Máy tính Ứng suất và Biến dạng

Cách sử dụng máy tính Ứng suất và Biến dạng?

Máy tính này được thiết kế cho các kỹ sư, sinh viên và kiến trúc sư để giải quyết các biến số chính trong cơ học vật rắn. Không giống như các công cụ đơn giản, giao diện này cung cấp bốn lộ trình tính toán riêng biệt:

1. Ứng suất (σ) từ Lực và Diện tích: Sử dụng chế độ này để tìm phân bố nội lực trên một mặt cắt ngang. 2. Từ Ứng suất sang Biến dạng: Nếu bạn biết Mô đun Young ($E$) của vật liệu, chế độ này sẽ dự đoán vật liệu sẽ giãn hoặc nén bao nhiêu dưới một tải trọng cụ thể. 3. Từ Biến dạng sang Ứng suất: Xác định cường độ lực cần thiết để đạt được một biến dạng cụ thể. 4. Biến dạng từ Chiều dài: Tính giá trị biến dạng không đơn vị dựa trên chiều dài ban đầu ($L_1$) và chiều dài cuối cùng ($L_2$) của mẫu thử.

Để đảm bảo độ chính xác cao, hãy luôn chọn đúng đơn vị (ví dụ: MPa so với PSI). Để có kết quả chính xác trong phân tích kết cấu, hãy đảm bảo vật liệu vẫn nằm trong vùng đàn hồi tuyến tính, vì các công thức này không tính đến biến dạng dẻo ngoài điểm giới hạn chảy.

Công thức và Nguyên lý Kỹ thuật

Máy tính sử dụng các phương trình cốt lõi của cơ học vật liệu cổ điển. Mối quan hệ chính cho tải trọng trục được định nghĩa bởi:

$$ \sigma = \frac{F}{A} $$

Trong đó $\sigma$ là ứng suất, $F$ là lực tác dụng và $A$ là diện tích mặt cắt ngang. Thước đo biến dạng, hay biến dạng đơn vị ($\epsilon$), được tính bằng:

$$ \epsilon = \frac{\Delta L}{L_1} $$

Đối với các vật liệu tuân theo định luật Hooke, mối quan hệ giữa hai đại lượng này được điều chỉnh bởi Mô đun Young ($E$):

$$ \sigma = E \cdot \epsilon $$

Công cụ của chúng tôi tự động xử lý các chuyển đổi đơn vị phức tạp, cho phép bạn nhập lực bằng Kilonewton (kN) và diện tích bằng milimet vuông ($mm^2$) trong khi nhận được kết quả bằng Megapascal (MPa), đơn vị tiêu chuẩn cho phân tích ứng suất kỹ thuật.

Mẹo hữu ích 💡

• Xác minh xem vật liệu có đẳng hướng và đồng nhất không để có phân bố ứng suất chính xác nhất.
• Khi tính diện tích cho các thanh tròn, hãy nhớ công thức $A = \pi \cdot r^2$ trước khi nhập giá trị.
• Sử dụng chế độ "Biến dạng từ chiều dài" cho các dữ liệu thực nghiệm thu được từ thiết bị đo giãn (extensometer).