Câu 1: 3 điểm Phân tích chỉ tiêu độ bền của chi tiết máy? Nêu khái niệm về độ bền (1 điểm) Phương pháp tính độ bền (1 điểm) Cách xác định ứng suất sinh ra trong chi tiết máy (1 điểm) Câu 2: 3 điểm Phân tích tải trọng và ứng suất tác dụng lên chi tiết máy? Khái niệm tải trọng làm việc, tải trọng không đổi, tải trọng thay đổi, tải trọng danh nghĩa, tải trọng tương đương, tải trọng tính toán (1 điểm) Các khái niệm ứng suất trong chi tiết máy (1,5điểm) Vẽ hình minh hoạ và lấy ví dụ (1 điểm) Câu 3: 3 điểm Phân tích chỉ tiêu độ chịu dao động và khả năng chịu nhiệt của chi tiết máy? Khái niệm và các chỉ tiêu đánh giá độ chịu dao động (1,5 điểm) Khái niệm và các chỉ tiêu đánh giá độ chịu nhiệt (1,5 điểm) Câu 5: 3 điểm Phân tích độ bền mỏi của chi tiết máy. Vẽ và phân tích đường cong mỏi? Hiện tượng phá hỏng do mỏi Vẽ và phân tích đường cong mỏi? Câu 6: 3 điểm Phân loại, ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng của mối ghép hàn? Khái niệm hình thành mối ghép hàn (0,5 điểm); Phân loại mối ghép hàn (1,5 điểm); Ưu nhược điểm (0,5 điểm); Phạm vi ứng dụng (0,5 điểm) Câu 7: 5 điểm Phân loại, ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng của mối bằng độ dôi? Khái niệm hình thành mối ghép độ dôi(0,5 điểm); Vẽ và phân tích được các thành phần của mối ghép bằng độ dôi (2 điểm); Phạm vi ứng dụng (0,5 điểm) Câu 8: 3 điểm Phân loại, ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng của mối ghép then? Khái niệm mối ghép then (0,5 điểm); Phân loại mối ghép then (1,5 điểm); Ưu nhược điểm giữa các mối ghép then (0,5 điểm); Phạm vi ứng dụng (0,5 điểm) Câu 9: 3 điểm Phân loại, ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng của mối ghép then hoa? Khái niệm mối ghép then (0,5 điểm); Phân loại mối ghép then (1,5 điểm); Ưu nhược điểm giữa các mối ghép then (0,5 điểm); Phạm vi ứng dụng (0,5 điểm)
1.3 Tải trọng ứng suất 1.3.1 Tải trọng - Tải trọng tác dụng lên máy chi tiết máy bao gồm: Lực, mômen áp suất - Tải trọng đại lượng vectơ, xác định thông số: Cường độ, phương, chiều, điểm đặt đặc tính tải trọng -Phân loại tải trọng - Tùy theo tính chất thay đổi tải trọng theo thời gian, chia tải trọng làm hai loại: tải trọng tĩnh tải trọng thay đổi + Tải trọng không đổi hay tải trọng tĩnh: Là tải trọng có phương, chiều cường độ khơng thay đổi theo thời gian + Tải trọng thay đổi: Là tải trọng có đại lượng ( phương, chiều cường độ ) thay đổi theo thời gian 1.3 Tải trọng ứng suất 1.3.1 Tải trọng *) Phân loại tải trọng - Trong tính tốn chi tiết máy người ta phân biệt tải trọng danh nghĩa, tải trọng tương đương tải trọng tính tốn + Tải trọng danh nghĩa: tải trọng chọn số tải trọng tác dụng lên máy chế độ làm việc ổn định Thường chọn tải trọng lớn tác dụng lâu dài làm tải trọng danh nghĩa Tải trọng tải trọng ghi thức thuyết minh máy + Tải trọng tương đương: Trong trường hợp máy làm việc với chế độ tải trọng thay đổi nhiều mức, tính tốn người thiết kế thường thay đổi chế độ tải trọng chế độ tải trọng mức (không đổi) gọi tải trọng tương đương + Tải trọng tính tốn: Khi làm việc, chi tiết máy, phần chi tiết máy phải chịu tải trọng lớn tải trọng danh nghĩa.tải trọng tăng thêm rung động tải trọng tập trung vào phần chi tiết máy.chi máy phải tính tốn thiết kế cho khơng bị thiếu bền.như phải tính chi tiết máy theo tải trọng lớn tải danh nghĩa, tải trọng gọi tải trọng tính 1.3.2 Ứng suất - Ứng suất ứng lực suất phần tử chi tiết máy,khi chi tiết máy chịu tải trọng - Ứng suất phân làm hai nhóm + Ứng suất pháp ký hiệu σ Ứng suất pháp có phương trùng với phương pháp tuyến nhân tố tách từ chi tiết máy + Ứng suất tiếp ký hiệu τ Ứng suất tiếp có phương trùng mặt phẳng nhân tó tách từ chi tiết máy - Tương ứng với tải tác dụng ,ứng suất phân thành loại : ứng suất kéo, ứng suất nén , ứng suất uốn, ứng suất soắn,… - Ngoài ra, ứng suất cịn phân thành ứng suất khơng đổi ứng suất thay đổi : + ứng suất không đổi hay gọi ứng suất tĩnh, ứng suất không thay đổi theo thời gian + ứng suất thay đổi ứng suất có cường độ thay đổi theo thời gian Hình 1-5 Sơ đồ ứng suất tĩnh Hình 1-6 Sơ đồ ứng suất thay đổi - Một vòng thay đổi ứng suất qua trị số giới hạn sang trị số giới hạn khác trở vị trí ban đầu gọi chu trình ứng suất - Thời gian thực chu trình ứng suất gọi chu kỳ ứng suất - Chu trình ứng suất đặc trưng yếu tố: + Biên độ ứng suất: σa= (σmax - σmin)/2 + Ứng suất trung bình: σm= (σmax + σmin)/2 + Hệ số tính chất chu trình: r = σmin/σmax -Có loại chu trình ứng suất: Chu trình đối xứng chu trình khơng đối xứng + Chu trình đối xứng: Các giới hạn ứng suất trị tuyệt đối ngược dấu + Chu trình khơng đối xứng: Các giới hạn ứng suất không trị số - Một vòng thay đổi ứng suất qua trị số giới hạn sang trị số giới hạn khác trở vị trí ban đầu gọi chu trình ứng suất - Thời gian thực chu trình ứng suất gọi chu kỳ ứng suất - Chu trình ứng suất đặc trưng yếu tố: + Biên độ ứng suất: σa= (σmax - σmin)/2 + Ứng suất trung bình: σm= (σmax + σmin)/2 + Hệ số tính chất chu trình: r = σmin/σmax -Có loại chu trình ứng suất: Chu trình đối xứng chu trình khơng đối xứng + Chu trình đối xứng: Các giới hạn ứng suất trị tuyệt đối ngược dấu + Chu trình khơng đối xứng: Các giới hạn ứng suất không trị số 1.4 Độ bền mỏi chi tiết máy 1.4.1 Hiện tượng phá hỏng mỏi - Quan sát phá hủy chi tiết chịu ứng suất thay đổi, người ta thấy trình hỏng mỏi vết nứt nhỏ (tế vi) sinh vùng chi tiết máy chịu ứng suất lớn - Khi số chu trình làm việc chi tiết tăng lên vết nứt mở rộng dần, làm giảm dần diện tích tiết diện chịu tải chi tiết máy, làm tăng giá trị ứng suất Làm cho chi tiết máy ngày bị yếu cuối xảy gẫy hỏng chi tiết máy Đó phá hủy mỏi - Khả kim loại cản lại phá hủy gọi Độ bền mỏi: 1.4.2 Đường cong mỏi Dựa sở thí nghiệm mỏi, người ta lập đồ thị có đường cong biểu diễn mối quan hệ ứng suất (σ) với số chu kì thay đổi ứng suất (N) mà chi tiết máy (hoặc mẫu thử nghiệm) chịu hi hỏng Đường cong gọi đường cong mỏi (như ghình vẽ) Số chu kì N gọi tuổi thọ ứng với mức ứng suất σ Qua đồ thị đường cong mỏi ta thấy: + Khi ứng suất cao tuổi thọ giảm + Nếu giảm ứng suất đến giới hạn σr sốloại vật liệu, tuổi thọ N tăng lên lớn mà mẫu thử không bị gãy hỏng Trị số σr gọi giới hạn bền mỏi vật liệu + Hoành độ điểm chuyển tiếp đoạn cong đoạn nằm ngang Gọi số chu kỳ sở No vật liệu 1.4.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi chi tiết máy a Vật liệu - Vật liệu có ảnh hưởng lớn đến độ bền mỏi chi tiết máy - Chi tiết máy chế tạo vật liệu có tính cao sức bền mỏi chi tiết cao + Chi tiết máy chế tạo vật liệu kim loại có độ bền mỏi cao vật liệu phi kim loại + CTM chế tạo kim loại đen có độ bền mỏi cao kim loại màu + Chi tiết thép có độ bền mỏi cao chi tiết gang + CTM thép hợp kim có độ bền mỏi cao chi tiết thép cacbon thường + Chi tiết máy thép có hàm lượng cacbon cao độ bền mỏi chi tiết cao 1.4.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến độ bền mỏi chi tiết máy b Hình dạng kết cấu - Hình dạng kết cấu có ảnh hưởng lớn đến độ bền mỏi, ảnh hưởng đến khả làm việc chi tiết máy chịu ứng suất thay đổi - Các chi tiết máy có kết cấu phức tạp: Có bậc thay đổi đột ngột, có rãnh then, có lỗ làm giảm độ bền mỏi chi tiết máy Nguyên nhân: Do chỗ có tập trung ứng suất, vết nứt sớm xuất phát triển nhanh c Kích thước tuyệt đối - Với loại vật liệu, tăng kích thước tuyệt đối chi tiết máy giới hạn bền mỏi chi tiết máy giảm xuống - Nguyên nhân: + Kích thước chi tiết máy lớn, vật liệu không đồng đều, khả xuất khuyết tật bên chi tiết máy nhiều + Những vết nứt, rỗ xỉ, rỗ khí bên chi tiết máy nơi tập trung ứng suất, làm giảm độ bền mỏi chi tiết máy d Công nghệ gia công bề mặt - Quyết định trạng thái bề mặt chi tiết máy - Bề mặt chi tiết máy nơi chịu ứng suất lớn nhất, vết nứt thường xuất + Những chi tiết có độ bóng bề mặt cao có độ bền cao + Những chi tiết bề mặt có độ nhám có độ bền mỏi giảm đáy nhấp nhô nơi tập trung ứng suất, xuất vết nứt + Tăng độ biến cứng bề mặt cách lăn ép hay phun bi làm tăng độ bền mỏi chi tiết máy ... đến độ bền mỏi chi tiết máy a Vật liệu - Vật liệu có ảnh hưởng lớn đến độ bền mỏi chi tiết máy - Chi tiết máy chế tạo vật liệu có tính cao sức bền mỏi chi tiết cao + Chi tiết máy chế tạo vật... việc chi tiết tăng lên vết nứt mở rộng dần, làm giảm dần diện tích tiết diện chịu tải chi tiết máy, làm tăng giá trị ứng suất Làm cho chi tiết máy ngày bị yếu cuối xảy gẫy hỏng chi tiết máy Đó... tốn: Khi làm việc, chi tiết máy, phần chi tiết máy phải chịu tải trọng lớn tải trọng danh nghĩa.tải trọng tăng thêm rung động tải trọng tập trung vào phần chi tiết máy .chi máy phải tính tốn thiết