CHƯƠNG 5- LÝ THUYẾT BỀN
Gvc- Ths Lê Hoàng Tuấn
1. KHÁI NIỆM
Điều kiện bền thanh chịu kéo hoặc nén
s0,k
đúng tâm ( chương 3),( TTỨS đơn, chỉ có ứng suất pháp sz ) . s
= 1
;
max
]ss [ k
= n
s
[s] n
s0,n = n
s = 3
min
1. KHÁI NIỆM
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 sch - Đối với vật liệu dòn là giới hạn bền sb.
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:
Điều kiện bền: tđ = t = f(1,2,3 ) hay tđ = t = f(1,2,3 )
[ ]s k [ ]s n
1. KHÁI NIỆM
Vấn đề là chọn hàm f, đó chính là LTB
Ñònh nghóa : Thuyeát beàn laø nhöõng giaû thuyeát veà nguyeân nhaân phaù hoûng cuûa vaät lieäu, nhôø ñoù ñaùnh giaù ñöôïc ñoä beàn cuûa vaät lieäu ôû moïi TTÖÙS khi chæ bieát ñoä beàn cuûa vaät lieäu ôû TTÖÙS ñôn ( do thí nghieäm keùo, t , tñ ñöôïc goïi laø öùng suaát tính hay neùn ñuùng taâm). öùng suaát töông ñöông
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
II
II
s2
s1
s0k
s1
I
s0k I
III
s2
III
s3 TTỨS phức tạp
TTỨS đơn nguy hiểm
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
1. TB ỨNG SUẤT PHÁP LỚN NHẤT (TB1)
k
]
[ =
t
k
1
= 1
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.
=
[ ] =
t
n
1
3
0 n n 0 n
Điều kiện bền:
Chỉ đúng với TTỨS đơn
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
=
1
2
1 E =
2. TB BIẾN DẠNG DÀI TƯƠNG ĐỐI LỚN NHẤT (TB2)
k
0
B/dạng tương đối TTỨS phức tạp B/dạng tương đối TTỨS đơn
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. [ ]3 sss 1 k 0 E
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
2. TB BIẾN DẠNG DÀI TƯƠNG ĐỐI LỚN NHẤT (TB2)
=
)
s [
]
s t
2
sss ( 3
1
2
k
=
)
s [ ]
Điều kiện bền:
s t
2
sss ( 3
1
3
n
Hay
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 - öù/s tieáp max cuûa TTÖÙS phöùc taïp t0k - ö/s tieáp max cuûa TTÖÙS ñôn ôû traïng
thaùi nguy hieåm.
n - Hệ số an toàn
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
1
;
=
=
max
k 0
k 0 2
3 2 Điều kiện bền:
s
s [
]
=t 3
ss 3
1
Với:
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.
uhd - TNBDHD của TTỨS phức tạp uhd,o - TNBDHD của TTỨS đơn,
ở trạng thái nguy hiểm
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
=
sssssssss 21 13
32
2 1
2 3
2 2
u hd
=
u hd
0,
2 s 0 k
1 3 E 1 3 E Điều kiện bền:
s
[
=t 4
ssssssssss ] 2
13
3
2
1
2 1
2 3
2 2
Với:
Phù hợp với vật liệu dẻo, ngày nay được dùng nhiều trong tính toán cơ khí và xây dựng.
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
5- TB VỀ CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN
(TB 5) ( THUYẾT BỀN MORH)
=
s [ ]
sss 1 3
5
t
k
k
=
Điều kiện bền:
[ [
] ]
n
Với:
Phù hợp với vật liệu dòn.
3. CÁC TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT
1- TTÖÙS phaúng ñaëc bieät:
2
;
0
=
3,1
= 2
2
2
2 Điều kiện bền:
2
s
s
4 2 t
s [
]
Các ứng suất chính :
=t 3
2
s
s
3 2 t
s [
]
Theo TB 3:
=t 4
Theo TB 4:
3. CÁC TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT
2- TTÖÙS tröôït thuaàn tuùy:
s
=
=
0
3,1
st ; 2
Các ứng suất chính :
t
s
st 2
[
]
=t 3
Điều kiện bền:
s
st 3 [ ]
t
Theo TB 3:
=t 4
Theo TB 4:
[ ] s 2 [ ] s 3
3. VIỆC ÁP DỤNG CÁC
THUYẾT BỀN
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.
Đối với TTỨS đơn- Dùng TB 1. Đối với TTỨS phức tạp,
Vật liệu dòn - Dùng TB 5 (TB Mohr) hay TB 2, Vật liệu dẻo - Dùng TB 3 hay TB 4.
