Uncategorized

Ứng suất pháp: kéo và nén

Ứng suất pháp: kéo và nén
Ứng suất có thể được định nghĩa như là sức cản bên trong của một diện tích đơn vị của vật liệu ứng với tải trọng bên ngoài.

Ứng suất pháp () có hai loại là kéo (dương) hoặc nén (âm).

Với các chi tiết mang tải mà tải trọng bên ngoài phân bố đều trên diện tích mặt cắt ngang của chi tiết, độ lớn của ứng suất có thể được tính từ công thức ứng suất pháp:
(3-1)

Kéo hoặc nén đúng tâm:

 = lực/diện tích = F/A

Đơn vị của ứng suất thường là lực trên đơn vị diện tích , như từ công thức 3-1. Các đơn vị thường dùng trong hệ Anh và hệ SI như sau.
Hệ Anh lb/in2 = psi Kips/in2 = ksi
Chú ý: 1.0 kip = 1000 lb

Hệ mét SI
N/m2 = Pa
N/mm2 = 106 Pa = MPa

1.0 ksi = 1000 psi

 

Ví dụ 3-1 Một lực kéo 9500 N được đặt lên một thanh tròn đường kính 12 mm, như trên Hình 3-6.

Tính ứng suất kéo trong thanh.
Lời giải
Vấn đề: tính ứng suất kéo trong thanh tròn
Đã cho: lực F = 9500 N; đường kính D = 12 mm
Tính toán: sử dụng công thức cho trường hợp kéo đúng tâm, công thức (3-1):  = F/A. Tính diện tích mặt cắt ngang từ công thức A = D2/4
Kết quả: A = D2/4 = (12 mm)2/4 = 113 mm2
 = F/A = (9500 N)/(113 mm2) = 84.0 N/mm2 = 84.0 Mpa
Nhận xét: kết quả được biểu diễn trên phân tố ứng suất A trong hình 3-6, phân tố này có thể lấy tại một vị trí bất kì trên thanh vì một cách lí tưởng thì ứng suất là giống nhau trên mọi mặt cắt ngang. Dạng lập phương của phân tố được chỉ ra trên hình 3-5(a).

quang

 

Hình 3-6 Ứng suất kéo trong thanh tròn

 
Các điều kiện để sử dụng công thức (3-1) là:
1. Bộ phận mang tải cần phải thẳng
2. Đường thẳng tác dụng của tải phải đi qua tâm mặt cắt ngang của chi tiết
3. Các mặt cắt của chi tiết phải đồng đều quanh vị trí tính ứng suất
4. Vật liệu phải đồng nhất và đẳng hướng
5. Trong trường hợp chi tiết chịu nén, nó phải ngắn để tránh mất ổn định. Điều kiện xảy ra mất ổn định được trình bày trong chương 6.

Post Comment