Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu: Chương 7 - PGS. TS. Nguyễn Ngọc Hà

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:99

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu: Chương 7 Ứng xử cơ học của vật liệu, gồm các nội dung chính sau đường cong ứng suất – biến dạng; biến dạng đàn hồi; biến dạng dẻo; giải thích biến dạng theo quan điểm hình học tinh thể; hóa bền khi biến dạng;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu: Chương 7 - PGS. TS. Nguyễn Ngọc Hà

CHƯƠNG 7 ỨNG XỬ CƠ HỌC CỦA VẬT LIỆU PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 1
TỪ KHÓA • Material Behavior • Behavior of Materials • Stress-Strain Curve • Tensile Trength • Hook’s Law • Schmid’s Law PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 2
VIẾT TẮT • ƯS: Ứng suất • BD: Biến dạng • BDD: Biến dạng dẻo • MT: Mặt trượt • PT: Phương trượt PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 3
1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM Ngoại lực tác dụng → VL thay đổi hình dạng, kích thước: biến dạng Quá trình biến dạng của VL: Biến dạng đàn hồi → biến dạng dẻo → phá hủy Lực theo phương tác dụng: lực kéo, nén, uốn …  ứng xử VL: biến dạng kéo, biến dạng nén … Tải trọng: tổng lực tác động lên đối tượng PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 4
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 5
1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM  Ứng suất kỹ thuật: độ lớn tải trọng trên một đơn vị diện tích mặt cắt ngang theo hướng vuông góc với phương của lực tác dụng  Biến dạng kỹ thuật: phần VL bị BD trên một đơn vị kích thước khi lực tác dụng  Ứng suất pháp  : ƯS vuông góc với mặt chịu lực gây BD   Ứng suất tiếp  : tạo xê dịch trong mặt chịu lực PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 6
2. ĐƯỜNG CONG ỨNG SUẤT – BIẾN DẠNG Thử kéo: phương pháp xác định biến dạng VL tiện dụng và phổ biến nhất Tác dụng lực kéo không đổi, tốc độ đủ chậm, mẫu biến dạng l 7
2. ĐƯỜNG CONG ỨNG SUẤT–BIẾN DẠNG Ứng suất = P/F tương ứng với biến dạng tương đối = l/lo được gọi là đường cong ứng suất – biến dạng Có 3 giai đoạn: • Biến dạng đàn hồi • Biến dạng dẻo • Phá hủy PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 8
Đường cong tải trọng – biến dạng và ứng suất – biến dạng PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 9
3. BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI  Đoạn thẳng OA: BD bị mất sau khi bỏ tải trọng  Quan hệ  -  tuân theo định luật Hooke: = E. E: module đàn hồi (module Young), thể hiện BD kỹ thuật, đặc trưng cho mỗi VL, E= const PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 10
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 11
3. BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI Giới hạn đàn hồi: p = Pp / F0 (F0 : tiết diện ban đầu của mẫu) Quy luật tuyến tính chỉ đúng với BD không lớn của KL, phần lớn BD là phi tuyến: E= f()  const Tương tự, cũng nhận được các đường cong cho các phương thức tác dụng lực khác: nén, trượt, xoắn … PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 12
Định luật Hooke Quan hệ tuyến tính giữa ƯS và BD đàn hồi được mô tả bằng định luật Hooke: = E. (kéo, nén); E: module đàn hồi = G. (trượt); G: module trượt (xê dịch) p= -K.V/V (ép 3 chiều); K: môđun ép  E, G, K liên hệ nhau qua hệ số Poisson : K= E/(1 - 2); G= E/[2(1 + 2)]  Phần lớn các VL có = 0,3 và E= 2,6G  Phương trình định nghĩa hệ số Poisson : = - (w/w) / (l/l) = -w/l w/w: BD chiều rộng; l/l: BD chiều dài 13
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 14
4. BIẾN DẠNG DẺO  Biến dạng dẻo (đoạn Pb) khi tải đặt vào P> Pp  Đặt tải Pa: mẫu bị kéo dài OA”: biến dạng Oa’’  Bỏ tải: mẫu trở lại theo aa’OP: - Biến dạng dư: Oa’ - Biến dạng đàn hồi: a’a’’ PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 15
4. BIẾN DẠNG DẺO Giới hạn chảy: - Là ứng suất tại đó VL bị chảy (biến dạng với ứng suất không đổi: đoạn nằm ngang trên biểu đồ) - c = Pc / Fo PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 16
4. BIẾN DẠNG DẺO Giới hạn chảy quy ước: - Sử dụng cho VL không có đoạn nằm ngang trên biểu đồ kéo - 0.2 = P0.2 / F0 0.2 : ứng suất tại đó sau khi bỏ tải trọng: mẫu bị biến dạng dư 0,2% PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 17
4. BIẾN DẠNG DẺO Giới hạn bền: b = Pb / F0 = Pmax /F0 Độ giãn dài tương đối:  = (lk – l0).100% / l0 l0: chiều dài tính toán của mẫu trước khi kéo lk: chiều dài tính toán của mẫu sau khi kéo đứt Độ thắt tỷ đối:  = (F0 – Fk).100% / F0 F0: tiết diện ngang của mẫu trước khi thử Fk: tiết diện ngang của mẫu sau khi đứt ở vị trí đứt PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 18
4. BIẾN DẠNG DẺO Trên thực tế, ứng xử ứng suất – biến dạng của các VL là rất khác nhau PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 19
5. GIẢI THÍCH BIẾN DẠNG THEO QUAN ĐIỂM HÌNH HỌC TINH THỂ Biến dạng dẻo bắt đầu khi ngoại lực đạt giá trị giới hạn chảy c (lúc này ĐL Hooke mất hiệu lực) và không mất đi khi bỏ tải trọng Biến dạng dư: do sự dịch chuyển NT, nhờ phá vỡ các liên kết ban đầu rồi lập lại liên kết với các lân cận mới PGS. TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 20