[4CHaUI] VẬT LIỆU

[Lê Phát Viên]

Chào các bạn!
Vật liệu học hay Công nghệ xử lý vật liệu là các môn học khá quen thuộc với sinh viên kỹ thuật mà cụ thể là sinh viên các ngành cơ khí - ô tô.
Tuy nhiên, đây là một lĩnh vực ít được quan tâm từ các bạn sinh viên và cũng ít được các nhà trường quan tâm đầu tư. Nếu không theo chuyên ngành về vật liệu thì sinh viên thậm chí còn rất ít biết đến những loại vật liệu đang được ứng dụng rất nhiều. Trên thực tế, khoa học vật liệu là ngành nghiên cứu hết sức phát triển, cấp thiết trong gian đoạn hiện nay và tương lai gần.
Ở trong chủ đề này, mình không đi sâu vào việc chia sẻ kiến thức, nghiên cứu vào một chủ đề cụ thể nào về vật liệu. Trong quá trình học tập và làm việc, khi gặp được những chủ đề, kiến thức thú vị về vật liệu, mình sẽ chia sẻ tại đây để các bạn sinh viên, những kĩ sư trẻ khác nâng cao hiểu biết về lĩnh vực này!

[Lê Phát Viên]

[T1] Biến dạng dẻo

Độ dẻo là gì? - Độ dẻo là khả năng bị biến dạng của vật liệu trước khi bị gãy - đứt. Ví dụ về biến dạng dẻo: một dây cao su dài 1m, sau thời gian dài sử dụng dây cao su này bị giãn ra và dài lên thành 1,1m. Đây là một ví dụ về biến dạng dẻo !!! - Mình sẽ sử dụng ví dụ này để giải thích về đường cong ứng suất dẻo đàn hồi (Elastic-plastic stress-strain curves) trong phần tiếp theo.


Khái niệm: Trong vật lý và khoa học vật liệu, biến dạng dẻo là biến dạng của một vật liệu chịu sự thay đổi hình dạng không thể đảo ngược dưới tác dụng của một lực bên ngoài. Ví dụ một tấm kim loại hay chất dẻo bị uốn cong hay đập thành một hình dạng mới thể hiện sự thay đổi vĩnh viễn bên trong chính vật liệu. Trong kỹ thuật, sự thay đổi từ trạng thái đàn hồi sang trạng thái chảy dẻo được gọi là sự chảy dẻo (yield). (nguồn: wikipedia)


- Trong biểu đồ trên, vùng trước "điểm giới hạn chảy dẻo" (σyu) được gọi là vùng đàn hồi. Tức trong vùng này, sau khi chịu tác động từ bên ngoài, vật sẽ trở lại đúng hình dáng ban đầu. Ở ví dụ trên, nếu ta dùng một lực rất nhỏ để kéo sợi dây cao su 1m, sau khi thả tay ra, dây cao su vẫn trở về hình dáng đầu và giữ nguyên chiều dài 1m. 

- Ở vùng biến cứng (Strain hardening), sợi dây cao su lúc này sau khi chịu tác động lực kéo lớn hơn, sau khi dừng tác dụng lực, nó sẽ dài ra thành 1,1 m. Và không thể trở về hình dáng ban đầu.

- Và cuối cùng, vùng sau điểm "giới hạn chảy" (σult), được gọi là vùng phá hủy (Necking). Tức nếu qua điểm này, sợi dây cao su sẽ bị đứt.

Ứng dụng: Kiểm bền chi tiết sau khi thiết kế. Ví dụ, kiểm bền trục của băng tải, đảm bảo lực tác dụng lên trục vẫn nằm trong vùng đàn hồi.
Cũng từ biểu đồ trên mà trong bài toán CAE về kết cấu, người ta có thể chia ra thành các loại bài toán tuyến tính (Linear) và phi tuyến (Nonlinear).

Thảo luận: 
1. Biểu đồ ứng suất của vật liệu giòn sẽ như thế nào? Cơ sở nào để phân biệt nhóm "vật liệu giòn" và "vật liệu dẻo" ?
2. Tìm hiểu về một số loại vật liệu dẻo.

Cảm ơn các bạn đã theo dõi chủ đề này !!!