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» Von Mises Yield Criterion

Von Mises Yield Criterion

1913
  • Richard von Mises
  • Maksymilian Tytus Huber
기계 공학 실험실에서 폰 미제스 항복률 기준을 사용하여 연성 재료를 테스트합니다.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

폰 미세스 항복 기준은 연성 재료의 항복이 두 번째 편차 곡선이 특정 값에 도달할 때 시작된다고 예측합니다. 스트레스 불변량인 [latex]J_2[/latex]는 임계값에 도달합니다. 이는 종종 폰 미세스 응력 [latex]sigma_v[/latex]로 표현되며, 이 스칼라 값은 재료의 임계 응력보다 작아야 합니다. 항복 강도[latex]sigma_y[/latex]. 항복은 [latex]sigma_v = sigma_y[/latex]일 때 발생합니다.

폰 미세스 항복 기준(최대 변형 에너지 기준이라고도 함)은 연성 재료의 소성 변형 시작을 예측하는 데 널리 사용되는 모델입니다. 이 기준은 재료의 단위 부피당 탄성 변형 에너지가 임계값에 도달할 때 항복이 시작된다고 가정합니다. 이는 부피 변화와 관련된 정수압 에너지와는 구별되는 개념으로, 연성 금속에서는 정수압 에너지가 항복에 영향을 미치지 않는다고 가정합니다.

수학적으로 이는 편차응력텐서의 두 번째 불변량인 [latex]J_2[/latex]가 상수 값에 도달한다는 것과 같습니다. 편차응력텐서는 전체 응력텐서에서 정수압 성분을 뺀 값입니다. 이 기준은 종종 응력텐서의 여섯 가지 성분의 스칼라 조합인 폰 미세스 등가응력 [latex]sigma_v[/latex]를 통해 표현됩니다. 일반적인 3D 응력 상태의 경우 다음과 같이 계산됩니다. [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].

항복은 [latex]sigma_v[/latex]가 재료의 항복 강도 [latex]sigma_y[/latex]와 같을 때 발생하는 것으로 예측되며, 이 값은 일반적으로 간단한 단축 인장 시험을 통해 결정됩니다. 주응력 공간에서 폰 미세스 기준은 축이 정수압선([latex]sigma_1 = sigma_2 = sigma_3[/latex])인 매끄러운 원형 실린더를 정의합니다. 이는 육각형 프리즘을 정의하는 트레스카 기준과 대조됩니다. 폰 미세스 기준은 대부분의 연성 금속에 대해 실험 데이터와 더 잘 일치하며, 연속적으로 미분 가능하므로 수치 계산에 유리합니다.

UNESCO Nomenclature: 2208
역학

유형

추상 시스템

분열

상당한

용법

널리 사용됨

전구체

  • 벨트라미의 총 변형 에너지 이론
  • Huber가 이전에 제시한 왜곡 에너지 개념
  • Development of the Cauchy stress tensor
  • 연성 금속의 항복에 대한 실험적 관찰

응용 프로그램

  • 기계 및 토목 공학에서 강철 및 알루미늄과 같은 연성 재료의 파손 예측
  • finite element analysis (FEA) to visualize and assess stress concentrations
  • 압력 용기 및 배관 시스템 설계
  • 내구성과 충돌 안전성을 고려한 자동차 부품 설계

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

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관련 용어: 폰 미세스 응력, 항복 기준, 소성, 연성 재료, 파괴 이론, 편차 응력, 변형 에너지, J2 소성.

역사적 맥락

Von Mises Yield Criterion

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

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

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