Xin hỏi cách phần tích giá trị trong simulation

Author
làm sao để biết giới hạn cho phép của vật liệu, ví dụ như trong hình ta có kết quả ứng suất với ứng suất chảy "yield strength" của vật liệu là 137,895 N/mm^2, vậy trên cột màu là giá trị ứng suất của vật liệu khi làm việc, và ta đối chiếu với giá trị cho phép của nó là 137,895, nhưng còn kết quả chuyển vị "strain", "desplacement" thì không có giá trị cho phép vậy làm sao biết vật liệu làm việc có đủ bền hay không??
[/IMG]
 

Đặt mua Tài liệu Thiết kế & Phát triển sản phẩm với giá ưu đãi

DCL

<b>Hội đồng Cố vấn</b>
Moderator
Ðề: cách phần tích giá trị trong simulation

làm sao để biết giới hạn cho phép của vật liệu, ví dụ như trong hình ta có kết quả ứng suất với ứng suất chảy "yield strength" của vật liệu là 137,895 N/mm^2, vậy trên cột màu là giá trị ứng suất của vật liệu khi làm việc, và ta đối chiếu với giá trị cho phép của nó là 137,895, nhưng còn kết quả chuyển vị "strain", "desplacement" thì không có giá trị cho phép vậy làm sao biết vật liệu làm việc có đủ bền hay không??
Cậu hãy nhớ: mọi phần mềm chỉ giúp cho công việc của ta nhanh chóng và chính xác hơn thôi, chúng tuyệt nhiên không nghĩ hộ và quyết hộ ta được cái gì cả (gần đây có nhiều ý kiến lo lắng về "trí tuệ nhân tạo" sẽ xuất hiện trong một tương lai không xa, nhưng hiện tại thì chưa có đâu và tớ cho rằng chẳng bao giờ có được!).

Trở lại câu hỏi của cậu, trước hết ta thấy rằng giá trị ứng suất lớn nhất trên chi tiết máy (nơi có màu đỏ) là 54.509 MPa trong khi ứng suất cho phép lớn nhất của vật liệu là 137.895 MPa, tức là gấp 2.53 lần, nếu kiểm nghiệm bền trong điều kiện đã cho thì chi tiết máy này không bị phá hủy. Nhưng như thế bảo là OK thì hơi vội, vì các yếu tố ảnh hưởng trong thực tiễn chế tạo và sử dụng:
  • Vật liệu có nguồn gốc không đảm bảo (thép của TQ không thể tốt bằng của Đức hay Thụy điển được)
  • Chế tạo có sai số
  • Môi trường có tác nhân ăn mòn hóa học hoặc lão hóa
  • Tác động của mài mòn cơ học trong quá trình sử dụng
  • Vật liệu bị mỏi sau quá trình chịu lực dao động lâu dài
  • Tải trọng có thể tăng đột biến do ngẫu nhiên hoặc hư hỏng
Vân vân.

Vì thế mà với mỗi điều kiện sử dụng lâu dài, ta lại phải áp dụng một hệ số an toàn riêng, nghĩa là phải nhân ứng suất cực đại lên một hệ số k nữa cho chắc ăn, ví dụ:
  • Thông thường: 2.5~5
  • Nguy hiểm: 5~8
  • Trực tiếp tới sinh mệnh con người: >8

Thế thì chi tiết của cậu (hình như là 1 cái đĩa xích?) nếu là một chi tiết bình thường dùng trong cơ cấu truyền lực nhỏ và chậm (hỏng chẳng gây tai nạn hoặc tử vong cho ai) thì nó vừa đủ bền ứng với k=2.5. Nhưng nếu nó là đĩa xích của xe máy chạy nhanh và nếu hỏng thì có nguy cơ gây tai nạn, nó sẽ bị coi là không đủ bền. Đặc biệt, nếu nó là cơ cấu truyền động của thang máy mà nếu gẫy thì chắc sẽ gây tai nạn nghiêm trọng, thì nó hoàn toàn không đáp ứng được yêu cầu! Như thế để thấy rằng cùng 1 kết cấu với cùng 1 ngoại lực tác động, việc nó có đáp ứng được không còn tùy vào điều kiện sử dụng và dĩ nhiên phần mềm không biết được điều này.

Sang câu hỏi thứ 2, về chuyển vị: rõ ràng là phần mềm chỉ tính cho cậu được chuyển vị do biến dạng đàn hồi của vật thể dưới tác động của ngoại lực, còn như thế là đạt hay không thì nó cũng chịu nốt. Vật liệu cậu dùng có tính đàn hồi, tức là có ngoại lực là nó biến dạng liền, lực nhỏ thì biến dạng ít và lực lớn thì biến dạng nhiều (chứ không phải lực nhỏ thì không biến dạng, lực lớn mới biến dạng như một số người ngộ nhận), hết ngoại lực thì lại trở về hình dạng ban đầu. Biến dạng bao nhiêu là được và bao nhiêu thì không được, chỉ có cậu là tác giả của thiết kế mới biết, cậu hỏi tớ thì tớ biết hỏi ai? Nói chung thì với kết cấu rất lớn hoặc rất chính xác, người ta mới đưa ra yêu cầu về chuyển vị giới hạn mà thôi. Ví dụ như đỉnh tháp truyền hình cao 500 mét chỉ được phép lắc lư 0.5 mét với bão cấp 13 và động đất cấp 8 chẳng hạn, hoặc hệ thống bàn xe dao trên 1 loại máy công cụ khi gia công chỉ được chuyển vị dưới 0.005 mm chẳng hạn. Các mức giới hạn đó là do người thiết kế tự xác định căn cứ vào chức năng của hệ thống mà mình triển khai. Với đa số thiết kế thông thường, người ta chỉ quan tâm tới xác định giới hạn bền mà thôi, vì khi giới hạn bền chưa bị vượt qua thì những chuyển vị này chỉ là biến dạng đàn hồi. Chỉ khi ứng suất cực đại lớn vượt giới hạn bền của vật liệu thì mới xảy ra biến dạng dẻo hoặc gãy vỡ làm hỏng kết cấu; bởi thế, ta mới phải tính toán như trên để nó không bị hỏng do biến dạng thái quá!.
 
Last edited:
Author
Ðề: cách phần tích giá trị trong simulation

xin cảm ơn DCL, có thể cho mình lời khuyên là đối với trục bánh xích đó mình kiểm nghiệm bền dựa vào ứng suất và biến dạng như vậy đã hợp lý chưa, hay cần kiểm nghiệm như thế nào..??
 

DCL

<b>Hội đồng Cố vấn</b>
Moderator
Ðề: cách phần tích giá trị trong simulation

xin cảm ơn DCL, có thể cho mình lời khuyên là đối với trục bánh xích đó mình kiểm nghiệm bền dựa vào ứng suất và biến dạng như vậy đã hợp lý chưa, hay cần kiểm nghiệm như thế nào..??
Vì cậu không nêu rõ các thiết lập điều kiện biên nên tớ không biết chúng đã hợp lý hay chưa. Với ví dụ của cậu, có thể Fix đầu trục phía bên trái và đặt lực vào 1 sườn răng là được.

Như bài trên tớ đã nêu, ứng suất cực đại trên chi tiết máy của cậu chỉ nhỏ hơn giới hạn chảy 2.53 lần, như vậy là chỉ đủ bền với điều kiện tối thiểu của 1 chi tiết rất không quan trọng mà thôi. Nếu đĩa xích chạy nhanh và có thể nguy hiểm thì nó không đạt yêu cầu.

Về cái vụ "biến dạng" thì cậu quên đi với loại chi tiêt máy kiểu này (nó chẳng hề to lớn, cũng chẳng hề chính xác và quan trọng gì). Cậu nên đọc kỹ bài trên để hiểu rằng biến dạng này là đàn hồi và không đáng kể (dù rằng tớ chưa được xem biểu đồ biến dạng), vì với ứng suât nhỏ thì biến dạng của vật thể nhỏ không thể lớn được. Chỉ khi nào ứng suất vượt giới hạn bền thì chi tiêt máy mới bị biến dạng đến mức hư hỏng mà thôi.

Cuối cùng, cậu nên tham khảo giáo trình hoặc Google về cấu tạo đĩa xích. Tớ chưa từng thấy đĩa xích nào lại được lắp bằng trục ren như cậu làm cả! Làm như vậy có 2 cái sai cơ bản:

1. Mối ghép ren không có tác dụng định tâm, nôm na là đĩa xích sẽ bị đảo do mất đồng tâm.

2. Mối ghép ren có khả năng bị tự tháo lỏng khi đĩa xích chịu lực đảo chiều. Ví dụ nó là đĩa chủ động và cậu chọn chiều quay sao cho mối ghép ren có xu hướng được xiết chặt, vậy thì khi dừng máy, nó sẽ trở thành bị động do quán tính và sẽ nới lỏng ren ra ngay!
 
Lượt thích: umy
Ðề: cách phần tích giá trị trong simulation


Cậu hãy nhớ: mọi phần mềm chỉ giúp cho công việc của ta nhanh chóng và chính xác hơn thôi, chúng tuyệt nhiên không nghĩ hộ và quyết hộ ta được cái gì cả (gần đây có nhiều ý kiến lo lắng về "trí tuệ nhân tạo" sẽ xuất hiện trong một tương lai không xa, nhưng hiện tại thì chưa có đâu và tớ cho rằng chẳng bao giờ có được!).

Trở lại câu hỏi của cậu, trước hết ta thấy rằng giá trị ứng suất lớn nhất trên chi tiết máy (nơi có màu đỏ) là 54.509 MPa trong khi ứng suất cho phép lớn nhất của vật liệu là 137.895 MPa, tức là gấp 2.53 lần, nếu kiểm nghiệm bền trong điều kiện đã cho thì chi tiết máy này không bị phá hủy. Nhưng như thế bảo là OK thì hơi vội, vì các yếu tố ảnh hưởng trong thực tiễn chế tạo và sử dụng:
  • Vật liệu có nguồn gốc không đảm bảo (thép của TQ không thể tốt bằng của Đức hay Thụy điển được)
  • Chế tạo có sai số
  • Môi trường có tác nhân ăn mòn hóa học hoặc lão hóa
  • Tác động của mài mòn cơ học trong quá trình sử dụng
  • Vật liệu bị mỏi sau quá trình chịu lực dao động lâu dài
  • Tải trọng có thể tăng đột biến do ngẫu nhiên hoặc hư hỏng
Vân vân.

Vì thế mà với mỗi điều kiện sử dụng lâu dài, ta lại phải áp dụng một hệ số an toàn riêng, nghĩa là phải nhân ứng suất cực đại lên một hệ số k nữa cho chắc ăn, ví dụ:
  • Thông thường: 2.5~5
  • Nguy hiểm: 5~8
  • Trực tiếp tới sinh mệnh con người: >8

Thế thì chi tiết của cậu (hình như là 1 cái đĩa xích?) nếu là một chi tiết bình thường dùng trong cơ cấu truyền lực nhỏ và chậm (hỏng chẳng gây tai nạn hoặc tử vong cho ai) thì nó vừa đủ bền ứng với k=2.5. Nhưng nếu nó là đĩa xích của xe máy chạy nhanh và nếu hỏng thì có nguy cơ gây tai nạn, nó sẽ bị coi là không đủ bền. Đặc biệt, nếu nó là cơ cấu truyền động của thang máy mà nếu gẫy thì chắc sẽ gây tai nạn nghiêm trọng, thì nó hoàn toàn không đáp ứng được yêu cầu! Như thế để thấy rằng cùng 1 kết cấu với cùng 1 ngoại lực tác động, việc nó có đáp ứng được không còn tùy vào điều kiện sử dụng và dĩ nhiên phần mềm không biết được điều này.

Sang câu hỏi thứ 2, về chuyển vị: rõ ràng là phần mềm chỉ tính cho cậu được chuyển vị do biến dạng đàn hồi của vật thể dưới tác động của ngoại lực, còn như thế là đạt hay không thì nó cũng chịu nốt. Vật liệu cậu dùng có tính đàn hồi, tức là có ngoại lực là nó biến dạng liền, lực nhỏ thì biến dạng ít và lực lớn thì biến dạng nhiều (chứ không phải lực nhỏ thì không biến dạng, lực lớn mới biến dạng như một số người ngộ nhận), hết ngoại lực thì lại trở về hình dạng ban đầu. Biến dạng bao nhiêu là được và bao nhiêu thì không được, chỉ có cậu là tác giả của thiết kế mới biết, cậu hỏi tớ thì tớ biết hỏi ai? Nói chung thì với kết cấu rất lớn hoặc rất chính xác, người ta mới đưa ra yêu cầu về chuyển vị giới hạn mà thôi. Ví dụ như đỉnh tháp truyền hình cao 500 mét chỉ được phép lắc lư 0.5 mét với bão cấp 13 và động đất cấp 8 chẳng hạn, hoặc hệ thống bàn xe dao trên 1 loại máy công cụ khi gia công chỉ được chuyển vị dưới 0.005 mm chẳng hạn. Các mức giới hạn đó là do người thiết kế tự xác định căn cứ vào chức năng của hệ thống mà mình triển khai. Với đa số thiết kế thông thường, người ta chỉ quan tâm tới xác định giới hạn bền mà thôi, vì khi giới hạn bền chưa bị vượt qua thì những chuyển vị này chỉ là biến dạng đàn hồi. Chỉ khi ứng suất cực đại lớn vượt giới hạn bền của vật liệu thì mới xảy ra biến dạng dẻo hoặc gãy vỡ làm hỏng kết cấu; bởi thế, ta mới phải tính toán như trên để nó không bị hỏng do biến dạng thái quá!.
Thầy ơi, cái hệ số an toàn này có giống với hệ số an toàn của vật liệu không ạ. Như thầy nói

  • Thông thường: 2.5~5
  • Nguy hiểm: 5~8
  • Trực tiếp tới sinh mệnh con người: >8
Những số này có nguồn tài liệu nào nói đến không ạ!
 
Top