23.6 : criteri di snervamento per materiali duttili sottoposti a stress piano

Nella progettazione di elementi strutturali e parti di macchine che utilizzano materiali duttili, è fondamentale garantire che questi componenti resistano allo stress applicato senza cedere. Lo stress viene inizialmente determinato attraverso una prova di trazione, che valuta la risposta del materiale allo stress uniassiali. Tuttavia, lo stress a trazione è insufficiente quando i componenti sono sottoposti a condizioni di stress biassiale o piana. Questa condizione richiede criteri avanzati per prevedere il cedimento.

Il criterio dello stress di taglio massimo, noto anche come criterio Tresca, valuta la sicurezza dei componenti in vari stati di stress confrontando lo stress di taglio massimo all'interno del materiale con quella del punto di stress in una prova di trazione uniassiale. Lo stress da taglio, che è significativo nello stress dei materiali duttili, è visualizzato attraverso l'esagono di Tresca nello spazio delle tensioni. Questa rappresentazione grafica costituisce una condizione al contorno: lo stress all'interno dell'esagono indicano sicurezza, mentre quelle esterne suggeriscono un potenziale cedimento.

In alternativa, il criterio dell’energia di massima distorsione, noto come criterio di Von Mises, si basa sulla teoria dell’energia di distorsione. Questo criterio afferma che lo stress avviene a partire dall'energia immagazzinata a causa della distorsione. Un componente è considerato sicuro se l'energia di distorsione per unità di volume derivante dallo stress applicato è inferiore a quella del punto di stress. Lo stress di Von Mises, derivato dalle tensioni principali, quantifica questa energia, aiutando a valutare il comportamento del materiale in stati di stress complessi.