ในการจัดการปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความเค้นคราก วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ใช้สูตรต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมทางกลของวัสดุ ความเค้นสูงสุด ไม่ว่าจะเป็นแรงดึง แรงอัด แรงเฉือน หรือการดัดโค้ง คือปริมาณความเค้นสูงสุดที่วัสดุสามารถทนต่อได้ ความเค้นผลผลิตคือค่าความเค้นที่เกิดจากการเปลี่ยนรูปของพลาสติก ค่าความเค้นครากที่แม่นยำอาจระบุได้ยาก
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
ช่วงของสูตรนำไปใช้กับผลผลิตความเครียด ซึ่งรวมถึงโมดูลัสของ Young สมการความเค้น กฎออฟเซ็ต 0.2 เปอร์เซ็นต์ และเกณฑ์ von Mises
โมดูลัสของ Young
โมดูลัสของ Young คือความชันของส่วนที่ยืดหยุ่นได้ของเส้นโค้งความเค้น-ความเครียดสำหรับวัสดุที่กำลังวิเคราะห์ วิศวกรพัฒนากราฟความเค้น-ความเครียดโดยทำการทดสอบซ้ำกับตัวอย่างวัสดุและรวบรวมข้อมูล การคำนวณโมดูลัสของ Young (E) นั้นง่ายพอๆ กับการอ่านค่าความเค้นและความเครียดจากกราฟและหารค่าความเครียดด้วยความเครียด
สมการความเครียด
ความเค้น (sigma) สัมพันธ์กับความเครียด (epsilon) ผ่านสมการดังนี้
\sigma = E\times \epsilon
ความสัมพันธ์นี้ใช้ได้เฉพาะในภูมิภาคที่กฎหมายของฮุกมีผลใช้บังคับเท่านั้น กฎของฮุกระบุว่ามีแรงฟื้นฟูอยู่ในวัสดุยืดหยุ่นซึ่งเป็นสัดส่วนกับระยะห่างที่วัสดุถูกยืดออก เนื่องจากความเค้นครากคือจุดที่เกิดการเสียรูปของพลาสติก จึงเป็นจุดสิ้นสุดของช่วงยืดหยุ่น ใช้สมการนี้ในการประมาณค่าความเค้นคราก
กฎออฟเซ็ต 0.2 เปอร์เซ็นต์
การประมาณค่าทางวิศวกรรมที่พบบ่อยที่สุดสำหรับความเค้นครากคือกฎออฟเซ็ต 0.2 เปอร์เซ็นต์ ในการใช้กฎนี้ สมมติว่าความเครียดของผลผลิตคือ 0.2 เปอร์เซ็นต์ และคูณด้วยโมดูลัสของ Young สำหรับวัสดุของคุณ:
\sigma = 0.002\ครั้ง E
เพื่อแยกความแตกต่างของการประมาณนี้ออกจากการคำนวณอื่นๆ บางครั้งวิศวกรเรียกสิ่งนี้ว่า "ความเค้นของผลตอบแทนออฟเซ็ต"
เกณฑ์ฟอนมิสses
วิธีออฟเซ็ตใช้ได้กับความเค้นที่เกิดขึ้นในแกนเดียว แต่บางแอปพลิเคชันต้องการสูตรที่สามารถรองรับสองแกนได้ สำหรับปัญหาเหล่านี้ ให้ใช้เกณฑ์ von Mises:
(\sigma_1-\sigma_2)^2+\sigma_1^2+\sigma_2^2=2\sigma (y)
ที่ไหน σ1 = แรงเฉือนสูงสุดของทิศทาง x, σ2 = ความเค้นเฉือนสูงสุดของทิศทาง y และ σ(y) = ความเค้นคราก