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Criterio di rendimento di Von Mises

1913
  • Richard von Mises
  • Maksymilian Tytus Huber
Laboratorio di ingegneria meccanica che testa materiali duttili utilizzando il criterio di snervamento di von Mises.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Il criterio di snervamento di von Mises prevede che lo snervamento di un materiale duttile inizi quando il secondo deviatorico stress L'invariante, [latex]J_2[/latex], raggiunge un valore critico. Viene spesso espresso in termini di tensione di von Mises, [latex]sigma_v[/latex], un valore scalare che deve essere inferiore alla tensione del materiale. limite di snervamento, [latex]sigma_y[/latex]. La cedevolezza si verifica quando [latex]sigma_v = sigma_y[/latex].

Il criterio di snervamento di von Mises, noto anche come criterio di massima energia di distorsione, è un modello ampiamente utilizzato per prevedere l'inizio della deformazione plastica nei materiali duttili. Esso postula che lo snervamento abbia inizio quando l'energia di deformazione elastica di distorsione per unità di volume in un materiale raggiunge un valore critico. Questo è diverso dall'energia idrostatica (associata alla variazione di volume), che si presume non contribuisca allo snervamento nei metalli duttili.

Matematicamente, ciò equivale ad affermare che il secondo invariante del tensore degli sforzi deviatorici, [latex]J_2[/latex], raggiunge un valore costante. Il tensore degli sforzi deviatorici è il tensore degli sforzi totali meno la sua componente idrostatica. Il criterio è spesso espresso attraverso lo sforzo equivalente di von Mises, [latex]sigma_v[/latex], che è una combinazione scalare delle sei componenti del tensore degli sforzi. Per uno stato di stress 3D generale, viene calcolato come: [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].

Si prevede che la deformazione plastica si verifichi quando σv è uguale alla resistenza allo snervamento del materiale, σy, che viene tipicamente determinata da una semplice prova di trazione uniassiale. Nello spazio delle tensioni principali, il criterio di von Mises definisce un cilindro circolare liscio il cui asse è la linea idrostatica (σ1 = σ2 = σ3). Questo contrasta con il criterio di Tresca, che definisce un prisma esagonale. Il criterio di von Mises generalmente fornisce una migliore corrispondenza con i dati sperimentali per la maggior parte dei metalli duttili ed è continuamente differenziabile, il che è vantaggioso nei calcoli numerici.

UNESCO Nomenclature: 2208
- Meccanica

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • teoria dell'energia di deformazione totale di Beltrami
  • La precedente formulazione del concetto di energia di distorsione di Huber
  • Sviluppo del tensore di stress di Cauchy
  • Osservazioni sperimentali della resa nei metalli duttili

Applicazioni

  • prevedere guasti in materiali duttili come acciaio e alluminio nell'ingegneria meccanica e civile
  • analisi degli elementi finiti (FEA) per visualizzare e valutare le concentrazioni di stress
  • progettazione di recipienti a pressione e sistemi di tubazioni
  • progettazione di componenti automobilistici per la durata e la sicurezza in caso di incidente

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Argomenti correlati: tensione di von Mises, criterio di snervamento, plasticità, materiali duttili, teoria della rottura, tensione deviatorica, energia di distorsione, plasticità J2.

Contesto storico

Criterio di rendimento di Von Mises

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

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

Invenzioni, innovazioni e principi tecnici correlati

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