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Compreendendo a história do critério de rendimento de von Mises: Por que ele é chamado de teoria de Maxwell–Huber–Hencky–von Mises?
Na ciência e engenharia de materiais, o critério de escoamento de von Mises é uma teoria importante para analisar o comportamento plástico, especialmente para materiais dúcteis, como metais. A teoria nos diz que quando o segundo invariante J2 da tensão desviante de um material atinge um certo valor crítico, o escoamento começará a ocorrer. Essa teoria teve origem no século XIX e foi desenvolvida por muitos estudiosos para formar o que hoje é conhecido como "teoria de Maxwell–Huber–Hencky–von Mises".
A ideia central da teoria de von Mises é que o comportamento de escoamento de um material está intimamente relacionado ao estado de tensão ao qual ele é submetido, especialmente o estado combinado de torção e tensão.
A teoria remonta a 1865, quando James Clerk Maxwell propôs algumas condições básicas em uma carta a William Thomson (mais tarde Lord Kelvin). Seu trabalho foi apenas preliminar e não descreveu o critério de rendimento em detalhes.
Em 1913, Richard von Mies começou a dar à teoria uma formulação matemática mais rigorosa. Ele enfatizou que as condições sob as quais um material começa a ceder dependem do invariante quadrático da energia de deformação, o que torna o critério de cedência de von Mises cada vez mais importante na descrição da resposta dos materiais. A contribuição de Von Mies permitiu que essa teoria fosse claramente definida e aplicada na engenharia prática.
A literatura menciona que Tytus Maksymilian Huber propôs uma ideia semelhante em polonês em 1904 e a vinculou à energia de deformação torcional.
Trabalhando de forma independente em 1924, Heinrich Henke também chegou ao mesmo critério de rendimento. Juntos, esses estudos estabeleceram a base para a teoria de von Mises, que nos permite prever o comportamento de escoamento de materiais sob cargas complexas.
O critério de escoamento de von Mises não depende do primeiro invariante de tensão, o que o torna válido para qualquer estado de tensão estático e dinâmico. Isto é de grande importância no campo da engenharia, especialmente na análise do comportamento de metais sob carga multiaxial. Devido à maior diversidade de estados de tensão, um único critério de rendimento pode nos fornecer uma base concisa para julgamento.
A tensão de von Mises satisfaz a propriedade de que dois estados de tensão com energia de deformação igual têm tensões de von Mises iguais.
Na prática da engenharia, a tensão de von Mises pode ser usada para prever o rendimento de materiais sob diferentes condições de carga. Tomando como exemplo o estado de uma viga de aço sob compressão e de um eixo de aço sob torção, embora as duas amostras sejam feitas do mesmo material, seus estados de tensão são diferentes, e é impossível simplesmente julgar qual deles está mais próximo do escoamento. ponto por observação. Entretanto, usando o critério de rendimento de von Mises, podemos facilmente fazer comparações porque o valor único do estresse de von Mises reflete o comportamento real do rendimento.
Em última análise, o critério de rendimento de von Mises não é apenas uma fórmula matemática, mas também uma ferramenta para obter uma compreensão mais profunda do comportamento do material. O desenvolvimento desta teoria não apenas demonstra o progresso contínuo da comunidade científica, mas também permite que os engenheiros tenham mais confiança ao projetar e usar materiais, pois eles têm ferramentas analíticas mais precisas para prever mudanças no desempenho do material.
Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, nossa compreensão da ciência dos materiais se tornou cada vez mais profunda, o que também nos leva a pensar: sob condições de carga mais complexas, o critério de rendimento de von Mises ainda é o único padrão?
