Bài giảng Sức bền vật liệu: Chương 5 - GVC.ThS. Lê Hoàng Tuấn

CHƯƠNG 5- LÝ THUYẾT BỀN
Gvc- Ths Lê Hoàng Tuấn
 Điều kiện bền thanh chịu kéo hoặc nén
đúng tâm ( chương 3),( TTỨS đơn, chỉ có
ứng suất pháp s
z
) .
1. KHÁI NIỆM
[ ]
s
ss
=
1
max
;
k
s
0,k
=
n
n
ss
=
3
min
[
s
]
s
0,
n

=
n
 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 s
ch
- Đối với vật liệu dòn là giới hạn bền s
b
.
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:
1. KHÁI NIỆM
 Điều kiện bền:

tđ
= 
t
= f(
1,2,3
)
[ ]
s


k
hay 
tđ
= 
t
= f(
1,2,3
)
[ ]
s

n
1. KHÁI NIỆM
 Đònh nghóa : Thuyết bền là
những giả thuyết về nguyên
nhân phá hỏng của vật liệu,
nhờ đó đánh giá được độ bền
của vật liệu ở mọi TTỨS khi
chỉ biết độ bền của vật liệu ở
TTỨS đơn ( do thí nghiệm kéo,
nén đúng tâm).
Vấn đề là chọn hàm f, đó chính là LTB
 
t
, 
tđ
được gọi là ứng suất tính hay
ứng suất tương đương
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
s

0k
I
TTỨS đơn nguy hiểm
II
III
s
0k
s
1
I
TTỨS phức tạp
II
III
s
1
s
2
s
2
s
3
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
 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.
1. TB ỨNG SUẤT PHÁP LỚN NHẤT (TB1)
 Chỉ đúng với TTỨS đơn
n
n
t

n
][
0
31
=

=
Điều kiện bền:
k
k
t
n
][
0
11
=

=

2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
2. TB BIẾN DẠNG DÀI TƯƠNG ĐỐI LỚN
NHẤT (TB2)
 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.
 
[ ]
3211

1
sss
=
E
E
k
k
0
0

=

B/dạng tương đối TTỨS phức tạp
B/dạng tương đối TTỨS đơn
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
2. TB BIẾN DẠNG DÀI TƯƠNG ĐỐI LỚN
NHẤT (TB2)
 Điều kiện bền:
Hay
kt
][)(
3212
sssss
=
nt
][)(
3132
sssss
=
 Chỉ hợp với v/l dòn, ngày nay ít dùng

2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
3. TB ỨNG SUẤT TIẾP LỚN NHẤT (TB3)

Ngun 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.
t
max
-
ứ/s tiếp max của TTỨS phức tạp
t
0k
-
ư/s tiếp max của TTỨS đơn ở trạng
thái nguy hiểm.
n - Hệ số an tồn
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN

Điều kiện bền:
2
;
2
0
0
31
max
k
k


=



=
Với:
][
313
ssss
=
t
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.

u
hd
- TNBDHD của TTỨS phức tạp
u
hd,o
- TNBDHD của TTỨS đơn,
ở trạng thái nguy hiểm
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN


Điều kiện bền:
 Phù hợp với vật liệu dẻo, ngày nay được dùng
nhiều trong tính toán cơ khí và xây dựng.
Với:
 
2
00,
133221
2
3
2
2
2
1
3
1
3
1
khd
hd
E
u
E
u
s

sssssssss


=



=
][
133221
2
3
2
2
2
14
sssssssssss
=
t
2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
5- TB VỀ CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN
(TB 5) ( THUYẾT BỀN MORH)

Điều kiện bền:
kt
][
315
s
s
s
s


=
n

k
][
][


=
Với:
 Phù hợp với vật liệu dòn.
3. CC TRNG HP C BIT
1- TTệS phaỳng ủaởc bieọt:
0 ;
22
2
2
2
3,1
=









=

iu kin bn:

Cỏc ng sut chớnh :
][4
22
3
stss
=
t
][3
22
4
stss
=
t
Theo TB 3:
Theo TB 4:
3. CÁC TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT
2- TTÖÙS tröôït thuaàn tuùy:
0 ;
23,1
==
sts

Điều kiện bền:


Các ứng suất chính :
][2

3
sts
=
t
Theo TB 3:
Theo TB 4:
[
]
2
s
t

][3
4
sts
=
t
[
]
3
s
t

 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.
3. VIỆC ÁP DỤNG CÁC
THUYẾT BỀN