4.1 .Phân tích độ cứng
4.2. Phân tích ứng suất tĩnh
Trong bài tốn phân tích ứng suất tĩnh, thiết lập điều kiện biên và các lực như đã mô tả trên chương 3. Trong phần khai thác kết quả lựa chọn Equivalent
Stress để xem trường phân bố ứng suất tương đương (Ứng suất Von-Mises) trong
tay địn.
Hình 4.4: Ứng suất tĩnh trường hợp Fx=Fy=1000N
Ta thấy trường hợp đặt lực tác dụng Fx=Fy=1000N (Hình 4.4), ứng suất max
trên mơ hình là 59.44 MPa và ứng suất min là 0.0007 MPa.
Các trường hợp lực tác dụng là 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500 và 5000 (N)(hình ảnh mơ phỏng được trình bày cùng phần phân tích độ bền mỏi ), ta thấy ứng suất max tăng dần và được thể hiện trong bảng số liệu sau:
Bảng 4.1: Ứng suất tĩnh trên tay đòn
Fx=Fy (N) Ứng suất max (MPa) Ứng suất min (MPa)
1000 59.443 0.0007 1500 89.047 0.0009 2000 118.84 0.0021 2500 148.4 0.0022 3000 178.29 0.0024 3500 207.76 0.0021 4000 237.46 0.0023 4500 267.34 0.0026 5000 296.96 0.0041
Ta vẽ được biểu đồ sự thay đổi ứng suất theo lực tác dụng
Có thể thấy rằng ứng suất thay đổi gần như tuyến tính khi lực tác dụng vào khớp cầu của tay địn thay đổi.
Vị trí ứng suất tĩnh lớn nhất được chỉ ra như trong hình 4.6. Vị trí nguy hiểm này là tương đồng trong các trường hợp đặt lực khác nhau.
Hình 4.6: Vị trí ứng suất tĩnh max
Trong bài toán đang xét, vật liệu của tay địn chữ A là thép kết cấu có ứng suất phá hủy là 440Mpa. Qua kết quả tính tốn mơ phỏng, dễ thấy ứng suất tác dụng lên tay đòn trong trường hợp Fx=Fy=5000 N vẫn nằm trong giới hạn phá hủy của vật liệu với ứng suất lớn nhất là 296.96 MPa.
Như vậy, kết cấu tay đòn chữ A đủ bền tĩnh trong phạm vi khảo sát của lực tác dụng lên tay đòn.