Karena kerusakan bahan dibagi menjadi dua bentuk patah getas dan luluh menurut sifat fisiknya, teori kekuatan dibagi menjadi dua kategori sesuai, dan berikut ini adalah empat teori kekuatan yang umum digunakan saat ini.
1, teori tegangan tarik maksimum (teori kekuatan pertama yang merupakan tegangan utama maksimum)
Teori ini juga dikenal sebagai teori kekuatan pertama.Teori ini menyatakan bahwa penyebab utama kerusakan adalah tegangan tarik maksimum.Terlepas dari keadaan tegangan yang kompleks dan sederhana, selama tegangan utama pertama mencapai batas kekuatan regangan satu arah, yaitu patah.
Bentuk kerusakan: patah.
Kondisi kerusakan: 1 = b
Kondisi kekuatan: 1 [σ]
Eksperimen telah membuktikan bahwa teori kekuatan ini menjelaskan dengan lebih baik fenomena patahnya material getas seperti batu dan besi tuang di sepanjang penampang di mana tegangan tarik maksimum berada;tidak cocok untuk kasus tanpa tegangan tarik seperti kompresi satu arah atau kompresi tiga arah.
Kerugian: Dua tekanan utama lainnya tidak dipertimbangkan.
Rentang penggunaan: Berlaku untuk bahan rapuh di bawah tekanan.Seperti tarik besi cor, puntir.
2、Teori regangan garis perpanjangan maksimum (teori kekuatan kedua yaitu regangan utama maksimum)
Teori ini disebut juga teori kekuatan kedua.Teori ini berpendapat bahwa penyebab utama kerusakan adalah regangan garis elongasi maksimum.Terlepas dari keadaan tegangan yang kompleks dan sederhana, selama regangan utama pertama mencapai nilai batas regangan satu arah, yaitu patah.Asumsi kerusakan: Regangan perpanjangan maksimum mencapai batas dalam tarik sederhana (diasumsikan bahwa sampai terjadi patah masih dapat dihitung dengan menggunakan hukum Hooke).
Bentuk kerusakan: patah.
Kondisi kerusakan patah getas: 1= u=σb/E
1=1/E[σ1-μ(σ2+σ3)]
Kondisi kerusakan: 1-μ(σ2+σ3) = b
Kondisi kekuatan: 1-μ(σ2+3) [σ]
Terbukti bahwa teori kekuatan ini lebih menjelaskan fenomena patah di sepanjang penampang bahan getas seperti batu dan beton ketika dikenai tegangan aksial.Namun, hasil eksperimennya hanya sesuai dengan beberapa bahan, sehingga sudah jarang digunakan.
Kerugian: Tidak dapat menjelaskan secara luas hukum umum kerusakan patah getas.
Lingkup penggunaan: Cocok untuk batu dan beton yang dikompresi secara aksial.
3, teori tegangan geser maksimum (teori kekuatan ketiga bahwa kekuatan Tresca)
Teori ini juga dikenal sebagai teori kekuatan ketiga.Teori ini bahwa penyebab utama kerusakan adalah tegangan geser maksimum
Terlepas dari keadaan tegangan yang kompleks dan sederhana, selama tegangan geser maksimum mencapai nilai tegangan geser ultimit dalam peregangan satu arah, yaitu, luluh.Asumsi kerusakan: keadaan tegangan kompleks tanda bahaya tegangan geser maksimum mencapai batas tarik sederhana material, tegangan geser tekan.
Bentuk kerusakan: menghasilkan.
Faktor kerusakan: tegangan geser maksimum.
maks = u = s / 2
Kondisi kerusakan hasil: max=1/2(σ1-σ3 )
Kondisi kerusakan: 1-σ3 = s
Kondisi kekuatan: 1-σ3 [σ]
Secara eksperimental, terbukti bahwa teori ini dapat menjelaskan fenomena deformasi plastis pada bahan plastik dengan lebih baik.Namun, anggota yang dirancang menurut teori ini berada di sisi yang aman karena pengaruh 2σ tidak dipertimbangkan.
Kerugian: Tidak ada efek 2σ.
Lingkup penggunaan: Cocok untuk kasus umum bahan plastik.Bentuknya sederhana, konsepnya jelas, dan mesinnya banyak digunakan.Namun, hasil teoretis lebih aman daripada yang sebenarnya.
4, teori perubahan bentuk energi spesifik (teori kekuatan keempat yang von mises kekuatan)
Teori ini juga dikenal sebagai teori kekuatan keempat.Teori ini bahwa: tidak peduli apa keadaan tegangan material, mekanika material material dihasilkan karena rasio perubahan bentuk (du) mencapai nilai batas tertentu.Ini dapat ditetapkan sebagai berikut:
Kondisi kerusakan: 1/2(σ1-σ2)2+2(σ2-σ3)2+(σ3-σ1)2=s
Kondisi kekuatan: r4= 1/2(σ1-σ2)2+ (σ2-σ3)2 + (σ3-σ1)2≤ [σ]
Berdasarkan data uji tabung tipis beberapa material (baja, tembaga, aluminium), terlihat bahwa teori energi spesifik perubahan bentuk lebih sesuai dengan hasil eksperimen dibandingkan dengan teori kekuatan ketiga.
Bentuk terpadu dari empat teori kekuatan: sehingga tegangan ekivalen rn, memiliki ekspresi terpadu untuk kondisi kekuatan
rn≤[σ].
Ekspresi untuk tegangan setara.
r1=σ 1≤[σ]
r2=σ1-μ(σ2+σ3)≤[σ]
r 3= 1-σ3≤ [σ]
r4= 1/2(σ1-σ2)2+(σ2-σ3)2+(σ3-σ1)2≤ [σ]
