➢ Tuyến tính: biểu thị phần đàn hồi tuyến tính của vật liệu (phần đường thẳng trên đồ thị). Phương trình 𝜎 = 𝐸. 𝜀 là đường thẳng đi qua gốc tọa độ.
𝐸 =𝜎
𝜀 = 𝑡𝑎𝑛𝛼 là độ dốc của đường. E càng lớn thì biến dạng càng nhỏ.
Sau khi qua điểm giới hạn, phần lớn vật liệu sẽ biến dạng theo đường cong nhưng bộ giải của phần mềm vẫn sẽ coi là đường thẳng và tính toán.
Người phân tích phải kết luận là vật liệu đủ bền hay không, thông qua việc sử dụng ứng suất cực đại tính toán ra được, so sánh với ứng suất giới hạn của vật liệu. Nếu trong điều kiện tải đã cho, ứng suất trả về nhỏ hơn ứng suất giới hạn thì bài toán là chạy đúng và có thể phân tích.
26
Hình 3.2 Đồ thị ứng suất- biến dạng của vật liệu dẻo
Đồ thị ứng suất – biến dạng gồm 3 giai đoạn chính:
- Giai đoạn tỉ lệ là đoạn OA trên đồ thị. Khi đó vật liệu làm việc đàn hồi tuân thủ định luật Hooke với biến dạng bé. 𝜎𝑡𝑙 là ứng suất giới hạn tỉ lệ ứng với điểm A. Đoạn AB rất ngắn và trên điểm A vật liệu vẫn đàn hồi
- Giai đoạn chảy là đoạn nằm ngang BC trên đồ thị. Khi đó ứng suất không thay đổi nhưng mẫu vẫn biến dạng. 𝜎𝑐ℎ là ứng suất giới hạn chảy ứng với điểm B. Độ dài đoạn BC tùy thuộc vào vật liệu.
- Giai đoạn tái bền là đoạn CD. Trong giai đoạn này ứng suất tăng làm biến dạng tăng. Đoạn này được gọi là tái bền vì khi ta cất tải, đường cong không quay về gốc O mà giảm theo tỉ lệ đến điểm có biến dạng dư. Sau đó lại chất tải tiếp thì đường cong ứng suất biến dạng sẽ có giới hạn tỉ lệ cao hơn. Chính vì tính chất này đoạn CD được gọi là đoạn tái bền. Đến điểm D mẫu thử đã hình thành điểm thắt, ứng suất ứng với điểm D được gọi là ứng suất giới hạn bền 𝜎𝑏. Nếu tiếp tục tác dụng lực, tại điểm thắt tiết diện sẽ giảm và ứng suất mà vật liệu có thể chịu sẽ giảm nhanh chóng, dẫn tới đứt gãy chi tiết.
➢ Tĩnh: có 2 điều kiện để bài toán trở thành phân tích tĩnh. Một là lực tĩnh, không thay đổi theo thời gian.
Hai, điều kiện cân bằng tác dụng lên vật phải bằng 0 (tổng lực bằng 0 và tổng mô men bằng 0)
Bài toán phân tích tuyến tính tĩnh được áp dụng thực tế một cách phổ biến trong đa dạng ngành nghề: hàng không, ô tô, vũ trụ,…
Bài toán đánh giá độ bền trong phầm mềm mô phỏng sẽ sử dụng ứng suất Von – Mises. Ứng suất Von-Mises là một đại lượng vô hướng, rất thuận lợi cho việc đánh giá độ bền, không phải quan tâm tới hướng cũng như độ lớn của các ứng suất chính, đồng thời là đại lượng tổng hợp khi chi tiết phải chịu kéo nén nhiều phương (nếu chi tiết chỉ chịu kéo hoặc nén theo một phương thì ứng suất Von – Mises bằng đúng ứng suất kéo hoặc nén đó).
27 𝜎𝑉𝑀 = √1
2[(𝜎1− 𝜎2)2+ (𝜎2− 𝜎3)2+ (𝜎3− 𝜎1)2] PT 3.2
Với: 𝜎1, 𝜎2, 𝜎3 là các ứng suất chính