Bài 8 1 biến dạng và cơ tính

BIẾN DẠNG VÀ CƠ TÍNH BIẾN DẠNG & PHÁ HỦY VẬT LIỆU • Vật liệu bắt đầu bị phá hủy nào? • Độ bền vật liệu? • Ước lượng lực phá hủy? • Tốc độ chịu tải, trình tải, ảnh hưởng nhiệt độ tới lực phá hủy? Ship-cyclic loading from waves Hip implant-cyclic loading from walking Adapted from Fig 22.26(b), Callister 7e Adapted from chapter-opening photograph, Chapter 8, Callister 7e (by Neil Boenzi, The New York Times.) Thuật ngữ  Tải trọng – Lực tác động lên mẫu thử  Đo biến dạng – Thiết bị đo độ dài mẫu thử nghiệm  Ứng suất kỹ thuật – Tải chia cho diện tích mặt cắt ngang vật liệu thử  Biến dạng kỹ thuật – Phần vật liệu biến dạng đơn vị chiều dài thử kéo  Thử kéo: Biểu đồ ứng suất - kéo  Các tính chất kéo  Ứng lực lực nén thực  Thử uốn, thử dòn PHỔ BIẾN NHẤT: BIẾN DẠNG KÉO Lực tác dụng: Kéo, nén, uốn, va đập, mài, đâm… Ứng xử vật liệu: Phụ thuộc chất, hình dáng, kích thước, điểm đặt lực… Trong trường hợp chung: Phải có qui định Máy kéo Mẫu biến dạng E Giới hạn đàn hồi  UTS Ứng suất (F/A) y σ E ε E σ ε Góc n Giới hạn bền kéo ghiêng = Đường cong ứng suất kéo – biến dạng Hóa cứng biến dạng Đứt, gãy Phá hủy Vùng đàn hồi Vùng dẻo E Tạo cổ σy ε  ε1 Vùng đàn hồi góc nghiêng =Young’s (elastic) modulus giới hạn đàn hồi Vùng dẻo giới hạn bền kéo hóa cứng biến dạng phá hủy Biến dạng ( ) (L/Lo) CÁC TÍNH CHẤT CƠ HỌC QUAN TRỌNG TỪ THỬ KÉO  Modul Young: Độ nghiêng đường cong ứng suất – biến dạng, thường số (đã biết) đặc trưng cho vật liệu  Giới hạn đàn hồi: Giá trị lực điểm yield, tính từ biểu đồ modul Young theo tỷ lệ % bù (thường bù = 0.2%)  Bền kéo tới hạn: Giá trị cao ứng lực đường cong ứng suất – biến dạng,  Phần trăm kéo dài: Sự thay đổi chiều dài mẫu chia cho độ dài ban đầu, tính theo % Các hình thức biến dạng học Biến dạng Đàn hồi Đàn hồi trễ Dẻo Chảy nhớt Dão Phụ Thuận Hóa thuộc nghịch bền thời gian Giới hạn chảy Loại vật liệu + 0 Tất vật liệu + + 0 Cao su, chất dẻo, bê tong, hợp kim Fe – C, hợp kim từ + 0 + + Các kim loại (0 < T < Tnc) + + + Kim loại (T>0,3 Tnc), Thủy tinh, polymer nhiệt dẻo (T > Tg) polymer nhiệt dẻo (T>0,5Tnc), gốm (T>0,9Tnc) ỨNG SUẤT & BIẾN DẠNG • Lực kéo, : Ft Diện tích Ban đầu Ft Diện tích, A Diện tích, A Ft  Ao • Lực trượt, : Ft F Fs Fs Fs  Ao F Ft Đơn vị ứng suất: N/m2 or lb/in2 Ứng suất () kéo nén F  Ao Biến dạng () kéo nén Tải kéo Tải nén    Lo Ứng suất trượt Fs   Ao Biến dạng trượt  = tan  Góc biến dạng xoắn  SO SÁNH ĐỘ BỀN VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT E • Modul đàn hồi, E length, L o undeformed cross sectional area Ao L F deformed modul đàn hồi L F =E Ao Lo E ~ đường cong ro Energy E lớn Eo lớn unstretched length ro r smaller Elastic Modulus larger Elastic Modulus 11