תוֹכֶן
כדי לנהל בעיות הקשורות למתח תשואה, מהנדסים ומדענים מסתמכים על מגוון נוסחאות העוסקות בהתנהגות המכנית של חומרים. לחץ אולטימטיבי, בין אם מדובר במתח, דחיסה, גזירה או כיפוף, הוא כמות הלחץ הגבוהה ביותר שחומר יכול לעמוד בה. לחץ בתפוקה הוא ערך הלחץ בו מתרחשת עיוות פלסטי. קשה לזהות ערך מדויק למתח תשואה.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
מגוון נוסחאות חלות על לחץ תשואה, כולל מודולוס יאנגס, משוואת מתח, כלל קיזוז 0.2 אחוז וקריטריוני פון מיזס.
מודולוס הצעירים
מודולוס Youngs הוא שיפוע החלק האלסטי של עקומת מתח הלחץ עבור החומר שמנותח. מהנדסים מפתחים עקומות מתח מתח על ידי ביצוע בדיקות חוזרות ונשנות על דגימות חומרים והרכבת הנתונים. חישוב מודולוס הצעירים (E) הוא פשוט כמו קריאת ערך מתח ומתח מתוך גרף וחלוקת הלחץ על ידי המתח.
משוואת מתח
מתח (sigma) קשור למתח (epsilon) דרך המשוואה: sigma = E x epsilon.
קשר זה תקף רק באזורים שבהם חוק הוקס תקף. חוק הוקס קובע כי כוח משקם קיים בחומר אלסטי שהוא פרופורציונאלי למרחק בו נמתח החומר. מכיוון שמתחי תשואה הם הנקודה בה מתרחשת עיוות פלסטי, זה מסמן את סוף הטווח האלסטי. השתמש במשוואה זו כדי להעריך ערך לחץ תשואה.
כלל קיזוז 0.2 האחוזים
הקירוב ההנדסי הנפוץ ביותר עבור לחץ תשואה הוא כלל קיזוז 0.2 אחוזים. כדי להחיל כלל זה, נניח שמתח התשואה הוא 0.2 אחוז, והכפיל את Youngs Modulus עבור החומר שלך: sigma = 0.002 x E.
כדי להבדיל בין קירוב זה לחישובים אחרים, מהנדסים מכנים זאת לפעמים "לחץ תשואה אופסט".
קריטריוני פון מייז
שיטת הקיזוז תקפה למתח שמתרחש לאורך ציר בודד, אך יש יישומים המחייבים נוסחה המסוגלת להתמודד עם שני צירים. לבעיות אלה, השתמש בקריטריונים של von Mises (sigma1 - sigma2) ^ 2 + sigma1 ^ 2 + sigma2 ^ 2 = 2 x sigma (y) ^ 2, כאשר sigma1 = x כיוון x מקסימום כיוון מתח, sigma2 = y-direction מקסימום לחץ גזירה וסיגמה (y) = לחץ תשואה.