tailieunhanh - Tính độ bền khi ứng suất thay đổi theo thời gian

Trong thực tế ta thường gặp các chi tiết máy chịu ứng suất thay đổi tuần hoàn theo thời gian. Thí dụ xét ứng suất tại một điểm A trên trục xe lửa đang chuyển động (hình ). Tung độ yA biến đổi tuần hoàn theo thời gian: (a) yA = Rsinϕ=Rsinωt Trong đó ϕ = ωt , ω: vận tốc góc của trục. | Chương 15 TÍNH ĐỘ BỀN KHI ỨNG SUẤT THAY Đổi theo thời gian NIỆM Trong thực tế ta thường gặp các chi tiết máy chịu ứng suất thay đổi tuần hoàn theo thời gian. Thí dụ xét ứng suất tại một điểm A trên trục xe lửa đang chuyển động hình . Tung độ yA biến đổi tuần hoàn theo thời gian yA Rsinọ Rsinot a Trong đó ọ fflt vận tốc góc của trục. Vậy công thức tính ứng suất có dạng b a Mx _Mx A I y A J x 15-1 ơ Hình Trục xe lửa Ứng suất pháp ơz tại A là một hàm số tuần hoàn theo thời gian. Ứng suất có các giá trị cực trị và đổi dấu sau một vòng quay. Do tác dụng của ứng suất thay đổi dấu như trên trong thực tế người ta thấy các chi tiết máy bị phá hỏng với giá trị ứng suất thấp hơn giới hạn bền khá nhiều và sự phá hỏng đó thường xảy ra đột ngột. Một thời gian khá dài người ta cho rằng sự phá hỏng của vật liệu là do hiện tượng mỏi mệt vì vật liệu chịu ứng suất thay đổi dấu liên tục. Do đó mới có danh từ hiện tượng mỏi Fatigue . Nhưng hiện nay người ta giải thích chặt chẽ hơn đó là do sự xuất hiện các vết nứt vi mô trong lòng chi tiết khi chịu ứng suất thay đổi theo thời gian. Các vết nứt vi mô phát triển dần thành các vết nứt lớn vĩ mô cho đến khi mặt cắt ngang bị thu nhỏ và không đủ sức chịu lực nữa thì chi tiết bị phá hỏng một cách đột ngột. Tuy giải thích nguyên nhân như trên nhưng do thói quen nên hiện nay hiện tượng phá hỏng của vật liệu do ứng suất thay đổi vẫn gọi là hiện tượng mỏi của vật liệu. Để có thể hiểu rõ hơn thì cần biết rằng để xuất hiện các vết nứt vĩ mô và phát triển khi trị số ứng suất xuất hiện trong chi tiết hoặc bộ phận công trình chịu ứng suất thay đổi mà giá trị cực đại của nó phải vượt quá một giới hạn nhất định ta sẽ gọi là giới hạn mõi. Nếu chúng ta có thể có đươc một chi tiết bị phá hỏng vì mõi thì sẽ dễ dàng nhận thấy rằng ở mặt cắt bị đứt sẽ có hai vùng một vùng nhẵn và một vùng xù xì. Phần nhẵn được giải thích là phần phát triển các vết nứt vi quá trình các vết nứt phát triển 78 thì chi tiết vẫn quay và chính nó sẽ cọ .