Hướng dẫn tính toán ứng suất bền trên Inventor

Ứng suất bền là gì?

Ứng suất là đại lượng biểu thị nội lực phát sinh trong vật thể biến dạng do tác dụng của các nguyên nhân bên ngoài như tải trọng, sự thay đổi nhiệt độ, lực nén, kéo, cắt v.v. Ứng suất còn được gọi là sức căng.

​Như vậy, Ứng suất là số đo của ngoại lực  tác dụng lên diện tích mặt cắt ngang của một vật

• Ứng suất nén là trạng thái ứng suất khi vật liệu bị tác động ép chặt. Trường hợp đơn giản của sự ép là lực ép đơn gây ra bởi phản lực tác động, lực đẩy. Sức bền nén của vật liệu luôn cao hơn sức bền kéo của vật liệu đó, tuy nhiên hình thể lại quan trọng để phân tích khi ứng suất nén đạt đến giới hạn cong vênh.

• Ứng suất kéo là trạng thái ứng suất khi vật liệu chịu tác động kéo căng hướng trục. Bất kỳ một vật liệu nào thuộc loại đàn hồi thì phần lớn chịu được ứng suất kéo trung bình, ngược lại là các vật liệu chịu đựng lực kéo kém như, gốm, hợp kim dòn. Trong ngành chế tạo thép, một số loại thép có khả năng chịu được ứng suất kéo rất lớn, như các sợi dây cáp thép trong các thiết bị nâng hạ.

• Ứng suất cắt là kết quả khi lực tác động lên sản phẩm mà gây ra biến dạng trượt của vật liệu trên một mặt phẳng song song với hướng tác động của lực áp vào. Ví dụ như người ta dùng kéo để cắt một tấm tôn mỏng.

Hướng dẫn phân tích ứng suất và kiểm nghiệm độ bền trên Inventor

Inventor cung cấp cung cụ Stress Analysis hỗ trợ người dùng phân tích lực, ứng suất độ bền trên vật liệu.

Thông qua việc tính toán chúng ta nhanh chóng xác định ứng suất và biến dạng trong các chi tiết máy hình dạng bất kỳ có ít nhất một mặt ngàm cũng như xác định được tần số dao động riêng và dạng dao động riêng của chi tiết máy với độ chính xác và tính trực quan cao

Các bước thực hiện tính ứng suất trên Inventor 2021

Bước 1: Chuẩn bị một chi tiết thép H 100x100x6x8 như hình

Bước 2: Vào Stress Analysis ở 3D Model hoặc Environment >  Stress Analysis

Bước 3: Chọn Create Study để bắt đầu quá trình khai báo và tính toán

Đặt tên cho kiểm tra ứng suất

Bước 4: Sau khi tạo Study sẽ xuất hiện các thanh công cụ như hình dưới

Trong đó:

Assign: Tùy chọn loại vật liệu

Fixed: Chọn vị trí ngàm tỉnh (Cố định)

Pin: Dầm xoắn

Frictionless: Dầm trượt

Force: Đặt lực

Pressure: Áp suất

Bearing: Trục vòng bi (Lực hướng trục)

Moment: mô men xoắn

Gravity: Trọng lực

Ở đây ta chọn Fix và đặt tại vị trí 2 đầu như hình vẽ

Bước 5: Chọn vị trí đặt lực 

sử dụng remote Force để xác định vị trí đặt được so với trục tọa độ 

ở đây ta đặt tại giữa thanh sắt với 1 lực 1000N

Bước 6: Chọn Force để xác định hướng tác dụng lực

tương tự hướng cũng được xác định so với hướng trục tọa độ

Bước 7: Bắt đầu tính toán

Chọn Simulate > Run

Quá trình tính toán bắt đầu

và kết quả được như hình dưới

Sau khi tính toán dựa vào biểu đồ ứng suất, chuyển vị,... các bạn có thể so sánh với các thông số giới hạn của mác thép mình sử dụng để có lựa chọn phù hợp.

Chúc các bạn thành công!