BỘ GIÁO DỤC VÀ DÁO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACII KIIOA IIA NOI HNVHI NHÃñĐN NGUYEN THANH HUNG ĐNH IYOHI, X3 OÖH O2 :HNVĐN M6 PHONG VIEC XAC BINH CO TINH VAT LIEU BẰNG PHƯƠNG PHẬP CƠ HỌC TIẾP XÚC LUẬN VĂN THẠC SĨ CƠ HỌC KỸ THUẬT 'YOHTT GONE - 002 TIẢ NỘI 2009 BỘ GIÁO DUC VA DAO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCII KIIOA HÀ NỌI ĐNqH HNVHI, NHÀ ñĐN NGUYÉN THÀNH HÙNG 'YOHI, A3 ĐÒH O2 :HNVĐN M6 PHONG VIEC XÁC ĐỊNH CƠ TÍNH VAT LIEU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC TIẾP XÚC LUẬN VĂN THẠC SĨ CƠ HỌC KỸ THUAT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HOC: ‘TS. LE MINH QUY 'YOH7 6007 - 006 TIA NOI 2009 MUC LUC Trang MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1V DANIT MUC CAC BANG VII DANH MUC CAC HINH VE, DO THI VII LỜI NÓI ĐẦU CHUONG 1. TONG QUAN VỀ LUẬN VĂN 1. Giới thiệu và mục tiêu cửa luận văn SG và 1.
Nội đưng của luận văn CHƯƠNG 2. ỨNG XÚ CƠ HỌC CÚA VẬT LIỆU 2. Ứng suất thật và biên đạng (hat “on 2. Biển dạng thật 2.
Ứng suất thật liệu đàn hải tuyến tỉnh. Vật liệu đàn— đếo 3. Vật liệu dẻo lý trỡng 3. Vật liệu biến dạng đến cứng CHƯƠNG 3.
TIEP XUC DAN HOI VA TIEP XUC BAN — DEO. CÁC PHUONG PHAP THU VET LOM. Tiép xúc đần hỗi và tiếp xúc đản— dio 3. Các đầu ảo cầu, nắn và kim tự tháp 3.
Các dâu do nhọn và tit 3. Sự đẳng dạng hinh học. Tiếp xúc đàn — đêu 3. Sự khôi phục dần hỗi 3.
Bồ mặt dấp xúc đền — đào 3. Ma sit trong và biến dạng déo -V- H Độ cứng của vật liệu b Chiều đài ban dầu mẫu thứ h Chiều dài sau biến dạng của mẫu thứ m Số mũ đường giảm lực mụ Số mũ của 67% dường giắm lực n Số mũ tăng cứng biến dạng, hằng số = Dạ: Pp Áp lực phân bỗ trên vùng tiếp xúc Pm Áp lực tiếp xúc trung hình P Lực táng tải Pu Lue giam tai T1 Bán kinh đường tron tiếp xúc cục bộ R Ban kính đầu đo Rt Bán kính ảnh hưởng, S Hệ số góc của tiếp tuyến với đường cong giảm tải ở chiều sâu lớn nhất lu Sa Hằng số vật liệu, đại diền cho độ bên cắt riêng của vật liệu t Bé day cia miu thử Te Độ bên dai u Chuyén vi téng ở bán kinh r w Tể rộng của mẫu thử Wi Công của lực tăng tải We Công của lực giảm tải Wp Công aay ra hién dang déo Y Giới hạn chây đếo của vật liệu Cac ki tu Ily Lap a Gée dinh đầu đo Vickers B Góc tạo bởi bề mặt dau do Vickers voi bề mặt mẫu thử -VH- DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bang 3.1 Độ mềm đối với các loại đầu do khác nhau.2 So sánh giữa các kết quả phân từ hữu hạn dối với một dầu do WU và một mẫu thứ gốm thấy tink đàm - dẻo và các kết qua bp thuyết đối với tiếp xúc dàn hỗi hoàn toàn với P = 1000 N và R = 3,18 mim. Bảng 61 Dặc trưng cơ học của một số loại vật liệu đại 73 điện và vật liệu mã hình.2 Các kết quả phân tích thuận và HEA đổi với các 74 vật liệu đại diện và vật liệu mô hình sử dụng các công thức (3. Bảng 63 Các kết quả phân tích thuận và FEA đổi với các vật liệu đại diện và vật liệu mô hình sử dụng các công thức (5.4 Các kết quả phân tích ngược đối với các vậi liệu 78 đại điện và vật liệu mô hình.
Bang 65 Các kết quả phân tích ngược được so sánh vớt 7g cdc két qué vita H.6 Các trường hợp nghiên cứu về phân tích độ nhạy của 80 một số vật liệu dại điện và vật liệu mô hình. -VE Chiều sâu vết lãm tại vị trí bắt kì "trường biến dạng Nửa góc đỉnh của đầu đo nón Hệ số ma sắt trượt trong TIệ số Poát xông của vật liệu Hệ số Poát xông của đầu do TỨng suất chính lớn nhất TỨng suất chính nhỏ nhất Ung svat dư TỨng suất dân — đẻo Lương dương. Ủng suất trung bình TỨng suắt pháp trên mặt phẳng khảo sát Ứng suất cắt tác dụng “Tmax TỨng suất cắt lớn nhất ya x Các hằng số tìm ra từ thực nghiệm -VII- DANH MUC CAC HINH VE, DG THT ‘Trang, Hình 1.1 ‘Thi nghiém tao vt 16m str dung dau do Vickers.1 Mẫu thứ trước và sau biển dạng trong thí nghiệm kéo.2 So sánh biển đang danh nghĩa và biến đạng thật đổi với biến dạng của một mầu thử kéo theo một hoặc hai bước. tường ứng Hình 2.3 Quan hệ ứng suất và biến đạng của vậi liệu dan hỏi tuyển.4 Đường cong ứng suất — biến dạng đặc trưng, Hình 2.5 Biểu đỗ của sự tăng lực — giâm lực dơn giản.6 Cac dang mé hinh vật liệu đản — (a) vật liện đàn — đệo lý tưởng, ) vật liệu đàm — đễo biến cứng tuyển linh, (@) vật liệu đầm — dé triển cứng phí tuyễn Hinh 2.7 Mô hình vật liệu đéo lý tưởng.8 Mô hình vật liệu biến đạng đếo cứng: (a) tryễn tinh, (b) phí tuyển.1 Cac anh SEM các đỉnh của các đầu ảo (4) Berkovich, (b} 17 Knoop và (© gúc lập phương được sử đụng trong các phép thử vết lồm đưởi mieron.2 Các thông số vết lõm đổi với các đầu đo (a) câu, (b) nón, 18 (6) tìm từ tháp, và (4) Berkovich.3 Các hình đạng tương đổi của vễt lôm với đần do cầu và non.4 Sự đồng dang hình học đổi với (4) dau do kim cương đạng nón hoặc kìm tự tháp, @) đâu do cầu.5 Biểu đồ của vết lõm đàn — déo véi (a) đầu đo nón và (b) 23 đầu đo câu.
Đối với các đâu đo cứng tuyệt đối, hụ là tổng chiêu sâu vét lõm, h; là chiếu sâu cửa vết lõm dur, Ihe là -V- H Độ cứng của vật liệu b Chiều đài ban dầu mẫu thứ h Chiều dài sau biến dạng của mẫu thứ m Số mũ đường giảm lực mụ Số mũ của 67% dường giắm lực n Số mũ tăng cứng biến dạng, hằng số = Dạ: Pp Áp lực phân bỗ trên vùng tiếp xúc Pm Áp lực tiếp xúc trung hình P Lực táng tải Pu Lue giam tai T1 Bán kinh đường tron tiếp xúc cục bộ R Ban kính đầu đo Rt Bán kính ảnh hưởng, S Hệ số góc của tiếp tuyến với đường cong giảm tải ở chiều sâu lớn nhất lu Sa Hằng số vật liệu, đại diền cho độ bên cắt riêng của vật liệu t Bé day cia miu thử Te Độ bên dai u Chuyén vi téng ở bán kinh r w Tể rộng của mẫu thử Wi Công của lực tăng tải We Công của lực giảm tải Wp Công aay ra hién dang déo Y Giới hạn chây đếo của vật liệu Cac ki tu Ily Lap a Gée dinh đầu đo Vickers B Góc tạo bởi bề mặt dau do Vickers voi bề mặt mẫu thử -IV- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHU VIET TAT Các chữ viết tắt FEA Phân tích phan tử hữu hạn SEM Kinh hiển vi quớt diện tử VDH D6 cimg Vickers Cac ki tu La tinh a Ban kính đường tròn tiếp xúc A Điện tích của ving tiếp xúc giữa đầu do và mẫu thử Ap Diện tích tham chiếu của vết lõm g Độ cong dung tang tai Co Độ bền nén đúng trục Ce TIệ số đường giảm tải Ca Hệ số đường giảm tái a Chiều dải đường chéo vét lém hoặc đường kinh đường trỏn tiếp xút E Mô đun đản hỗi của vật liệu tị Mô đun đàn hồi của đầu đo RE Mô dun dan héi thu gon Ep Mô đun tiếp tuyển déi vai bién dang déo h Chiều sâu vết lõm h¿ hy _ Chiều sâu tính từ đường tròn tiếp xúc tới dinh dầu do hy hm Téng chiều sâu vết lõm. he Chiều sâu vết lõm dư he Chiều sâu vết lõm kết hợp với sự giảm tải/ tăng tải trở lại đàn hồi hp Chiều sâu của đường trỏn tiếp xúc ở tải trong lớn nhất. -IV- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHU VIET TAT Các chữ viết tắt FEA Phân tích phan tử hữu hạn SEM Kinh hiển vi quớt diện tử VDH D6 cimg Vickers Cac ki tu La tinh a Ban kính đường tròn tiếp xúc A Điện tích của ving tiếp xúc giữa đầu do và mẫu thử Ap Diện tích tham chiếu của vết lõm g Độ cong dung tang tai Co Độ bền nén đúng trục Ce TIệ số đường giảm tải Ca Hệ số đường giảm tái a Chiều dải đường chéo vét lém hoặc đường kinh đường trỏn tiếp xút E Mô đun đản hỗi của vật liệu tị Mô đun đàn hồi của đầu đo RE Mô dun dan héi thu gon Ep Mô đun tiếp tuyển déi vai bién dang déo h Chiều sâu vết lõm h¿ hy _ Chiều sâu tính từ đường tròn tiếp xúc tới dinh dầu do hy hm Téng chiều sâu vết lõm. he Chiều sâu vết lõm dư he Chiều sâu vết lõm kết hợp với sự giảm tải/ tăng tải trở lại đàn hồi hp Chiều sâu của đường trỏn tiếp xúc ở tải trong lớn nhất.
Các phương pháp thứ vết lõm 3. Kĩ thuật bề mặt liên kết trung gian. Quan hệ ứng suất — biến dạng vết lõm 3. Đường cong lực — chuyển vị 3.
Các phép thử độ cứng, 3. Dé cimg Vickers 3. Dộ cứng Berkovich 3. Vật lốm na nô 3.
Các dụng cụ tạo vet Tim na nd 3. Kỹ thuật phép thử vễt lãm na nã 3. Phâm tích Âữ liệu vềt lãm na nô CHƯƠNG 4. CƠ SỞ LÝ THUYÉT VÀ MÔ HÌNH PHẢN TỬ HỮU HẠN 4.
Mô hình phân tử hữu hạn CHƯƠNG 5. QUAN HỆ CŨA ĐƯỜNG CONG LỰC - CHUYỂN VỊ 5. Các quan hệ độc lập đối với một đường cong tực— chuyên vị của vết lãm đưa 5.1, Mỗi quan hệ giữa W,/WMi (hoặc Wi/W,) và h;/Itn (hoặc hr/h-) 36 3. Mỗi quan hệ giữa S/(Chu) và hụ/h: 38 5.
Mỗi mum hệ giữa S/(Chư) và WƯN 59 5. Các quan hệ phụ thuộc 61 3. Các quan hệ không thứ nguyên đối với S(Ch›), W/W,, và h/hs như 61 Tả các hàm của E⁄C vàn 5. Các quan hệ không thứ nguyên cho $/(Chr), Wi We, và lrvhe như là 64 các hàm cửa C/Y và E'/Y 5.
Các mỗi quan hệ giữa các thông số tương ứng với bộ đôi đầu đo như 66 là các hàm của E*/C và n 5.