Hoe om Von Mises-stres te bereken vanaf hoofspanning: probleme, voorbeelde, feite


Hierdie artikel fokus sy bespreking op hoe om Von Mises-spanning uit hoofspannings te bereken. Von Mises-teorie is een van die vyf teorieë van mislukking.

Ons sal eers oor teorieë van mislukking bespreek en dan in detail lees oor Von Mises teorie van mislukking (ook bekend as verdraaiingsteorie van mislukking).

Teorieë van mislukking

Dit is baie belangrik om die mislukkingspunt van enige materiaal of monster wat vir spesifieke toepassings gebruik word, te ken. Vir verskillende soorte materiale sal een enkele manier om die mislukkingspunt te vind nie voldoende wees nie. Daarom is daar vyf teorieë van mislukking vir verskillende tipes materiaal (rekbaar of bros) en verskillende mislukkingsmodusse (skuif, spanning, vervorming, ens.)

Daar is altesaam vyf teorieë van mislukking. Hulle word hieronder gegee-

  • Maksimum hoofspanningsteorie of Rankine se teorie– Hierdie teorie stel dat mislukking sal plaasvind wanneer maksimum hoofspanning die maksimum waarde van spanning by die elastiese limiet van die materiaal bereik.
  • Maksimum skuifspanningsteorie of Guest en Tresca se teorie– Hierdie teorie sê dat materiaal sal misluk wanneer die maksimum skuifspanning die waarde van maksimum skuifspanning in spanning by elastiese limiet bereik.
  • Maksimum hoofvervormingsteorie of St. Venant se teorie– Volgens hierdie teorie vind mislukking plaas wanneer hoofvervorming die rekwaarde by elastiese limiet bereik.
  • Maksimum spanning energie teorie of Beltrami en Haigh se teorie– Die opbrengskriterium vir hierdie teorie stel dat mislukking in 'n materiaal plaasvind wanneer die totale vervormingsenergie die vervormingsenergie bereik by elastiese limiet in eenvoudige spanning.
  •  Maksimum skuifspanning teorie of verdraaiingsteorie– Hierdie teorie staan ​​ook bekend as Von Mises-teorie, volgens hierdie teorie vind mislukking plaas wanneer die vervormingsenergie per eenheidsvolume 'n waarde van skuifvervormingsenergie per eenheidsvolume bereik by elastiese limiet in spanning.

Uit bogenoemde teorieë is slegs die maksimum hoofspanningsteorie geskik vir bros materiale, almal is geskik vir rekbare materiale soos metale. Die maksimum hoofspanning teorie is nie geskik vir rekbare materiale nie.

Von Mises teorie

Soos in bogenoemde afdeling bespreek, stel hierdie teorie dat die materiaal misluk wanneer die vervormingsenergie per eenheidsvolume 'n waarde van vervormingsenergie per eenheidsvolume bereik by die elastiese limiet van die materiaal. Hierdie teorie is geldig vir rekbare materiale en werk die beste vir materiale wat skuifwerk ondergaan.

Hierdie teorie is voorgestel deur Von Mises- Henkie. Wiskundig kan hierdie teorie geskryf word as-

Die sigma-waardes verteenwoordig hoofspanningswaardes.

hoe om von mises-spanning uit hoofspannings te bereken
Beeld: Von Mises Stress
Image krediete: RswarbrickLewer oppervlaktesCC BY-SA 3.0

Von Mises stres

Die waarde van spanning wat bepaal of 'n gegewe materiaal sal meegee of breek as die Von Mises Spanning. Die kriterium vir opbrengs bepaal dat die materiaal sal meegee of breek onder 'n gegewe las wanneer die Von Mises-spanning van die materiaal die Von Mises-spanning van daardie materiaal by elastiese limiet onder eenvoudige spanning oorskry.

Wat is hoofspannings?

Voordat bespreek word oor skoolhoof beklemtoon kom ons bespreek oor hoofvliegtuie. Hoofvlakke is die vlakke binne die materiaal sodat gevolglike spannings normale spannings of vlakke is waarin skuif nie plaasvind nie.

Hoofspanning is die spanning wat op die hoofvlakke inwerk. Die vlakke wat maksimum hoofspanning en minimum hoofspanning dra, word onderskeidelik hoofhoof-as en klein hoof-as genoem. 

Hoe om Von Mises-spanning vanaf hoofspanning te bereken?

Ons kan Von Mises-spanning uit die hoofspannings bereken deur die formule hieronder te gebruik-

Die formule hierbo is vir 3D stelsel van kragte. Onderskrifte 1, 2 en 3 verteenwoordig 1ste, 2de en 3de hoofspanning onderskeidelik.

Von Mises stres vs hoofstres

Von Mises stres en hoofstres verskillende betekenisse en verskillende betekenis het. Von Mises spanning word bereken deur gebruik te maak van die waardes van verskillende skoolhoof beklemtoon.

Von Mises stres is die spanning wat die vervormingsenergiedigtheid bepaal, terwyl hoofspanning die werklike spanning is. Von Mises-spanning gee die inligting oor opbrengs- of breukgrens van 'n materiaal (meestal rekbaar), terwyl hoofspanning die werklike spanning is wat op die onderskeie hoofvlakke inwerk.

Von Mises stres voorbeeld

Ons het die formule vir die berekening van Von Mises-spanning bespreek. Die Von Mises-spanning gee ons 'n idee of die materiaal onder die gegewe stel spannings misluk of nie.

Kom ons veronderstel die volgende data vir 'n 3D stelsel van kragte-

Eerste hoofspanning: 110MPa

Tweede hoofspanning: 90MPa

Derde hoofspanning: 100 MPa

Bereken die Von Mises-spanning uit die bogenoemde data. As die vloeispanning 20MPa is, sê dan of die materiaal sal meegee of nie.

Deur die waardes te vervang in formule wat in bogenoemde afdelings bespreek is, kry ons Von Mises stres as 17.32 MPa. Aangesien die vloeispanning 20 MPa is, sal die materiaal nie faal nie aangesien Von Mises-spanning minder is as die Von Mises-spanning by vloeipunt.

Abhishek

Hi ....Ek is Abhishek Khambhata, het B. Tech in Meganiese Ingenieurswese gevolg. Deur vier jaar van my ingenieurswese het ek onbemande vliegtuie ontwerp en gevlieg. My sterkpunt is vloeimeganika en termiese ingenieurswese. My vierdejaarprojek was gebaseer op die prestasieverbetering van onbemande vliegtuie wat sonkragtegnologie gebruik. Ek wil graag met eendersdenkende mense kontak maak.

Onlangse plasings