Akma gerilimiyle ilgili sorunları yönetmek için mühendisler ve bilim adamları, malzemelerin mekanik davranışıyla ilgili çeşitli formüllere güvenirler. Gerilme, sıkıştırma, kesme veya eğilme olsun nihai stres, bir malzemenin dayanabileceği en yüksek stres miktarıdır. Akma gerilimi, plastik deformasyonun meydana geldiği gerilim değeridir. Akma gerilimi için doğru bir değer belirlemek zor olabilir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Young Modülü, gerilim denklemi, yüzde 0,2 ofset kuralı ve von Mises kriterleri dahil olmak üzere, akma gerilimi için bir dizi formül geçerlidir.
Gencin modülü
Young Modülü, analiz edilen malzeme için gerilim-gerinim eğrisinin elastik kısmının eğimidir. Mühendisler, malzeme numuneleri üzerinde tekrarlanan testler gerçekleştirerek ve verileri derleyerek gerilim-gerinim eğrileri geliştirir. Young Modülünü (E) hesaplamak, bir grafikten bir gerilim ve gerinim değeri okumak ve gerilimi gerinim ile bölmek kadar basittir.
Gerilme Denklemi
Gerilim (sigma), aşağıdaki denklem aracılığıyla gerinim (epsilon) ile ilgilidir:
\sigma = E\times \epsilon
Bu ilişki yalnızca Hooke Yasasının geçerli olduğu bölgelerde geçerlidir. Hooke Yasası, elastik bir malzemede, malzemenin gerildiği mesafeyle orantılı bir onarıcı kuvvet bulunduğunu belirtir. Akma gerilmesi, plastik deformasyonun meydana geldiği nokta olduğundan, elastik aralığın sonunu işaret eder. Bir akma gerilimi değerini tahmin etmek için bu denklemi kullanın.
Yüzde 0,2 Ofset Kuralı
Akma gerilimi için en yaygın mühendislik yaklaşımı yüzde 0,2 ofset kuralıdır. Bu kuralı uygulamak için, akma gerilmesinin yüzde 0,2 olduğunu varsayın ve malzemeniz için Young Modülü ile çarpın:
\sigma = 0,002\times E
Bu yaklaşımı diğer hesaplamalardan ayırt etmek için mühendisler bazen buna "kayma akma gerilimi" derler.
Von Mises Kriterleri
Ofset yöntemi, tek bir eksen boyunca oluşan gerilim için geçerlidir, ancak bazı uygulamalar iki ekseni işleyebilen bir formül gerektirir. Bu problemler için von Mises kriterlerini kullanın:
(\sigma_1-\sigma_2)^2+\sigma_1^2+\sigma_2^2=2\sigma (y)
nerede σ1 = x-yönü maksimum kesme gerilimi, σ2 = y-yönü maksimum kesme gerilimi ve σ(y) = akma gerilimi.