Bài giảng Cơ học ứng dụng: Chương 4 - Nguyễn Thái Hiền

Bài giảng Cơ học ứng dụng: Chương 4 Thuyết bền cung cấp cho người học những kiến thức như: Đặc trưng cơ học của vật liệu; Ứng suất cho phép – Hệ số an toàn – Điều kiện bền; Thuyết bền. Mời các bạn cùng tham khảo!

Trang 1

Chương IV

Thuyết bền

HCM 08/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology

4.1 Đặc trưng cơ học của vật liệu 4.2 Ứng suất cho phép – Hệ số an toàn – Điều kiện bền 4.3 Thuyết bền

Chương IV Thuyết bền 4.1 Đặc trưng cơ học của vật liệu

Khái niệm

Là các thông số đánh giá khả năng chịu lực, chịu biến dạng của

vật liệu trong từng trường hợp chịu lực cụ thể

Cách xác định các đặc trưng cơ học của vật liệu

Tiến hành các thí nghiệm với các loại vật liệu khác nhau

Vật liệu Vật liệu dẻo

Vật liệu dòn

Phá hủy khi biến dạng lớn

Phá hủy khi biến dạng bé

Chương IV Thuyết bền 4.1 Đặc trưng cơ học của vật liệu Vật liệu dẻo vs vật liệu dòn

Vật liệu dẻo

Trang 2

4.1 Đặc trưng cơ học của vật liệu

Ứng xử của vật liệu dẻo – dòn khi chịu lực

Dự báo biến dạng: Luôn báo

trước

Có báo trước

Không báo trước

4.1 Đặc trưng cơ học của vật liệu Mục tiêu làm thí nghiệm

4.1.1 Thí nghiệm kéo – nén vật liệu dẻo

Mẫu TN kéo

Mẫu TN nén

A Thí nghiệm kéo vật liệu dẻo 4.1.1 Thí nghiệm kéo – nén vật liệu dẻo

Trang 3

A Thí nghiệm kéo vật liệu dẻo

Kết quả

A Thí nghiệm kéo vật liệu dẻo

Trang 4

B Thí nghiệm nén vật liệu dẻo

4.1 Đặc trưng cơ học của vật liệu 4.1.2 Thí nghiệm kéo – nén vật liệu dòn

Không xác định được giới hạn tỉ lệ và giới hạn chảy, chỉ xác định được giới hạn bền

4.1.3 Module đàn hồi

.

E

Định luật Hooke

Từ đồ thị

tan

E  

Vật liệu dẻo: Khả năng chịu kéo và nén như nhau

Vật liệu dòn: Khả năng chịu nén lớn hơn nhiều so với khả năng chịu kéo

Kết luận

Trang 5

4.2 Ứng suất cho phép – Hệ số an toàn – Điều kiện bền

Thí nghiệm Ứng suất nguy hiểm - tương ứng với thời

điểm vật liệu mất khả năng chịu lực

0 ch

  

Vật liệu dòn  0   b

Vật liệu làm việc an toàn khi ứng suất xuất hiện chưa vượt quá ứng

suất nguy hiểm

Khi tính toán, không bao giờ tính theo ứng suất nguy hiểm: vật liệu

không đồng nhất, điều kiện làm việc thực tế khác điều kiện PTN, quá

tải …

Hệ số an toàn

4.2 Ứng suất cho phép – Hệ số an toàn – Điều kiện bền

Dùng trị số ứng số cho phép để tính toán

n



 

Trong đó: n – hệ số an toàn – đặc trưng cho khả năng dự trữ về mặt chịu lực (n>1)

1 2 3

n  n n n

n1 – Hệ số kể đến sự đồng nhất vật liệu

n2 – Hệ số kể đến điều kiện làm việc, phương pháp tính toán…

Các hệ số lấy theo quy phạm…

Chương IV Thuyết bền 4.2 Ứng suất cho phép – Hệ số an toàn – Điều kiện bền

Điều kiện để vật liệu làm việc an toàn (điều kiện bền):

 max min   

n



 

max

k b k n



 

min

n b n n



Chương IV Thuyết bền

4.3.1 Khái niệm

  0 max

k

k n



  0 min

n

n n



Thanh chỉ chịu kéo:

Thanh chỉ chịu nén:

P

4.3 Thuyết bền

max



min



0 0

?  k; n Thí nghiệm

Trang 6

Thanh chịu xoắn: Trạng thái US trượt thuần túy

  0 max

n



max



0

?  Thí nghiệm

Trạng thái ứng suất phẳng đặc biệt: vừa có: σ; τ

Sau khi có được kết quả ứng suất, ta phải

4.3 Thuyết bền Trạng thái ứng suất phức tạp: có

nhiều hơn hai thành phần ứng suất

Phải thực nghiệm để xác định những ứng suất nguy hiểm cho

TTƯS tương ứng

Cần có các giả thiết về nguyên nhân gây ra sự phá hoại vật

liệu: Thuyết bền

Tiền???

Phương pháp thí nghiệm???

Thuyết bền là những giả thuyết về nguyên nhân phá hoại của vật liệu và dùng để đánh giá độ bền của mọi trạng thái ứng suất trong khi chỉ biết độ bền của vật liệu ở trạng thái ƯS đơn (thí nghiệm kéo nén)

1, 2, 3

  

Trạng thái ứng suất bất kì Xác định một hàm td  f (   1, 2, 3)

Điều kiện bền: td     k n,

Mục đích: Tìm hàm f

Định nghĩa:

4.3.1 Khái niệm 4.3 Thuyết bền

Trang 7

Nguyên nhân vật liệu bị phá hoại là do ứng suất pháp lớn

nhất của phân tố ở TTUS đang xét (thực tế) đạt đến giá trị

ứng suất pháp nguy hiểm của phân tố ở TTUS đơn (thí

nghiệm) td  1    k td  3     n

Thuyết bền này chỉ áp dụng được với vật liệu dòn và

TTUS đơn

1 Thuyết bền ứng suất pháp lớn nhất

4.3.2 Các thuyết bền

Nguyên nhân vật liệu bị phá hoại là do biến dạng dài tương đối lớn nhất của phân tố ở TTUS đang xét đạt đến giá trị biến dạng dài tương đối nguy hiểm của phân tố ở TTUS đơn

2 Thuyết bền biến dạng dài tương đối lớn nhất



              



4.3.2 Các thuyết bền 4.3 Thuyết bền

Thuyết bền này chỉ áp dụng được với vật liệu dòn

          td  3    1 2     n

Nguyên nhân vật liệu bị phá hoại là do ứng suất tiếp lớn nhất

của phân tố ở TTUS đang xét đạt đến giá trị ứng suất tiếp nguy

hiểm của phân tố ở TTUS đơn

 

td

      

3 Thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất

(Tresca, TB III)

   

max



Thuyết bền này phù hợp với vật liệu dẻo và thường sử

dụng trong ngành cơ khí Không tốt cho trường hợp vật

4 Thuyết bền thế năng biến đổi hình dáng (von-Mises, TB IV)

Nguyên nhân vật liệu bị phá hoại là do thế năng biến đổi hình dáng của phân tố ở TTUS đang xét đạt đến giá trị thế năng biến đổi hình dáng nguy hiểm của phân tố ở TTUS đơn

 

td

Thuyết bền này phù hợp với vật liệu dẻo và thường sử dụng trong ngành cơ khí chế tạo và kỹ thuật xây dựng

4.3.2 Các thuyết bền 4.3 Thuyết bền

Trang 8

5 Thuyết bền Mohr

Dựa vào kết quả thí nghiệm => Vẽ vòng tròn ứng suất giới hạn =>

Vẽ đường bao => Xác định miền an toàn của vật liệu

Điều kiện bền

 

   

k

n



Chỉ phù hợp cho vật liệu

dòn

Định dạng
Số trang	8
Dung lượng	2,39 MB