Como calcular a tensão de Von Mises

Escrito por cassandra tribe | Traduzido por marla maisonnett
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Como calcular a tensão de Von Mises
Tensão de Von Mises (Alex Bakharev)

A extensão, ou tensão, de Von Mises é um índice adquirido das combinações das Tensões Principais em qualquer ponto dado para determinar em que pontos de tensão, ocorrendo em X, Y e Z, causarão falhas. Este método de cálculo é usado para medir a distribuição da extensão e tensão dentro de um material dúctil. Para resolver a equação, são necessários conhecimentos básicos de cálculo. No entanto, descobrir a extensão e a cedência necessária ou ter que realizar os cálculos sozinho é uma habilidade complexa. Caso você já tenha os números básicos necessários, seguir estes passos lhe permitirá executar o cálculo simplificado da Extensão de Von Mises de um material.

Nível de dificuldade:
Desafiante

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O que você precisa?

  • Tensões Principais de um teste de corpo elástico (como um material dúctil)
  • Tensão da Cedência (ou falha) do material
  • Calculadora científica ou caneta e papel

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Instruções

    Como calcular a extensão de Von Mises

  1. 1

    Atribua a principal tensão a cada uma destas designações: 1ª tensão para {s1} 2ª tensão para {s2} 3ª tensão para {s3}

    Se você não tiver a tensão principal do material a ser analisado, pode calculá-la desde qualquer ponto na direção de X, Y ou Z do eixo principal. Tensões Principais funcionam em conjunto a partir de qualquer ponto do eixo. Os pontos que você escolher para calcular a tensão de Von Mises só existirão dentro dessa área. Você pode recalcular com qualquer ponto desde qualquer área criada, através da reatribuição das Tensões Principais, para determinar o efeito da tensão no potencial de falha.

  2. 2

    Usando a seguinte equação, substitua a principal tensão no lugar apropriado.

    (S1-S2)^2 + (S2-S3)^2 + (S3-S1)^2 = 2Se^2

    Por exemplo, se a sua 1ª tensão era 4, a 2ª era 6 e a 3ª era igual a 8, então a equação ficaria assim:

    (4-6)^2 + (6-8)^2 + (8-4)^2 = 2Se^2

    Observação: (4-6)^2 deve ser lido “quatro menos seis à segunda potência”.

  3. 3

    Agora, resolva a equação para determinar o valor de {Se}.

  4. 4

    O valor que você chegou para {Se} é a Tensão ou Extensão de Von Mises, que também é conhecida como Tensão Equivalente. O valor de {Se}, por mais que seja o resultado da equação, não é o valor que você está procurando para analisar a falha do material dúctil. Ainda falta realizar mais um passo para entender o que o valor da Extensão de Von Mises significa para o seu material.

  5. 5

    Atributa sua tensão de cedência à designação {Sy}. Agora, resolva a seguinte equação:

    Sy – Se

    Se {Se} for maior que {Sy} (produzindo um valor negativo) então seu material, no ponto para o qual a Tensão Principal foi calculada, é considerado como uma falha total.

Dicas & Advertências

  • Sempre confirme com várias fontes a validade do valor de sua tensão de cedência para o seu material.
  • Esta é uma versão simplificada do cálculo. Para calcular a tensão e a extensão para usar em ambientes vivos, use formas específicas de cálculo aos padrões de engenharia para aquele ambiente.

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