De kennis over Von Mises Stress versus Principal Stress is zeer effectief om te beoordelen of een mechanisch ontwerp binnen de ontwerplimieten valt en veilig zal werken tijdens de gebruiksperiode.
hoofdstress op een vlak is de maximale spanning erop en in dit geval wordt de schuifspanning gemeten als nul. Von Mises benadrukt, meestal beschouwd in het geval van een ductiel materiaal, is een waarde die wordt gebruikt om de breukgrens van een bepaald materiaal te bepalen.
De vergelijking om Von Mises-spanning op een mechanisch onderdeel te berekenen
V = √(σx2 – (σx * σy) + σy2 + (3 *txy2))
Waar V is de Von Mises Stress
σx is de normale spanning x component
σy is de normale Stress y-component
xy is de schuifspanning
Wanneer een mechanische component wordt beïnvloed door 3D-belastingen, heeft zich een zeer complex driedimensionaal spanningssysteem ontwikkeld. De richting en grootte van spanningen verschillen van punt tot punt. Hier is het Von Mises-criterium een formule voor het berekenen van het effect van deze gecombineerde spanningen op een punt dat verantwoordelijk is voor falen of niet.
Von Mises Stress versus hoofdstress
Te gebruiken zowel von Mises stress en hoofdstress hebben owm betekenis bij het identificeren van het gedrag van een mechanische of structurele component.
De verschillen tussen Von Mises en hoofdspanning zijn als volgt:
| Hoofdstress | Von Mises Stress |
| Hoofdstress is een echte stress | Een maat voor de energiedichtheid, geen echte spanning. |
| Hoofdspanning vertegenwoordigt de maximale en minimale normale spanningen op een hoofdvlak bij een toestand van nul schuifspanning op een lichaam. | Von Mises-spanning wordt geassocieerd met het vloeicriterium van een ductiel materiaal. Von Mises-spanning is een theoretische meting en het teken +ve of -ve hangt af van de hoofdspanning. |
| De faaltheorie op basis van hoofdspanning is toepasbaar op brosse materialen zoals gietcomponenten, bijvoorbeeld versnellingsbakken. | Faaltheorie gebaseerd op Von Mises wordt gebruikt voor ductiele materialen zoals aluminium, staal enz. |
| Niet mogelijk om te berekenen Belangrijkste spanningen van Von Mises. | Mogelijk om bereken Von Mises eenvoudig uit hoofdspanningen. |
De normale spanningen die op een hoofdvlak werken, worden hoofdspanningen genoemd die de extreme waarden geven. Als we de tweedimensionale spanningstoestand van een materiaal beschouwen, zullen grote en kleine hoofdspanningen de extreme waarden van de normale spanningen geven.
Hoofdspanningen kunnen worden verkregen door het spanningselement op geschikte wijze te roteren op een zodanige manier dat het geroteerde element geen schuifspanning ondervindt.
Ingenieurs gebruiken de vervormingsenergietheorie het meest om het falen van een ductiel materiaal te voorspellen en deze theorie geeft ook de perceptie van Von Mises-spanning.
Von Mises-spanning is geen echte spanning, maar een theoretische waarde die een vergelijking geeft tussen algemene driedimensionale spanning en uni-axiale rekgrens.
De bovenstaande figuur toont het vloeicriterium in de hoofdspanningsruimte. Elke spanningstoestand kan worden weergegeven door drie hoofdspanningen en als drie coördinaten worden beschouwd, kunnen de verschillende combinaties van Von Mises-spanning leiden tot een cilindrisch oppervlak.
Het bezwijken of meegeven van een mechanische component begint op een punt als de spanningstoestand die bij een willekeurig punt hoort, op het cilindrische oppervlak ligt.
Kan hoofdspanning groter zijn dan Von Mises?
In bepaalde gevallen zijn de hoofdspanningen groter dan de Von Mises-spanning.
Von Mises sress kan worden uitgedrukt met behulp van de hoofdspanningen die in verschillende assen werken, zoals hieronder:
Onder bepaalde omstandigheden bereiken hoofdspanningen een grotere waarde dan de Von Mises-spanning. Als de compressiespanningen die op de hoofdassen werken bijna gelijk zijn, dan zullen de Von Mises-spanningen veel kleiner zijn.
In technische materialen worden over het algemeen twee soorten fouten waargenomen: brosse breuk en ductiele breuk.
Voor het veilig ontwerpen van leidingen en structurele balken wordt de Von Mises-spanningstheorie toegepast onder verschillende belastingscondities.
De sterkte van een materiaal is niets anders dan de noodzakelijke spanning om de atoombinding te verbreken en alle atomen van een materiaal te splitsen.
Kneedbare materialen mislukken als gevolg van meegeven en het gebeurt door het glijden van atomen. De benodigde energie om op te leveren is lager dan de energie die nodig is voor het losmaken van de atomaire vlakken.
Wanneer de schuifspanning van een ductiel materiaal zijn hoogste waarde (maximum) bereikt, begint het vloeien van het ductiele materiaal.
Bij bros materiaal leidt de scheiding van atomaire vlakken tot het bezwijken van het materiaal.
De rekenergiedichtheid die op een punt van een materiaal wordt ervaren, kan worden uitgedrukt in termen van hoofdspanningen zoals hieronder weergegeven:
De spanningsenergiedichtheid die op een punt in een materiaal wordt waargenomen, is voornamelijk te wijten aan verandering in volume (Uh) en door vormverandering (Ud) die in de volksmond bekend staan als respectievelijk Dilatational en Distortion strain energy density.
Door U . af te trekkenh dwz Dilatational Strain energiedichtheid van U0 dwz de totale energiedichtheid die we krijgen Vervormingsrekenergie (Ud) een deel.
De uitdrukking voor Ud in termen van Von Mises kan stress als volgt worden geschreven:
In de bovenstaande formule is Ud de vervormingsenergiedichtheid en wanneer deze een kritische waarde bereikt, begint het vloeien van ductiel materiaal. Dit idee wordt gegeven door de Von Mises-theorie.
Aangezien dit algemeen toepasbaar is voor een uniaxiale spanningstoestand, kunnen we deze kritische waarde van vervormingsenergie gemakkelijk berekenen uit een uniaxiale test.
Onder deze voorwaarde wordt de hoofdspanning gegeven door σ1 = σY(vloeispanning) en en σ2 = σ3 = 0.
De benodigde energiedichtheid voor opbrengst wordt hieronder gegeven:
De bovenstaande uitdrukking voor energiedichtheid geeft de kritische waarde van de vervormingsenergiedichtheid voor het materiaal.
Volgens het faalcriterium van Von Mises, wanneer een materiaal wordt onderworpen aan multiaxiale belasting, vindt bezwijken van het materiaal plaats wanneer de vervormingsenergie = of > dan de kritische waarde voor het materiaal.
Daarom begint het vloeien van een materiaal wanneer de Von Mises-spanningen die op het materiaal inwerken, groter zijn dan de vloeispanning die het materiaal ondervindt in een uniaxiale trekproef.
In termen van stresscomponenten kan Von Mises stress worden geschreven als
Voor 2D-vlakspanningstoestand σ3=0, is de Von Mises benadrukt in termen van hoofdspanning kan als volgt worden uitgedrukt:
Ik ben Sangeeta Das. Ik heb mijn master Werktuigbouwkunde afgerond met specialisatie in IC-motoren en auto's. Ik heb ongeveer tien jaar ervaring in de industrie en de academische wereld. Mijn interessegebieden omvatten IC-motoren, aerodynamica en vloeistofmechanica. Je kunt me bereiken op
Hallo medelezer,
We zijn een klein team bij Techiescience, dat hard werkt tussen de grote spelers. Als je het leuk vindt wat je ziet, deel dan onze inhoud op sociale media. Uw steun maakt een groot verschil. Bedankt!