För att hantera problem relaterade till avkastningsstress, bygger ingenjörer och forskare på olika formler som hanterar materialets mekaniska beteende. Ultimate stress, oavsett om det är spänning, kompression, skjuvning eller böjning, är den högsta mängden stress som ett material kan tåla. Utbytesspänning är det stressvärde vid vilken plastisk deformation uppstår. Även om det är viktigt med tekniska beräkningar, kan ett exakt värde för avkastningsspänning vara svårt att hitta.

Young's Modulus

Young's Modulus är lutningen av den elastiska delen av spänningsbelastningskurvan för materialet analyseras. Ingenjörer utvecklar stress-belastningskurvor genom att utföra upprepade tester på materialprover och sammanställa data. Att beräkna unges modul (E) är lika enkelt som att läsa ett stress- och spänningsvärde från en graf och dela spänningen av stammen.

Stressekvation

Stress (sigma) är relaterad till stammen ( epsilon) genom följande ekvation:

sigma = E * (epsilon)

Denna relation gäller endast i områden där Hooke's Law är giltig. Hooke's Law säger att en återställande kraft är närvarande i ett elastiskt material som står i proportion till det avstånd materialet har sträckts ut. Eftersom avkastningspressen är den punkt där plastisk deformation uppträder markerar det slutet av det elastiska området. Du kan använda denna ekvation för att uppskatta ett avkastningsspänningsvärde.

Den 0,2% offsetregeln

Den vanligaste tekniska approximationen för avkastningsstress är 0,2 procent förskjutningsregeln. För att tillämpa denna regel antar du att utbytesstammen är 0,2 procent och multiplicera med Young's Modulus för ditt material:

sigma = 0.002 * E

För att skilja denna approximation från andra beräkningar, kallar ingenjörer ibland Detta är "offset yield stress."

Von Mises Criteria

Offsetmetoden gäller för stress som uppstår längs en axel, men vissa applikationer kräver en formel som kan hantera två axlar. För dessa problem använder du von Mises-kriterierna:

(sigma1 - sigma2) ^ 2 + sigma1 ^ 2 + sigma2 ^ 2 = 2 * sigma (y) ^ 2

sigma1 = x- riktning max skjuvspänning sigma2 = y-riktning max skjuvspänning sigma (y) = avkastningsspänning