Bài giảng Cơ học ứng dụng - Chương 4: Thuyết bền

30/09/201414

Chương IV: Thuyết bền

Chương IV. Thuyết bền

Chương IV

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

4.2. Ứng suất cho phé p – Hệ số an toàn – Điều kiện bền

4.3. Thuyết bền

Thuyết bền

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

Chương IV. Thuyết bền

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

Khá i niệm

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

Vật liệu dẻo vs vật liệu dò n

Là cá c thô ng số đánh giá khả năng chịu lực, chịu biến dạng của

vật liệu trong từng trường hợp chịu lực cụ thể.

Vật liệu dẻo

Cá ch xá c định cá c đặc trưng cơ học của vật liệu

Tiến hành cá c thí nghiệm với cá c loại vật liệu khá c nhau.

Phá hủy khi biến dạng lớn

Vật liệu

Vật liệu dẻo

Vật liệu dò n

Phá hủy khi biến dạng bé

Vật liệu dò n

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

1

30/09/201414

Chương IV. Thuyết bền

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

Ứng xử của vật liệu dẻo – dò n khi chịu lực

Mục tiêu làm thí nghiệm

Luô n bá o

Có bá o

Khô ng

Dự bá o biến dạng:

trước

bá o trước

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

Chương IV. Thuyết bền

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

4.1.1. Thí nghiệm ké o – né n vật liệu dẻo

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

4.1.1. Thí nghiệm ké o – né n vật liệu dẻo

A. Thí nghiệm ké o vật liệu dẻo

Mẫu TN ké o

Mẫu TN né n

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

2

30/09/201414

Chương IV. Thuyết bền

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

Chương IV. Thuyết bền

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

4.1.1. Thí nghiệm ké o – né n vật liệu dẻo

A. Thí nghiệm ké o vật liệu dẻo

4.1.1. Thí nghiệm ké o – né n vật liệu dẻo

A. Thí nghiệm ké o vật liệu dẻo

Kết quả

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

Chương IV. Thuyết bền

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

Chương IV. Thuyết bền

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

4.1.1. Thí nghiệm ké o – né n vật liệu dẻo

A. Thí nghiệm ké o vật liệu dẻo

4.1.1. Thí nghiệm ké o – né n vật liệu dẻo

A. Thí nghiệm ké o vật liệu dẻo

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

3

30/09/201414

Chương IV. Thuyết bền

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

Chương IV. Thuyết bền

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

4.1.1. Thí nghiệm ké o – né n vật liệu dẻo

B. Thí nghiệm né n vật liệu dẻo

4.1.2. Thí nghiệm ké o – né n vật liệu dò n

Khô ng xá c định được giới

hạn tỉ lệ và giới hạn chảy, chỉ

xá c định được giới hạn bền.

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

Chương IV. Thuyết bền

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

Chương IV. Thuyết bền

4.1. Đặc trưng cơ học của vật liệu

4.1.3. Module đàn hồi

Kết luận

Định luật Hooke

Vật liệu dẻo: Khả năng chịu ké o và né n như nhau.

  E.

Từ đồ thị

Vật liệu dò n: Khả năng chịu né n lớn hơn nhiều so với khả

năng chịu ké o.

E  tan

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

4

30/09/201414

Chương IV. Thuyết bền

4.2. Ứng suất cho phé p – Hệ số an toàn – Điều kiện bền

Dùng trị số ứng số cho phé p để tí nh toá n

Ứng suất nguy hiểm ꢀ_ꢁ- tương ứng với thời

Thí nghiệm

điểm vật liệu mất khả năng chịu lực

₀

n

 

 

₀_ch

Vật liệu dẻo

Trong đó: n – hệ số an toàn – đặc trưng cho khả năng dự trữ về

₀_b

mặt chịu lực (n>1)

Vật liệu dò n

n  n .n₂.n₃...

1

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

suất nguy hiểm

n₁– Hệ số kể đến sự đồng nhất vật liệu.

Khi tí nh toá n, khô ng bao giờ tí nh theo ứng suất nguy hiểm: vật liệu

n₂– Hệ số kể đến điều kiện làm việc, phương phá p tí nh toá n…

Cá c hệ số lấy theo quy phạm…

khô ng đồng nhất, điều kiện làm việc thực tế khá c điều kiện PTN, quá

tải …

Hệ số an toàn

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

Chương IV. Thuyết bền

4.3. Thuyết bền

4.3.1. Khá i niệm

4.2. Ứng suất cho phé p – Hệ số an toàn – Điều kiện bền

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

_max

Thanh chỉ chịu ké o:

Vật liệu dẻo

₀^k

_max 

 _k



_ch

n

Max _max, _min  

n

 





_min

Thanh chỉ chịu né n:

Vật liệu dò n

₀ⁿ

n

P

_b^k

_min 

 _n



_max 



 _k

n

_bⁿ

?₀^k;₀ⁿ

Thí nghiệm

_min 



 _n

n

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

5

30/09/201414

Chương IV. Thuyết bền

4.3. Thuyết bền

4.3.1. Khá i niệm

4.3. Thuyết bền

4.3.1. Khá i niệm

Trạng thá i ứng suất phức tạp: có

nhiều hơn hai thành phần ứng suất.

Thanh chịu xoắn: Trạng thá i US trượt

thuần túy

_max

₀

n

_max  

 

?₀

Thí nghiệm

Trạng thá i ứng suất

phẳng đặc biệt: vừa

có : σ; τ

Sau khi có được kết

quả ứng suất, ta phải

so sá nh với …????

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

Chương IV. Thuyết bền

4.3. Thuyết bền

4.3.1. Khá i niệm

4.3. Thuyết bền

4.3.1. Khá i niệm

Định nghĩa:

Phải thực nghiệm để xá c định những ứng suất nguy hiểm cho

Thuyết bền là những giả thuyết về nguyên nhâ n phá hoại của

vật liệu và dùng để đánh giá độ bền của mọi trạng thá i ứng suất

trong khi chỉ biết độ bền của vật liệu ở trạng thá i ƯS đơn (thí

nghiệm ké o né n).

TTƯS tương ứng.

Tiền???

Phương phá p thí nghiệm???

₁,₂,₃

Trạng thá i ứng suất bất kì

Xá c định một hàm

_td f (₁,₂,₃)

Cần có cá c giả thiết về nguyên nhâ n gâ y ra sự phá hoại vật

liệu: Thuyết bền

Điều kiện bền:

_td 

 

k,n

Mục đích: Tì m hàm f

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

6

30/09/201414

Chương IV. Thuyết bền

4.3. Thuyết bền

4.3.2. Cá c thuyết bền

4.3. Thuyết bền

4.3.2. Cá c thuyết bền

1. Thuyết bền ứng suất phá p lớn nhất

2. Thuyết bền biến dạng dài tương đối lớn nhất

Nguyên nhâ n vật liệu bị phá hoại là do biến dạng dài tương

đối lớn nhất của phâ n tố ở TTUS đang xé t đạt đến giá trị biến

dạng dài tương đối nguy hiểm của phâ n tố ở TTUS đơn.

Nguyên nhâ n vật liệu bị phá hoại là do ứng suất phá p lớn

nhất của phâ n tố ở TTUS đang xé t (thực tế) đạt đến giá trị

ứng suất phá p nguy hiểm của phâ n tố ở TTUS đơn (thí

nghiệm).



 

E

1

k

   

 

_k

    

 

_n

td

1

td

3

₁         



₃

 

1

2





E



Thuyết bền này chỉ á p dụng được với vật liệu dò n và

TTUS đơn.

 

1

n

₃         



₁

 

3

2





E

      

₃



       

₂





 

_k

 

_n

td

1

2

td

3

1

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

HCM 08/2014

Thuyết bền này chỉ á p dụng được với vật liệu dò n.

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

Chương IV. Thuyết bền

4.3. Thuyết bền

4.3.2. Cá c thuyết bền

4.3. Thuyết bền

4.3.2. Cá c thuyết bền

3. Thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất

4. Thuyết bền thế năng biến đổi hì nh dá ng

(Tresca, TB III)

(von-Mises, TB IV)

Nguyên nhâ n vật liệu bị phá hoại là do thế năng biến đổi hì nh

dá ng của phâ n tố ở TTUS đang xé t đạt đến giá trị thế năng biến

đổi hì nh dá ng nguy hiểm của phâ n tố ở TTUS đơn.

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

của phâ n tố ở TTUS đang xé t đạt đến giá trị ứng suất tiếp nguy

hiểm của phâ n tố ở TTUS đơn.



₁₃

 

  ²²²       

    

 

_max



  

 

td

1

3

td

1

2

3

1

2

3

1 3

2

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

dụng trong ngành cơ khí chế tạo và kỹ thuật xâ y dựng.

HCM 08/2014

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

dụng trong ngành cơ khí . Khô ng tốt cho trường hợp vật

liệu có độ bền ké o và né n khá c nhau.

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

7

30/09/201414

Chương IV. Thuyết bền

4.3. Thuyết bền

4.3.2. Cá c thuyết bền

5. Thuyết bền Mohr

Dựa vào kết quả thí nghiệm => Vẽ vò ng trò n ứng suất giới hạn =>

Vẽ đường bao => Xá c định miền an toàn của vật liệu.

Điều kiện bền



 

_td₁

^k  

 

3

k



 

n

Chỉ phù hợp cho vật liệu

dò n

HCM 08/2014

Hochiminh city Universityof Technology

Applied Mechanic

8

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