23.6 : Критерии текучести пластичных материалов при плоском напряжении

При проектировании элементов конструкций и деталей машин с использованием пластичных материалов крайне важно обеспечить, чтобы эти компоненты выдерживали приложенные напряжения без разрушений. Податливость первоначально определяется посредством испытания на растяжение, которое оценивает реакцию материала на одноосное напряжение. Однако растягивающего напряжения недостаточно, когда компоненты сталкиваются с условиями двухосного или плоского напряжения. Это условие требует расширенных критериев для прогнозирования разрушений.

Критерий максимального напряжения сдвига, также известный как критерий Треска, оценивает безопасность компонентов в различных состояниях напряжения путем сравнения максимального напряжения сдвига внутри материала с напряжением в точке текучести при испытании на одноосное растяжение. Напряжение сдвига, которое имеет большое значение для текучести пластичных материалов, визуализируется через шестиугольник Трески в пространстве напряжений. Это графическое представление образует граничное условие: напряжения внутри шестиугольника указывают на безопасность, а напряжения за его пределами предполагают потенциальную текучесть.

Альтернативный критерий максимальной энергии искажения, известный как критерий фон Мизеса, основан на теории энергии искажения. Этот критерий утверждает, что текучесть происходит за счет энергии, накопленной в результате деформации. Деталь считается безопасной, если энергия деформации единицы объема от приложенных напряжений меньше, чем в точке текучести. Напряжение фон Мизеса, полученное из главных напряжений, дает количественную оценку этой энергии, помогая оценить поведение материала в сложных напряженных состояниях.