Gia công

Ứng suất và độ bền của cấu kiện

Ứng suất của một chi tiết máy gây ra do lực và mômen quay tác động vào cấu kiện.

Các loại ứng suất (ứng lực) (Bảng 1)

rr1

Ở những chi tiết thon, sự quẹo gập (oằn gấp, uốn dọc) thuộc vào loại ứng suất ép. Lúc oằn gấp bộ phận bị tác động ép tìm cách tránh qua hướng thẳng góc với hướng lực, thí dụ nhưchày mỏng của dụng cụ cắt.

Loại ứng suất trên bề mặt tiểp xúc của hai bộ phận ép vào nhau gọi là áp lực bề mặt, thí dụ như bạc bợ trục của một ổ trục bị ngõng trục quay ép vào bề mặt.

Nhiều khi trong một bộ phận máy xuất hiện đồng thời nhiều loại ứng suất. Thí dụ như cốt của hộp số cùng lúc bị tác động uốn cong và vặn. Những trường hợp như thế được gọi là ứng suất hỗn hợp. Tác động ứng lực tạo ra trong chi tiết một ứng suất, ứng suất tùy thuộc vào độ lớn của lực và tiết diện, ở các loại ứng suất uốn cong, oằn gấp và vặn còn thêm dạng của tiết diện chi tiết, ứng suất được chỉ định với đơn vị Newton trên milimét vuông (N/mm2).

ng suất làm cho một vật liệu bị gãy được gọi là độ bền của vật liệu đó.

Cho mỗi loại ứng suất (ứng lực) ta có một độ bền tương ứng, thí dụ độ bền kéo cho ứng suất (ứng lực) kéo, độ bền ép cho ứng suất (ứng lực) ép.

  • Các loại tải trọng

Lực tác động vào bộ phận máy có thé nhận những độ lớn khác nhau theo trình tự thời gian của chúng (Hình 1, trang 457).

 

Trong trường hợp tải trọng tĩnh (trường hợp tải trọng I), tác động lực vào bộ phận máy tăng lên và từ đó ứng suất tăng từ không đến trị số tối đa và sẽ không đổi.

Thí dụ: Tải trọng xoắn của trục truyền động một quạt máy lúc bật lên tăng từ không đến trị số tối đa và giữ không đổi.

Trong trường hợp tải trọng động, mức độ thay đổi lâu dài và có thể thay đổi cả hướng ứng suất (liên tục).

Trong trường hợp tải động ngưỡng (trường hợp tải trọng II) ứng suất lên xuống giữa không và trị số tối đa.

Thí dụ: ứng suất uốn cong trong một cò mổ xú páp của động cơ.

Trong trường hợp tải tuần hoàn hay tải đổi hướng (trường hợp tải trọng III) ứng suất luôn lên xuống giữa điểm dương cao nhất và điểm âm thấp nhất.

Thí dụ: ở một trục quay, ứng suất uốn cong có chứa ứng suất kéo và ứng suất nén thay đổi chiều trong mỗi nửa vòng quay.

Trong tải trọng động thông thường (tải động tổng quát) ứng suất lên xuống không đồng đều giữa một trị số cao và một trị số thấp (Hình 1)

rr2

Thí dụ:Tải trọng xoắn do lực cắt thay đổi trong trục chính máy phay lúc phay chu vi.

Bộ phận máy chịu ứng suất (ứng lực) động làm cho vật liệu bị mỏi và tác dụng của rãnh khía có nguy cơ nhiều hơn tác động tĩnh. Vì lý do này mà độ bền mỏi (trang 298) thấp hơn độ bền của bộ phận bị ứng suất (ứng lực) tĩnh.

  • Hiệu ứng rãnh khía

Nếu trong chi tiết không có rãnh khía những đường lực phân phối đều thì ở chi tiết có rãnh khía chúng sẽ hội tụ trong vùng tiết diện của vị trí đường rãnh (Hình 2). Vì thế tải trọng trong phạm vi có rãnh lớn hơn rõ rệt.

rr3

Post Comment