Articulo de referencia

Criterio de rendimiento de Hosford

El criterio de fluencia de Hosford es una función que se utiliza para determinar si un material ha sufrido deformación plástica bajo la acción de una tensión. Criterio de fluenc...

El criterio de fluencia de Hosford es una función que se utiliza para determinar si un material ha sufrido deformación plástica bajo la acción de una tensión.

Criterio de fluencia de Hosford para plasticidad isotrópica

La superficie de fluencia de Hosford isotrópica y de tensión plana para tres valores de n

El criterio de fluencia de Hosford para materiales isotrópicos [ 1 ] es una generalización del criterio de fluencia de von Mises . Tiene la forma

12|σ2σ3|norte+12|σ3σ1|norte+12|σ1σ2|norte=σynorte{\displaystyle {\tfrac {1}{2}}|\sigma _{2}-\sigma _{3}|^{n}+{\tfrac {1}{2}}|\sigma _{3}-\sigma _{1}|^{n}+{\tfrac {1}{2}}|\sigma _{1}-\sigma _{2}|^{n}=\sigma _{y}^{n}\,}

dóndeσi{\displaystyle \sigma _{i}}, i=1,2,3 son las tensiones principales ,norte{\displaystyle n}es un exponente que depende del material yσy{\displaystyle \sigma _{y}}es la tensión de fluencia en tensión/compresión uniaxial.

Alternativamente, el criterio de rendimiento puede escribirse como

σy=(12|σ2σ3|norte+12|σ3σ1|norte+12|σ1σ2|norte)1/norte.{\displaystyle \sigma _{y}=\left({\tfrac {1}{2}}|\sigma _{2}-\sigma _{3}|^{n}+{\tfrac {1}{2}}|\sigma _{3}-\sigma _{1}|^{n}+{\tfrac {1}{2}}|\sigma _{1}-\sigma _{2}|^{n}\right)^{1/n}\,.}

Esta expresión tiene la forma de una norma L p que se define como

 incógnitapag=(|incógnita1|pag+|incógnita2|pag++|incógnitanorte|pag)1/pag.{\displaystyle \ \|x\|_{p}=\left(|x_{1}|^{p}+|x_{2}|^{p}+\cdots +|x_{n}|^{p}\right)^{1/p}\,.}

Cuandopag={\displaystyle p=\infty }, obtenemos la norma L ∞ ,

 incógnita=máximo{|incógnita1|,|incógnita2|,,|incógnitanorte|}{\displaystyle \ \|x\|_{\infty }=\max \left\{|x_{1}|,|x_{2}|,\ldots ,|x_{n}|\right\}}. Comparándolo con el criterio de Hosford

indica que si n  = ∞, tenemos

(σy)norte=máximo(|σ2σ3|,|σ3σ1|,|σ1σ2|).{\displaystyle (\sigma _{y})_{n\rightarrow \infty }=\max \left(|\sigma _{2}-\sigma _{3}|,|\sigma _{3}-\sigma _{1}|,|\sigma _{1}-\sigma _{2}|\right)\,.}

Esto es idéntico al criterio de fluencia de Tresca .

Por lo tanto, cuando n = 1 o n tiende a infinito, el criterio de Hosford se reduce al criterio de fluencia de Tresca . Cuando n = 2, el criterio de Hosford se reduce al criterio de fluencia de von Mises .

Tenga en cuenta que el exponente n no tiene por qué ser un número entero.

Criterio de fluencia de Hosford para tensión plana

Para la situación prácticamente importante de tensión plana, el criterio de fluencia de Hosford toma la forma

12(|σ1|norte+|σ2|norte)+12|σ1σ2|norte=σynorte{\displaystyle {\cfrac {1}{2}}\left(|\sigma _{1}|^{n}+|\sigma _{2}|^{n}\right)+{\cfrac {1}{2}}|\sigma _{1}-\sigma _{2}|^{n}=\sigma _{y}^{n}\,}

Un gráfico del lugar geométrico de fluencia en tensión plana para varios valores del exponente.norte1{\displaystyle n\geq 1}Se muestra en la figura adjunta.

Criterio de fluencia de Logan-Hosford para plasticidad anisotrópica

La superficie de fluencia de Hosford anisotrópica y de tensión plana para cuatro valores de n y R=2.0

El criterio de fluencia de Logan-Hosford para plasticidad anisotrópica [ 2 ] [ 3 ] es similar al criterio de fluencia generalizado de Hill y tiene la forma

F|σ2σ3|norte+GRAMO|σ3σ1|norte+H|σ1σ2|norte=1{\displaystyle F|\sigma _{2}-\sigma _{3}|^{n}+G|\sigma _{3}-\sigma _{1}|^{n}+H|\sigma _{1}-\sigma _{2}|^{n}=1\,}

donde F, G, H son constantes,σi{\displaystyle \sigma _{i}}son las tensiones principales, y el exponente n depende del tipo de cristal (bcc, fcc, hcp, etc.) y tiene un valor mucho mayor que 2. [ 4 ] Valores aceptados denorte{\displaystyle n}son 6 para materiales bcc y 8 para materiales fcc .

Aunque la forma es similar al criterio de rendimiento generalizado de Hill , el exponente n es independiente del valor R, a diferencia del criterio de Hill.

Criterio de Logan-Hosford en tensión plana

En condiciones de tensión plana, el criterio de Logan-Hosford se puede expresar como

11+R(|σ1|norte+|σ2|norte)+R1+R|σ1σ2|norte=σynorte{\displaystyle {\cfrac {1}{1+R}}(|\sigma _{1}|^{n}+|\sigma _{2}|^{n})+{\cfrac {R}{1+R}}|\sigma _{1}-\sigma _{2}|^{n}=\sigma _{y}^{n}}

dóndeR{\displaystyle R}es el valor R yσy{\displaystyle \sigma _{y}}es la tensión de fluencia en tensión/compresión uniaxial. Para una derivación de esta relación, consulte los criterios de fluencia de Hill para tensión plana . En la figura adyacente se muestra un gráfico del lugar geométrico de fluencia para el criterio de Hosford anisotrópico. Para valores denorte{\displaystyle n}que son menores que 2, el lugar geométrico de rendimiento presenta esquinas y tales valores no son recomendables. [ 4 ]

Referencias

  1. Hosford, WF (1972). Un criterio de fluencia isotrópico generalizado , Journal of Applied Mechanics, vol. 39, n.º 2, págs. 607-609.
  2. Hosford, WF, (1979), Sobre los lugares geométricos de fluencia de metales cúbicos anisotrópicos , Actas de la 7ª Conferencia Norteamericana de Metalurgia, SME, Dearborn, MI.
  3. Logan, RW y Hosford, WF, (1980), Cálculos del lugar geométrico de fluencia anisotrópica de límite superior suponiendo un deslizamiento de lápiz < 111> , International Journal of Mechanical Sciences, v. 22, n. 7, pp. 419-430.
  4. 1 2 Hosford, WF, (2005), Comportamiento mecánico de los materiales , pág. 92, Cambridge University Press.

Véase también