Para gerenciar problemas relacionados ao estresse de produção, engenheiros e cientistas confiam em uma variedade de fórmulas que lidam com o comportamento mecânico dos materiais. O estresse final, seja tensão, compressão, cisalhamento ou flexão, é a maior quantidade de tensão que um material pode suportar. O estresse de rendimento é o valor de tensão no qual a deformação plástica ocorre. Embora importante em cálculos de engenharia, um valor preciso para a tensão de escoamento pode ser difícil de identificar.

Módulo de Young

Módulo de Young é o declive da porção elástica da curva tensão-deformação do material sendo analisado. Os engenheiros desenvolvem curvas de tensão-deformação executando testes repetidos em amostras de materiais e compilando os dados. Calcular o Módulo de Young (E) é tão simples quanto ler um valor de tensão e deformação a partir de um gráfico e dividir o estresse pela deformação.

Equação de Estresse

O estresse (sigma) está relacionado à tensão ( epsilon) através da seguinte equação:

sigma = E * (epsilon)

Esta relação é válida somente em regiões onde a Lei de Hooke é válida. A Lei de Hooke afirma que uma força restaurativa está presente em um material elástico que é proporcional à distância que o material foi esticado. Como o estresse de rendimento é o ponto em que ocorre a deformação plástica, ele marca o fim da faixa elástica. Você pode usar essa equação para estimar um valor de tensão de produção.

A regra de compensação de 0,2%

A aproximação de engenharia mais comum para tensão de produção é a regra de compensação de 0,2%. Para aplicar essa regra, assuma que a deformação de rendimento é de 0,2% e multiplique pelo Módulo de Young para seu material:

sigma = 0.002 * E

Para diferenciar essa aproximação de outros cálculos, os engenheiros às vezes chamam este é o "offset yield stress".

Von Mises Criteria

O método offset é válido para o estresse que ocorre ao longo de um único eixo, mas algumas aplicações requerem uma fórmula que possa manipular dois eixos. Para esses problemas, use os critérios de von Mises:

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

sigma1 = x- direção tensão máxima de cisalhamento sigma2 = direção y tensão máxima de cisalhamento sigma (y) = tensão de produção