Bài giảng Sức bền vật liệu: Chương 5 - GVC.ThS. Lê Hoàng Tuấn

Bài giảng Sức bền vật liệu: Chương 5 - GVC.ThS. Lê Hoàng Tuấn

CHƯƠNG 5- LÝ THUYẾT BỀN

Gvc- Ths Lê Hoàng Tuấn

 Điều kiện bền thanh chịu kéo hoặc nén đúng tâm ( chương 3),( TTỨS đơn, chỉ có

ứng suất pháp s z )

1 KHÁI NIỆM

[ ] s s

s max = 1  k s0,k ;

n

s

smin = 3  [ s ] s0, n

 Trong đó: Ứng suất nguy hiểm 0 có được

từ những thí nghiệm kéo (nén) đúng tâm:

- Đối với vật liệu dẻo là giới hạn chảy s ch

- Đối với vật liệu dòn là giới hạn bền s b

1 KHÁI NIỆM

 TTỨS phức tạp có 1,2,3

Để viết điều kiện bền, cần có kết quả thí nghiệm phá hỏng những mẫu thử ở TTỨS tương tự Việc thực hiện những thí nghiệm như thế hiện nay rất khó khăn , nên:

1 KHÁI NIỆM

 Điều kiện bền:

 tđ =  t = f( 1,2,3 )  [ ] s k

hay  tđ =  t = f( 1,2,3 )  [ ] s n

1 KHÁI NIỆM

 Định nghĩa : Thuyết bền là

những giả thuyết về nguyên

nhân phá hỏng của vật liệu,

nhờ đó đánh giá được độ bền

của vật liệu ở mọi TTỨS khi

chỉ biết độ bền của vật liệu ở TTỨS đơn ( do thí nghiệm kéo,

nén đúng tâm)

Vấn đề là chọn hàm f, đĩ chính là LTB

 t , tđ được gọi là ứng suất tính hay

ứng suất tương đương

2 CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN

s0k

I

TTỨS đơn nguy hiểm

II

III

s0k

s1

I

TTỨS phức tạp

II

III

s1

s2

s2

s3

2 CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN

 Nguyên nhân vật liệu bị phá hỏng là do ứng suất pháp lớn nhất của phân tố ở TTỨS phức tạp đạt đến ứng suất nguy hiểm ở TTỨS đơn

1 TB ỨNG SUẤT PHÁP LỚN NHẤT (TB1)

 Chỉ đúng với TTỨS đơn

n

n t

n [ ]

0 3



Điều kiện bền:

k

k t

n [ ]

0 1

1 =    = 





2 CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN

2 TB BIẾN DẠNG DÀI TƯƠNG ĐỐI LỚN NHẤT (TB2)

 Nguyên nhân vật liệu bị phá hỏng là do biến dạng dài tương đối lớn nhất của phân tố ở TTỨS phức tạp đạt đến biến dạng dài tương đối lớn nhất ở trạng thái nguy hiểm của phân

tố ở TTỨS đơn.

1

1

s s

 s

 =  

E

E

k

0



=



 B/dạng tương đối TTỨS phức tạp

B/dạng tương đối TTỨS đơn

2 CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN

2 TB BIẾN DẠNG DÀI TƯƠNG ĐỐI LỚN NHẤT (TB2)

 Điều kiện bền:

Hay

k

t2 s 1  (s 2 s 3 ) [s ]

s =   

n

t2 s 3  (s1 s 3) [s ]

 Chỉ hợp với v/l dòn, ngày nay ít dùng

2 CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN

3 TB ỨNG SUẤT TIẾP LỚN NHẤT (TB3)



Nguyên nhân vật liệu bị phá hỏng là do ứng suất

tiếp lớn nhất của phân tố ở TTỨS phức tạp đạt

đến ứng suất tiếp lớn nhất ở trạng thái nguy hiểm

của phân tố ở TTỨS đơn.

tmax - ứ/s tiếp max của TTỨS phức tạp

t0k - ư/s tiếp max của TTỨS đơn ở trạng

thái nguy hiểm

n - Hệ số an tồn

2 CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN

 Điều kiện bền:

2

; 2

0 0

3

1



=









=



Với:

]

[ 3

1

Phù hợp với thực nghiệm, thích hợp với vật liệu dẻo và ngày nay được sử dụng nhiều trong tính toán cơ khí và xây dựng

2 CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN

4- TB THẾ NĂNG BIẾN ĐỔI HÌNH DÁNG (TB 4)

 Nguyên nhân vật liệu bị phá hỏng là do thế năng biến đổi hình dáng của phân tố ở TTỨS phức tạp đạt đến thế năng biến đổi hình dáng ở trạng thái nguy hiểm của phân tố ở TTỨS đơn

u hd - TNBDHD của TTỨS phức tạp

u hd,o - TNBDHD của TTỨS đơn,

ở trạng thái nguy hiểm

2 CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN

 Điều kiện bền:

 Phù hợp với vật liệu dẻo, ngày nay được dùng nhiều trong tính toán cơ khí và xây dựng

Với:

2 0 0

,

1 3 3

2 2

1

2 3

2 2

2 1

3 1 3 1

k hd

hd

E u

E u

s



s s s

s s

s s

s s





=













=

]

[

1 3 3

2 2

1

2 3

2 2

2 1

2 CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN

5- TB VỀ CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

(TB 5) ( THUYẾT BỀN MORH)

 Điều kiện bền: s t5 = s 1  s 3  [ s ]k

n

k

] [

] [





=

 Với:

 Phù hợp với vật liệu dòn

3 CÁC TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT

1- TTỨS phẳng đặc biệt:

0

; 2

2 2

3

,









 





=



 Điều kiện bền:









Các ứng suất chính :

] [

4 2

2

] [

3 2

2

Theo TB 3:

Theo TB 4:

3 CÁC TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT

2- TTỨS trượt thuần túy:

0

3 ,

1 = t s =

s

 Điều kiện bền:





Các ứng suất chính :

] [

2

Theo TB 3:

Theo TB 4:

[ ]

2

s

t 

] [

3

4 t s

3

s

 Trên đây là những TB được dùng tương đối phổ

biến Việc áp dụng TB này hay TB khác để giải

quyết bài toán cụ thể phụ thuộc vào loại vật liệu sử dụng và TTỨS của điểm kiểm tra

Vật liệu dòn - Dùng TB 5 (TB Mohr) hay TB 2,

Vật liệu dẻo - Dùng TB 3 hay TB 4

3 VIỆC ÁP DỤNG CÁC

THUYẾT BỀN