Làm thế nào để đạt được sức mạnh trong cơ học

1 、 Sức mạnh

Định nghĩa: khả năng của các bộ phận hoặc bộ phận chống lại hư hỏng (gãy) hoặc biến dạng đáng kể dưới tác động ngoại lực. Các từ khóa được chiết xuất, đứt gãy và biến dạng đáng kể.

Ví dụ, Sun Yue lấy iPad làm cân, đứng lên thì màn hình iPad bị nứt, tức là không đủ mạnh. Ví dụ, nhiều cành cây lớn bị gió làm gãy khi ngắm biển vào mỗi mùa hè ở Vũ Hán, không đủ mạnh.

Cường độ là một thông số phản ánh sự hư hỏng của vật liệu như đứt gãy. Nói chung, cường độ bao gồm cường độ kéo và cường độ nén, là lượng vật liệu bị phá hủy khi ứng suất đạt tới. Đơn vị đo sức mạnh thường là MPa.

Loại thiệt hại

Gãy giòn: gãy đột ngột xảy ra mà không có biến dạng dẻo đáng kể. Ví dụ: vết gãy của mẫu gang dọc theo mặt cắt ngang trong quá trình kéo và gãy mẫu bằng gang dọc theo mặt cắt nghiêng trong quá trình xoắn.

Năng suất dẻo: vật liệu tạo ra biến dạng dẻo đáng kể làm cho cấu kiện mất khả năng làm việc. Ví dụ, mẫu thép cacbon thấp sẽ có biến dạng dẻo đáng kể khi nó bị kéo căng hoặc xoắn.

lý thuyết sức mạnh

1. Lý thuyết về ứng suất kéo lớn nhất:

Miễn là ứng suất kéo lớn nhất tại một điểm trong cấu kiện đạt đến ứng suất cuối σb trong điều kiện ứng suất một chiều, thì vật liệu sẽ xảy ra hiện tượng đứt giòn. Do đó, điều kiện để xảy ra đứt gãy giòn của cấu kiện ở trạng thái ứng suất phức tạp như sau: σ1 = σb

Vì vậy, điều kiện cường độ được thiết lập bởi lý thuyết cường độ đầu tiên là ： σ1≤ [σ]。

2. Lý thuyết biến dạng kéo cực đại:

Chỉ cần biến dạng kéo lớn nhất ε 1 đạt đến giá trị giới hạn ε u ở trạng thái ứng suất một chiều sẽ xảy ra hiện tượng đứt giòn: ε1 = σu.

Từ định luật Hooke tổng quát: ε1 = [σ1-u (σ2 + σ3)] / E ， do đó, σ1-u (σ2 + σ3) = σb.

Các điều kiện cường độ được thiết lập theo lý thuyết cường độ thứ hai như sau: σ1-u (σ2 + σ3) ≤ [σ].

3. Lý thuyết ứng suất cắt cực đại:

Miễn là ứng suất cắt lớn nhất τ Max đạt tới ứng suất cắt cuối cùng τ 0 ở trạng thái ứng suất một chiều, vật liệu sẽ bị hỏng. τmax = τ0。

Theo công thức ứng suất trên tiết diện nghiêng của lực căng dọc trục.τ0 = σs / 2 （σs —— Ứng suất pháp tuyến trên mặt cắt） Từ công thức: τmax = （σ1-σ3） /2。 Vậy điều kiện phá hủy được viết lại là σ1 -σ3 = σs。

Theo lý thuyết độ bền thứ ba, điều kiện độ bền là ： σ1-σ3≤ [σ]。

4. Thuyết năng lượng cụ thể của sự thay đổi hình dạng:

Miễn là tỷ lệ thay đổi hình dạng tại một điểm trong cấu kiện có thể đạt đến giá trị giới hạn ở trạng thái ứng suất một chiều, vật liệu sẽ bị hỏng.

Do đó, theo lý thuyết sức mạnh thứ tư, các điều kiện sức mạnh là:

sqrt (σ1 ^ 2 + σ2 ^ 2 + σ3 ^ 2-σ1σ2-σ2σ3-σ3σ1) <[σ]。

2 、 Độ cứng

Định nghĩa: dùng để chỉ khả năng của các cấu kiện hoặc bộ phận chống lại sự biến dạng đàn hồi hoặc chuyển vị dưới tác dụng của ngoại lực, tức là độ biến dạng đàn hồi hoặc tính duy nhất không được vượt quá phạm vi cho phép của công trình.

Độ cứng là một thông số phản ánh mối quan hệ giữa biến dạng kết cấu và lực, tức là lượng biến dạng sinh ra bởi bao nhiêu lực mà kết cấu phải chịu. Tóm lại, nó là một lò xo, và độ cứng của lò xo là lực căng chia cho độ giãn dài. Đơn vị của độ cứng thường là N / m。

Loại độ cứng:

Khi tải trọng tác dụng là tải trọng không đổi, nó được gọi là độ cứng tĩnh; khi là tải xoay chiều gọi là độ cứng động. Độ cứng tĩnh chủ yếu bao gồm độ cứng kết cấu và độ cứng tiếp xúc. Độ cứng kết cấu đề cập đến độ cứng của bản thân cấu kiện, chủ yếu bao gồm độ cứng khi uốn và độ cứng xoắn.

1. Độ cứng khi uốn: được tính theo công thức sau:

3 、 Kết nối giữa hai

Dựa trên sự hiểu biết lý thuyết ở trên về độ bền và độ cứng, so với độ cứng, định nghĩa độ bền là nhằm mục đích chỉ sự phá hủy dưới tác dụng của ngoại lực, và kiểu hư hỏng được phân loại là chảy dẻo và đứt gãy giòn, có liên quan đến ứng suất. -strain đường cong trong lực căng. Như trong hình.

Đường cong trong hình có thể được chia thành bốn giai đoạn:

1. Giai đoạn biến dạng đàn hồi;

2. Giai đoạn năng suất;

3. Giai đoạn củng cố;

4. Giai đoạn cổ địa phương.

Định nghĩa về độ cứng là chống lại sự biến dạng đàn hồi, được thực hiện trong giai đoạn đầu. Dưới tác dụng co giãn, nó đáp ứng định luật Hooke. Tuân theo công thức tính độ cứng uốn và độ cứng xoắn khi chịu tải trọng tĩnh, công thức này tương tự như định luật Hooke. Có thể suy ra rằng phép đo độ cứng chỉ thực hiện trong giai đoạn biến dạng đàn hồi.

Sau khi bước vào giai đoạn tiếp theo, biến dạng dư của đám cháy biến dạng dẻo sẽ không biến mất trong quá trình kéo căng. Dưới đường cong ứng suất-biến dạng, ứng suất gần như giống nhau, trong khi biến dạng tăng lên đáng kể. Tại thời điểm này, ứng suất là giới hạn chảy. Và đối với vật liệu, nó đi vào năng suất nhựa

Trong giai đoạn thất bại, sau giai đoạn cường hóa, sức căng tăng lên cùng với sự gia tăng của căng thẳng, và cuối cùng đạt đến giới hạn sức mạnh. Có thể thấy rằng phép đo cường độ là sau khi biến dạng đàn hồi của vật liệu và trước khi giới hạn độ bền.

Cuối cùng, có thể kết luận rằng cả độ cứng và độ bền đều được đo ở giai đoạn hỏng của bộ phận, trong khi độ cứng có thể được đo bằng ứng suất và độ bền có thể được đo bằng biến dạng. Trong quá trình biến dạng, độ cứng ở giai đoạn trước và độ bền ở giai đoạn sau. Do đó, trong phép đo điều kiện hư hỏng của một bộ phận, miễn là đáp ứng các yêu cầu về độ cứng, ứng suất đủ có thể được chống lại ở giai đoạn biến dạng đàn hồi, và độ bền cũng đáp ứng các yêu cầu của các bộ phận theo tiền đề đó. Theo mối quan hệ này, sẽ có tất cả các loại thiết kế trong sản xuất thực tế, chẳng hạn như trục trong thiết bị cơ khí. Thông thường, kích thước của trục được xác định theo điều kiện độ bền trước, sau đó kiểm tra độ cứng theo điều kiện độ cứng. Do đó, yêu cầu về độ cứng của máy móc chính xác là rất cao, và việc thiết kế kích thước mặt cắt của nó thường được kiểm soát bởi điều kiện độ cứng.