Puesto que el daño de materiales se divide en dos formas de fractura frágil y de rendimiento según su naturaleza física, las teorías de la fuerza se dividen en dos categorías por consiguiente, y los siguientes son las cuatro teorías de la fuerza de uso general actualmente.
1, la teoría máxima de la tensión extensible (la primera teoría de la fuerza que es la tensión principal máxima)
Esta teoría también se conoce como la primera teoría de la fuerza. Esta teoría que la causa principal del daño es la tensión extensible máxima. Sin importar el complejo, estado simple de la tensión, mientras la primera tensión principal alcance el límite de la fuerza del estiramiento unidireccional, es decir, fractura.
Forma del daño: fractura.
Condición del daño: σ1 = σb
Condición de la fuerza: ≤ σ1 [σ]
Los experimentos han probado que esta teoría de la fuerza mejor explica el fenómeno de la fractura de materiales frágiles tales como piedra y arrabio a lo largo del corte transversal donde se localiza la tensión extensible máxima; no es conveniente para los casos sin tensiones extensibles tales como compresión unidireccional o compresión de tres vías.
Desventaja: Las otras dos tensiones principales no se consideran.
Gama del uso: Aplicable a los materiales frágiles bajo tensión. Por ejemplo el arrabio extensible, torsión.
línea teoría de la tensión (segunda tensión principal máxima del alargamiento máximo de 2、 de la teoría de la fuerza es decir)
Esta teoría también se llama la segunda teoría de la fuerza. Esta teoría cree que la causa principal del daño es la línea tensión del alargamiento máximo. Sin importar el complejo, estado simple de la tensión, mientras la primera tensión principal alcance el valor límite de unidireccional estirando, es decir, fractura. Suposición del daño: La tensión del alargamiento máximo alcanza el límite en la tensión simple (se asume que hasta que ocurra la fractura puede todavía ser calculado usando la ley de Hooke).
Forma del daño: fractura.
Condición del daño de la fractura frágil: ε1= εu =σb/E
ε1=1/E [σ1-μ (σ2+σ3)]
Condición del daño: σ1-μ (σ2+σ3) = σb
Condición de la fuerza: ≤ de σ1-μ (σ2+σ3) [σ]
Se prueba que esta teoría de la fuerza mejor explica el fenómeno de la fractura a lo largo del corte transversal de materiales frágiles tales como piedra y concreta cuando se sujetan a la tensión axial. Sin embargo, sus resultados experimentales están de acuerdo solamente con pocos materiales, así que se ha utilizado raramente.
Desventaja: No puede explicar extensamente la ley general del daño de la fractura frágil.
Alcance del uso: Conveniente para la piedra y concreto comprimidos axialmente.
3, teoría de la tensión de esquileo máximo (la tercera teoría de la fuerza que fuerza de Tresca)
Esta teoría también se conoce como la tercera teoría de la fuerza. Esta teoría que la causa principal del daño es la tensión de esquileo máximo
Sin importar el complejo, estado simple de la tensión, mientras la tensión de esquileo máximo alcance el último valor de la tensión de esquileo en estirar unidireccional, es decir, rindiendo. Suposición del daño: la tensión de esquileo máximo compleja de la muestra del peligro del estado de la tensión alcanza el límite de la tensión de esquileo extensible, compresiva simple material.
Forma del daño: rendimiento.
Factor del daño: tensión de esquileo máximo.
τmax = τu = σs/2
Condiciones del daño de la producción: τmax=1/2 (σ1-σ3)
Condición del daño: σ1-σ3 = σs
Condición de la fuerza: ≤ σ1-σ3 [σ]
Experimental, se prueba que esta teoría puede explicar mejor el fenómeno de la deformación plástica en materiales plásticos. Sin embargo, los miembros diseñados según esta teoría están en el lado seguro porque la influencia de 2σ no se considera.
Desventaja: Ningún efecto 2σ.
Alcance del uso: Conveniente para la caja general de materiales plásticos. La forma es simple, el concepto está claro, y la maquinaria es ampliamente utilizada. Sin embargo, el resultado teórico es más seguro que el real.
4, teoría específica de la energía del cambio de la forma (la cuarta teoría de la fuerza que fuerza de von mises)
Esta teoría también se conoce como la cuarta teoría de la fuerza. Esta teoría eso: no importa qué el estado de la tensión el material está adentro, los mecánicos materiales del material rindieron porque el ratio del cambio de la forma (du) alcanzó cierto valor límite. Esto se puede establecer como sigue
Condición del daño: el 1/2 (σ1-σ2) 2+2 (σ2-σ3) 2+ (σ3-σ1) 2=σs
Condición de la fuerza: σr4= el 1/2 (σ1-σ2) 2+ (σ2-σ3) 2 + (σ3-σ1) 2≤ [σ]
De acuerdo con los datos de prueba para los tubos finos de varios materiales (de acero, de cobre, aluminio), se muestra que la teoría específica de la energía del cambio de la forma es más constante con los resultados experimentales que la tercera teoría de la fuerza.
La forma unificada de las cuatro teorías de la fuerza: de modo que el σrn equivalente de la tensión, tenga la expresión unificada para la condición de la fuerza
σrn≤ [σ].
Expresión para la tensión equivalente.
σr1=σ 1≤ [σ]
≤ de σr2=σ1-μ (σ2+σ3) [σ]
σr 3= σ1-σ3≤ [σ]
σr4= el 1/2 (σ1-σ2) 2+ (σ2-σ3) 2+ (σ3-σ1) 2≤ [σ]
