stiskanje, striženje ali upogibanje, je največja obremenitev, ki jo material prenese. Donosnost je vrednost napetosti, pri kateri pride do plastične deformacije. Natančno vrednost napetosti donosnosti je težko določiti.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Za napetost tečenja velja vrsta formul, vključno z Youngovim modulom, enačbo napetosti, pravilom odmika 0,2 odstotka in von Misesovimi merili.
Youngov modul
Youngov modul je naklon elastičnega dela krivulje napetosti in deformacije za material, ki se analizira. Inženirji razvijejo krivulje napetosti in deformacije z izvajanjem ponavljajočih se preskusov na vzorcih materialov in zbiranjem podatkov. Izračun Youngovega modula (E) je tako preprost kot odčitavanje vrednosti napetosti in deformacije iz grafa in deljenje napetosti z deformacijo.
Enačba stresa
Stres (sigma) je z enačbo povezan z deformacijo (epsilon):
\ sigma = E \ krat \ epsilon
To razmerje velja samo v regijah, kjer velja Hookeov zakon. Hookov zakon pravi, da je v elastičnem materialu prisotna obnovitvena sila, ki je sorazmerna z razdaljo, ki jo je bil material raztegnjen. Ker je meja napetosti točka, kjer pride do plastične deformacije, pomeni konec elastičnega območja. Uporabite to enačbo za oceno vrednosti napetosti donosa.
Pravilo odmika 0,2 odstotka
Najpogostejši inženirski približek napetosti tečenja je pravilo odmika 0,2 odstotka. Če želite uporabiti to pravilo, predpostavimo, da je sev donosa 0,2 odstotka, in pomnožite z Youngovim modulom za vaš material:
\ sigma = 0,002 \ krat E
Da bi ta približek razlikovali od drugih izračunov, inženirji temu včasih rečejo "izravnana meja donosnosti".
Von Misesova merila
Metoda odmika velja za napetosti, ki se pojavijo vzdolž ene osi, vendar nekatere aplikacije zahtevajo formulo, ki lahko obvlada dve osi. Za te težave uporabite von Misesova merila:
(\ sigma_1- \ sigma_2) ^ 2 + \ sigma_1 ^ 2 + \ sigma_2 ^ 2 = 2 \ sigma (y)
kjer je σ1 = največja strižna napetost v smeri x, σ2 = največja strižna napetost v smeri y in σ (y) = napetost raztezanja.