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Critère de rendement de Von Mises

1913
  • Richard von Mises
  • Maksymilian Tytus Huber
Essais en laboratoire de génie mécanique sur des matériaux ductiles utilisant le critère de plasticité de von Mises.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Le critère de plasticité de von Mises prédit que la plasticité d'un matériau ductile commence lorsque le second écart-type stresser L'invariant, [latex]J_2[/latex], atteint une valeur critique. Il est souvent exprimé en fonction de la contrainte de von Mises, [latex]sigma_v[/latex], une valeur scalaire qui doit être inférieure à la contrainte de von Mises du matériau. limite d'élasticité, [latex]sigma_y[/latex]. La plastification se produit lorsque [latex]sigma_v = sigma_y[/latex].

Le critère d'élasticité de von Mises, également appelé critère d'énergie de distorsion maximale, est un modèle largement utilisé pour prédire l'apparition de la déformation plastique dans les matériaux ductiles. Il postule que l'élasticité débute lorsque l'énergie de déformation élastique par unité de volume dans un matériau atteint une valeur critique. Ce critère est distinct de l'énergie hydrostatique (associée aux variations de volume), qui est supposée ne pas contribuer à l'élasticité des métaux ductiles.

Mathématiquement, cela revient à dire que le second invariant du tenseur des contraintes déviatoriques, [latex]J_2[/latex], atteint une valeur constante. Le tenseur des contraintes déviatoriques est le tenseur des contraintes total moins sa composante hydrostatique. Ce critère est souvent exprimé à l'aide de la contrainte équivalente de von Mises, [latex]sigma_v[/latex], qui est une combinaison scalaire des six composantes du tenseur des contraintes. Pour un état de contrainte 3D général, il est calculé comme suit : [latex]sigma_v = sqrt{frac{1}{2}[(sigma_{11}-sigma_{22})^2 + (sigma_{22}-sigma_{33})^2 + (sigma_{33}-sigma_{11})^2 + 6(sigma_{12}^2 + sigma_{23}^2 + sigma_{31}^2)]}[/latex].

On prévoit que la limite d'élasticité se produira lorsque σv atteint la limite d'élasticité du matériau, σy, généralement déterminée par un simple essai de traction uniaxiale. Dans l'espace des contraintes principales, le critère de von Mises définit un cylindre circulaire lisse dont l'axe est la ligne hydrostatique (σ1 = σ2 = σ3). Ceci contraste avec le critère de Tresca, qui définit un prisme hexagonal. Le critère de von Mises offre généralement une meilleure adéquation aux données expérimentales pour la plupart des métaux ductiles et est continûment différentiable, ce qui est avantageux pour les calculs numériques.

UNESCO Nomenclature: 2208
- Mécanique

Taper

Système abstrait

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • La théorie de l'énergie de déformation totale de Beltrami
  • La formulation antérieure de Huber du concept d'énergie de distorsion
  • Développement du tenseur des contraintes de Cauchy
  • Observations expérimentales de la déformation des métaux ductiles

Applications

  • Prédire la défaillance des matériaux ductiles comme l'acier et l'aluminium en génie mécanique et civil
  • analyse par éléments finis (FEA) pour visualiser et évaluer les concentrations de contraintes
  • conception de récipients sous pression et de systèmes de tuyauterie
  • conception de composants automobiles pour la durabilité et la sécurité en cas de collision

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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Lié à : contrainte de von Mises, critère de plasticité, plasticité, matériaux ductiles, théorie de la rupture, contrainte déviatorique, énergie de distorsion, plasticité J2.

Contexte historique

Critère de rendement de Von Mises

1909
1910
1911-04-08
1913
1915
1916
1917
1907
1909
1910
1912
1915
1915-11
1916
1918

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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