米塞斯屈服準則(von Mises屈服準則)是材料科學中用於描述材料在複雜應力狀態下開始屈服的重要理論。該準則基於以下核心內容:
數學表達式:
當材料在一定的變形條件下,其內部某一點的應力偏張量的第二不變數(J'2)達到某個特定值時,該點開始進入塑性狀態。這個特定值與材料的剪下屈服強度有關。
物理意義:
米塞斯屈服準則表明,當材料的單位體積形狀改變的彈性位能達到某個常數時,材料就會屈服。這種彈性位能是基於剪下應變能的一種等效應力,其計算公式為 \( \sqrt{\frac{(a1-a2)^2+(a2-a3)^2+(a3-a1)^2}{2}} \),其中 \( a1, a2, a3 \) 分別代表第一、二、三主應力。
與其他屈服準則的比較:
與Tresca屈服準則相比,米塞斯屈服準則考慮了應力偏張量的第二不變數,從而能夠更準確地描述材料在複雜應力狀態下的屈服行為。Tresca準則僅基於最大剪應力,忽略了中間主應力的影響,而米塞斯準則則提供了一個更全面的描述。
綜上所述,米塞斯屈服準則是一個重要的材料科學理論,它為理解材料在複雜應力狀態下的屈服行為提供了基礎。