Uncategorized

Ứng suất cắt trực tiếp

Ứng suất cắt trực tiếp
Ứng suất cắt trực tiếp xuất hiện khi lực tác dụng có xu hướng cắt qua chi tiết như cái kéo hoặc dao cắt hoặc khi chày và khuôn được dùng để đột một lỗ trên một tấm vật liệu.

Một ví dụ quan trọng khác của cắt trực tiếp trong thiết kế máy là xu hướng then bị cắt đứt tại mặt cắt giữa trục và mayơ của chi tiết máy khi truyền mômen xoắn. Hình 3-7 chỉ ra tác động đó.
Phương pháp tính ứng suất cắt trực tiếp tương tự với phương pháp đã dùng để tính ứng suất kéo thuần tuý vì lực tác dụng được giả thiết phân bố đều trên mặt cắt ngang chịu lực của chi tiết.

Nhưng loại ứng suất này là ứng suất tiếp khác với ứng suất pháp.

Kí hiệu sử dụng cho ứng suất cắt là chữ cái Hi Lạp tô (). Công thức tính ứng suất cắt được viết như sau

(3-4)

Ứng suất cắt trực tiếp

 = lực cắt/ diện tích chịu cắt = F/AS

Ứng suất này được gọi một cách chính xác hơn là ứng suất cắt trung bình, nhưng để đơn giản chúng ta sẽ giả thiết là ứng suất phân bố đều trên diện tích cắt.

 

dadasdasd 

Hình 3-7 Cắt trực tiếp trên then

 

Ví dụ 3-3

Hình 3-7 chỉ ra một trục mang hai puli được ghép then với trục. Phần (b) chỉ ra lực F được truyền từ trục đến mayơ của puli qua một then vuông. Trục có đường kính 2.25 in và truyền mômen xoắn là 14 063 lb.in.

Then có mặt cắt ngang hình vuông, cạnh là 0.50 in, và chiều dài là 1.75 in. Tính lực trên then và ứng suất cắt gây ra bởi lực đó.
Lời giải

Vấn đề: tính lực trên then và ứng suất cắt
Đã cho: sơ đồ bố trí trục, then, mayơ trên hình 3-7.
Mômen xoắn T = 14 063 lb.in; kích thước then 0.5 0.5  1.75 in. Đường kính trục D = 2.25 in; bán kính R = D/2 = 1.125 in.
Tính toán: mômen xoắn T = lực F  bán kính R. Khi đó F = T/R. Sử dụng công thức (3-4) để tính ứng suất cắt:  = F/AS
Diện tích cắt là diện tích mặt cắt ngang của then tại mặt phân cách giữa trục và mayơ: AS = b.L
Kết quả:
F = T/R = (14 063 lb.in)/(1.125 in) = 12 500 lb AS = bL = (0.50 in)(1.75 in) = 0.875 in2
 = F/AS = (12 500 lb)/(0.875 in2) = 14 300 lb/in2
Nhận xét: mức ứng suất này là đồng đều trên toàn bộ mặt cắt ngang của then.

Post Comment