Ứng suất là một thuật ngữ xuất hiện rất nhiều trong lĩnh vực xây dựng, vật lý… Cùng chúng tôi tìm hiểu về thuật ngữ này cũng như về ứng dụng của nó nhé

Ứng suất và những điều có thể bạn chưa biết

Ứng suất là một trong những khái niệm xuất hiện phổ biến trong các lĩnh vực xây dựng, vật lý, chế tạo… Khái niệm này có liên quan đặc biệt với độ bền cũng như đổ va đập của các chất. Bài viết dưới đây của chúng tôi sẽ giúp bạn tìm hiểu về ứng suất cũng các thông tin xoay quanh nó cực thú vị nhé

Tìm hiểu ứng suất là gì?

Theo khái niệm vật lý, khoa học thì ứng suất là một đại lượng thể hiện nội lực được phát sinh bên trong của một vật thể hay biến dạng nào đó do các tác động từ bên ngoài ảnh hưởng vào. Ví dụ như nhiệt độ thay đổi, tải trọng thay đổi…

Có thể hiểu đơn giản, ứng suất sẽ biểu thị những vấn đề về nội lực của các dạng biến chất. Ở đây “nội lực” có thể hiểu là những lực tương tác với nhau trong quá trình thay đổi các phân tử vật chất bên trong của vật thể.

Một điều mà các bạn cần nên ghi nhớ, đó là ứng suất chỉ xuất hiện được ở bên trong của hệ thống mà thôi. Chỉ khi nội lực bên trong gây ra sự thay đổi trong một diện tích nhất định thì ứng suất mới xuất hiện. Trong trường hợp hoàn toàn với lực trên toàn diện tích thì chúng ta vẫn hay gọi đó là là áp suất

Nguyên nhân phát sinh ứng suất?

Chủ yếu ứng suất được sinh ra do có sự thay đội của nhiệt độ hay môi trường bên ngoài làm thay đổi cấu trúc nội lực ban đầu của các vật. Dưới đây là một số nguyên nhân làm xuất hiện trong cuộc sống:

Xuất hiện do nhiệt độ nung nóng hoặc làm lạnh không hợp lý, dẫn đến sự phân bố nhiệt độ các vật bị hàn và các khu vực xung quanh không đồng đều. Chính vì thế đã làm cho các mối hàn ở các vùng lân cận đó sẽ sinh ra và làm cho mối hàn bị biến dạng
Xuất hiện khi thực hiện quá trình đông đặc, thể tích của kim loại sẽ giảm -> sinh ra trên mối liên kết hàn. Quá trình giảm thể tích đó khi đông đặc được gọi là quá trình co ngót
Xuất hiện do sự thay đổi của kim loại với các mối hàn cũng như các vùng xung quanh
Xuất hiện do chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, từ đó mối hàn cũng như vùng lân cận sẽ bị thay đổi tổ chức bên trong -> tạo ra trong vật hàn, thường xuất hiện trong các thép hợp chất hay hợp chất cacbon
Xuất hiện do xảy ra quá trình co ngót kim loại lỏng ở vùng hàn.

Một số nguyên nhân dẫn đến sự xuất hiện của ứng suất

Phân loại ứng suất

Hiện nay dựa theo nhiều tiêu chí khác nhau mà người ta có thể phân chia thành các loại khác nhau.

Nếu theo phạm vi tác động thì có thể kể tới 3 loại ứng suất như sau:

Theo hướng phân bố không gian: bao gồm ứng suất 1 chiều theo thanh, ứng suất 2 chiều theo tấm và vỏ và ứng suất 3 chiều theo 3 kích thước dài – rộng – sâu
Theo hướng thời gian tồn tại: Bao gồm ứng suất tức thời và ứng suất dư
Theo hướng tác động lên trục hàn: Chia thành ứng suất dọc – song song với trục mối hàn và ứng suất ngang – vuông góc với trục mối hàn

Ngoài ra thì dựa theo hình dạng và bản chất thì có thể phân chia thành các loại ứng suất phổ biến trong cơ khí như sau:

Uốn
Nhiệt
Dòng chảy
Bền mỏi
Cắt
Cắt trực tiếp
Pháp…

Đơn vị và công thức tính độ lớn ứng suất

Để tính được độ lớn thì chúng ta sẽ dựa vào công thức dưới đây cùng những lý giải về các ký hiệu của công thức

Công thức tính ứng suất hiện nay — Công thức tính hiện nay

Đơn vị trên diện tích là N/m2 (dựa theo đơn vị hệ SI – Hệ đo lường quốc tế)

Ngoài ra, chúng ta hay gọi đơn vị N/m2 là Pascal (viết tắt là Pa) để tiện trong quá trình tính toán. Ngoài Pa còn có nhiều giá trị khác nữa như kPa (Kilo Pascal), mPa (Mega Pascal) và gPa (giga Pascal)

Quy ước đổi các giá trị đơn vị trên như sau:

1 Pa = 1n/m2
1 kPa = 103 Pa
1 mPa = 106 Pa
1 gPa = 109 Pa

Ứng dụng ứng suất trong đời sống

Ứng suất được ứng dụng rất phổ biến trong cuộc sống hàng ngày, thường là trong các lĩnh vực xây dựng, nghiên cứu và làm thí nghiệm vật lý, chế tạo máy móc… Với mục đích đó là để đo lường sự thay đổi nhiệt độ, cấu trúc nội lực để từ đó xác định được các tác nhân bên ngoài, thúc đẩy quá trình sản xuất vật liệu xây dựng, chế tạo máy móc hay các món đồ cơ khí…

Các kỹ sư sẽ sử dụng để hỗ trợ cho việc thiết kế các công trình kiến trúc thông qua được tác động phía bên trong của vật liệu. Người ta sẽ xác định được tải trọng bên ngoài cũng như các dạng hình học của kết cấu vật chất đất. Để từ đó thiết kế được một kết cấu an toàn.

Không phải lúc nào chúng ta cũng có thể xác định được các tải trọng ở bên ngoài bởi vì chúng luôn luôn thay đổi và không thể đường đoán trước được. Chính vì thế người ta sử dụng để có được một thiết kế an toàn và hợp lý hơn

Bài viết trên đây của auvietco.vn đã mang đến cho bạn những thông tin xoay quanh cực đầy đủ. Hy vọng bài viết đã mang lại cho bạn những thông tin cực kỳ bổ ích về thuật ngữ này

BÀI VIẾT KHÁC CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM

Cập nhật lúc 16:40 – 14/02/2023