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Comprendere la storia del criterio di rendimento di von Mises: perché si chiama teoria di Maxwell-Huber-Hencky-von Mises?
Nella scienza e nell'ingegneria dei materiali, il criterio di snervamento di von Mises è una teoria importante per analizzare il comportamento plastico, soprattutto per materiali duttili come i metalli. La teoria ci dice che quando la seconda invariante J2 dello sforzo deviatorico di un materiale raggiunge un certo valore critico, inizierà a verificarsi uno snervamento. Questa teoria ha avuto origine nel XIX secolo ed è stata sviluppata da molti studiosi fino a formare quella che oggi è nota come "teoria di Maxwell-Huber-Hencky-von Mises".
L'idea fondamentale della teoria di von Mises è che il comportamento di snervamento di un materiale è strettamente correlato allo stato di stress a cui è sottoposto, in particolare allo stato combinato di torsione e tensione.
La teoria risale al 1865, quando James Clerk Maxwell propose alcune condizioni di base in una lettera a William Thomson (in seguito Lord Kelvin). Il suo lavoro era solo preliminare e non descriveva in dettaglio il criterio di cedimento.
Nel 1913, Richard von Mies iniziò a dare alla teoria una formulazione matematica più rigorosa. Ha sottolineato che le condizioni in cui un materiale inizia a cedere dipendono dall'invariante quadratica dell'energia di deformazione, il che rende il criterio di snervamento di von Mises sempre più importante nella descrizione della risposta dei materiali. Il contributo di von Mies ha permesso di definire chiaramente questa teoria e di applicarla all'ingegneria pratica.
La letteratura menziona che Tytus Maksymilian Huber propose un'idea simile in polacco nel 1904 e la collegò all'energia di deformazione torsionale.
Nel 1924, lavorando in modo indipendente, anche Heinrich Henke giunse allo stesso criterio di rendimento. Nel complesso, questi studi hanno gettato le basi per la teoria di von Mises, che consente di prevedere il comportamento di snervamento dei materiali sottoposti a carichi complessi.
Il criterio di snervamento di von Mises non dipende dal primo invariante dello sforzo, il che lo rende valido per qualsiasi stato di sforzo statico e dinamico. Ciò è di grande importanza nel campo dell'ingegneria, in particolare nell'analisi del comportamento dei metalli sottoposti a carichi multiassiali. Grazie alla maggiore diversità degli stati di stress, un singolo criterio di snervamento può fornirci una base concisa per il giudizio.
Lo sforzo di von Mises soddisfa la proprietà per cui due stati di sforzo con uguale energia di deformazione hanno uguali sforzi di von Mises.
Nella pratica ingegneristica, lo stress di von Mises può essere utilizzato per prevedere la resa dei materiali in diverse condizioni di carico. Prendendo come esempio lo stato di una trave di acciaio sotto compressione e di un albero di acciaio sotto torsione, sebbene i due campioni siano realizzati con lo stesso materiale, i loro stati di stress sono diversi ed è impossibile giudicare semplicemente quale sia più vicino allo snervamento. punto tramite osservazione. Tuttavia, utilizzando il criterio di snervamento di von Mises, possiamo facilmente effettuare confronti perché il singolo valore dello stress di von Mises riflette il comportamento effettivo dello snervamento.
In definitiva, il criterio di snervamento di von Mises non è solo una formula matematica, ma anche uno strumento per acquisire una comprensione più approfondita del comportamento dei materiali. Lo sviluppo di questa teoria non solo dimostra il continuo progresso della comunità scientifica, ma consente anche agli ingegneri di essere più sicuri nella progettazione e nell'utilizzo dei materiali, poiché dispongono di strumenti analitici più accurati per prevedere i cambiamenti nelle prestazioni dei materiali.
Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, la nostra comprensione della scienza dei materiali è diventata sempre più approfondita, il che ci spinge anche a chiederci: in condizioni di carico più complesse, il criterio di snervamento di von Mises è ancora l'unico standard?
