Hoofdspanningen, Von Mises en veiligheidsfactor.
Voer het maximale buigend moment op de doorsnede in en de afstand van de neutrale lijn tot de uiterste vezel (y).
Voer het traagheidsmoment (I) in. De tool gebruikt de buigformule: σ = My/I om de maximale normaalspanning in het element te berekenen.
Vergelijk de resulterende spanning met de vloeigrens van je materiaal (bijv. 250 MPa voor A36-staal) en pas een veiligheidsfactor toe (doorgaans 1,5 tot 2,0).
De hoofdspanningen σ₁ en σ₂ zijn de maximale en minimale normaalspanningen, werkend op vlakken zonder schuifspanning. De calculator gebruikt de cirkel van Mohr: σ₁,₂ = (σx+σy)/2 ± √(((σx−σy)/2)² + τxy²). Voor σx = 120, σy = 40, τxy = 30 MPa geeft dit σ₁ = 130 MPa en σ₂ = 30 MPa, georiënteerd onder θp ≈ 18,4°.
Deze is gelijk aan de straal van de cirkel van Mohr, τmax = √(((σx−σy)/2)² + τxy²), en werkt onder 45° ten opzichte van de hoofdvlakken. Voor dezelfde spanningstoestand 120/40/30 MPa is τmax = 50 MPa. Maximale-schuifspanning- (Tresca-)controles vergelijken dit rechtstreeks met de helft van de vloeigrens van het materiaal.
Von Mises σvm = √(σx² − σxσy + σy² + 3τxy²) reduceert een meeraxiale toestand tot één equivalente waarde om te vergelijken met de vloeigrens. De toestand 120/40/30 MPa geeft σvm ≈ 117,9 MPa, dus tegenover A36-staal (σy = 250 MPa) is de veiligheidsfactor 250/117,9 ≈ 2,1 — ruim boven het gebruikelijke doel van 1,5-2,0.
Ja. Onder zuivere eenassige trek is de von Mises-spanning gelijk aan de aangrijpende spanning (σvm = σx), dus een trek van 200 MPa leest 200 MPa. Onder zuivere schuif wordt het σvm = √3·τ, dus 100 MPa schuif levert ongeveer 173 MPa op — daarom vloeit een schuif-gedomineerd element eerder dan zijn ruwe schuifgetal doet vermoeden.