¿Cuál es la relación entre el límite elástico y la resistencia al corte para el acero y por qué es así?

Creo que te refieres a la diferencia entre el límite elástico de un material en tracción ([math] \ sigma_ {yt} [/ math]) y el límite elástico de un material en corte ([math] \ sigma_ {ys} [/ math] )

Tome una barra de un metal sometido a las fuerzas como en los dos escenarios a continuación. Para simplificar, se utilizará el modelo de plasticidad J2 (Von-Mises). Dice que el cuerpo cede cuando el valor absoluto de la segunda invariante de la parte desviadora del tensor de tensión alcanza un valor crítico, y este valor crítico es el cuadrado del límite elástico del material.

Para simplificar, [matemática] J2 (\ sigma ‘) = 0.5 * (\ sigma’ _ {ij} \ cdot \ sigma ‘_ {ij}) [/ math]

donde [math] \ sigma ‘[/ math] = parte desviadora del estrés.

[math] \ sigma ‘= \ sigma – 1/3 * trace (sigma) * Tensor de identidad [/ math]

Veamos los dos escenarios:

  1. Aplique una cizalla simple como la que se muestra en la imagen a continuación.

El tensor de tensión ahora solo tendrá [math] \ sigma_ {12} [/ math] y [math] \ sigma_ {21} [/ math] como componentes distintos de cero.

[matemáticas] | J2 = \ sigma ^ 2_ {12} = \ sigma ^ 2_ {ys} [/ math]

2. Aplique fuerza solo en la dirección x como la que se muestra en la imagen a continuación.

Suponiendo un estado de estrés uniaxial, el tensor de estrés ahora solo tendrá un componente [math] \ sigma_ {11} [/ math].

Segunda invariante, [matemáticas] | J2 | = \ sigma ^ 2_ {11} / (3) = \ sigma ^ 2_ {ys} [/ math]

Si rinde en [math] \ sigma_ {11} = \ sigma_ {yt} [/ math],

luego,

[matemáticas] \ sigma_ {yt} = \ sqrt (3) * \ sigma_ {ys} [/ matemáticas]

Por lo tanto, al comienzo del rendimiento, la magnitud del límite elástico de corte en el corte puro es (√3) veces menor que el límite elástico de tracción en el caso de una tensión simple.

Fuente de la imagen: Google

¡HOLA!

¿Qué es la relación de rendimiento y resistencia al corte?

La respuesta fácil es que el rendimiento de corte es cercano al 50% de la tensión.

La respuesta difícil significa que usted estudia el círculo de Mohrs, varias teorías de fallas (Tresca, energía de distorsión, etc.), y comprende lo que significan el rendimiento de corte y tracción a nivel micro.

Y para respaldar la respuesta difícil, busque un poco en Google

https://www.researchgate.net/pos

Cálculo de la resistencia al corte de un material?

Según cinco teorías de fallas, tenemos cinco relaciones diferentes entre la resistencia al corte y el límite elástico.

Suponga, relación de resistencia al corte a resistencia a la fluencia como K

1. Principio máximo de la teoría del estrés: K = 1

2.Teoría de la tensión del principio máximo: K = 0.77:

3.Teoría de la energía máxima de deformación: K = 0.62

4.Teoría de la energía de distorsión máxima: K = 0.577

5.Teoría del esfuerzo cortante máximo: K = 0.5

Déjame ver si recuerdo esta, la relación exacta puede ser bastante complicada, así que te dejo que la vuelvas a investigar para tu aplicación específica, pero en cuanto a la segunda parte, ¿por qué la relación es lo que es? puede resolverse como un esfuerzo cortante.

En la microescala nada falla en la tensión, todo es cizallamiento. Básicamente, en un ángulo de 45 grados con respecto al esfuerzo de tracción, su esfuerzo de corte resuelto es máximo y una vez que excede el límite de un material, se deforma. He visto imágenes de pilares de cristal único que se tiran y lo que ves son pequeñas placas en ángulos de 45 grados que parecen aparecer y deslizarse, y eso es lo que sucede incluso a gran escala, sin embargo, dado que esto sucede en la nanoescala, no lo vemos directamente y parece que algo falla en la tensión cuando en realidad son muchas, muchas, muchas fallas de corte en un plano. Por lo tanto, el límite elástico está directamente relacionado con la resistencia al corte.