23.6 : Kryteria plastyczności materiałów ciągliwych pod wpływem naprężenia płaskiego

Projektując elementy konstrukcyjne i części maszyn z wykorzystaniem materiałów ciągliwych, ważne jest, aby elementy te wytrzymywały przyłożone naprężenia bez uginania się. Plastyczność jest początkowo określana poprzez próbę rozciągania, która ocenia reakcję materiału na naprężenie jednoosiowe. Jednakże naprężenie rozciągające jest niewystarczające, gdy komponenty są poddawane dwuosiowym lub płaskim naprężeniom. Ten warunek wymaga zaawansowanych kryteriów, aby przewidzieć uszkodzenie.

Kryterium maksymalnego naprężenia ścinającego, znane również jako kryterium Tresca, ocenia bezpieczeństwo komponentów w różnych stanach naprężenia poprzez porównanie maksymalnego naprężenia ścinającego w materiale z wartością granicy plastyczności w próbie jednoosiowego rozciągania. Naprężenie ścinające, które ma znaczenie w plastyczności materiałów plastycznych, jest wizualizowane za pomocą sześciokąta Treski w przestrzeni naprężeń. Ta graficzna reprezentacja tworzy warunek brzegowy: naprężenia w obrębie sześciokąta wskazują bezpieczeństwo, podczas gdy te na zewnątrz sugerują potencjalną plastyczność.

Alternatywnie, kryterium maksymalnej energii odkształcenia, znane jako kryterium Von Misesa, opiera się na teorii energii odkształcenia. Kryterium to stwierdza, że ​​uginanie następuje w wyniku energii zmagazynowanej w wyniku odkształcenia. Element uważa się za bezpieczny, jeśli energia odkształcenia na jednostkę objętości w wyniku przyłożonych naprężeń jest mniejsza niż granica plastyczności. Naprężenie Von Misesa, wyprowadzone z naprężeń głównych, określa ilościowo tę energię, pomagając w ocenie zachowania materiału w złożonych stanach naprężenia.