Modun đàn hồi của thép

0
180

Modun đàn hồi của thép là gì? Mô đun đàn hồi của thép, bê tông là bao nhiêu? Trong bài viết này Cosevco sẽ giải thích toàn bộ thông tin bạn cần biết về Modun đàn hồi, các công thức, cách tính và bảng tra chính xác nhất 2020.

Mô đun đàn hồi là gì?

Mô đun đàn hồi là một tính chất cơ học của các vật liệu rắn đàn hồi tuyến tính. Module đàn hồi đo lực (trên một đơn vị diện tích) cần để kéo giãn (hoặc nén) một mẫu vật liệu.

Khi chịu tác động của một ứng suất kéo hoặc nén, một vật phản ứng bằng cách biến dạng theo tác động của lực dãn ra hoặc nén lại. Trong một giới hạn biến dạng nhỏ, độ biến dạng này tỉ lệ thuận  với ứng suất tác động. Hệ số tỉ lệ này gọi là modul đàn hồi.

Mô đun đàn hồi của một vật thể được xác định bằng độ dốc của đường cong ứng suất-biến dạng trong vùng biến dạng đàn hồi:

Các loại mô đun đàn hồi

  • Mô đun Young (E): mô tả đàn hồi dạng kéo, hoặc xu hướng của một vật thể bị biến dạng dọc theo một trục khi các lực kéo được đặt dọc theo trục đó; nó được định nghĩa bằng tỷ số giữa ứng suất kéo cho biến dạng kéo. Nó cũng thường được kể đến một cách đơn giản bằng tên mô đun đàn hồi.
  • Mô đun cắt (G hoặc \mu \,) miêu tả xu hướng của một vật thể bị cắt (hình dạng của biến dạng với thể tích không đổi) khi bị tác động bởi các lực ngược hướng; nó được định nghĩa bằng ứng suất cắt chia cho biến dạng kéo. Mô đun cắt là một phần nguồn gốc của tính dẻo (the derivation of viscosity).
  • Mô đun khối (K) mô tả biến dạng thể tích, hoặc xu hướng thể tích của một vật thể bị biến dạng dưới một áp lực; nó được định nghĩa bằng tỷ số ứng suất thể tích chia cho biến dạng thể tích, và là nghịch đảo của hệ số nén (compresibility). Mô đun thể tích là trường hợp sự mở rộng của mô đun Young trong không gian ba chiều.

(Theo https://vi.wikipedia.org/)

Bảng tra modun đàn hồi của thép

Các thông số bên dưới thể hiện cường độ tính toán và mô đun đàn hồi của thép thanh khi tính theo trạng thái giới hạn thứ nhất (MPa).

Bảng tra modun đàn hồi của thép
Bảng tra modun đàn hồi của thép

Mô đun đàn hồi của thép là đặc trưng cho khả năng biến dạng đàn hồi của thép.

Thép có suất đàn hồi E = 20.1010 Pa.

Công thức tính modun đàn hồi của thép

Kéo một thanh thép ta có biểu đồ Lực – biến dạng như sau:

Công thức modun đàn hồi của thép
Công thức modun đàn hồi của thép

Trong đó:

  • F là lực tác dụng
  • A0 là diện tích mặt cắt ngang
  • Ứng suất (σ) được tính bằng công thức:

Vùng biến dạng đàn hồi – OA

Mối quan hệ giữa lực (F) và biến dạng dài (ΔL) hoặc ứng suất (σ) và biến dạng tương đối (ε) là quan hệ tuyến tính.

Mô đun đàn hồi E là tỉ lệ của ứng suất (σ) và biến dạng đàn hồi (ε), được tính như sau:

Vùng biến dạng chảy – BC

Nhìn biểu đồ ứng suất – biến dạng trên ta sẽ thấy, vùng biến dạng chảy là vùng có lực không tăng, nhưng biến dạng tăng (hoặc ứng suất không tăng, biến dạng tăng).

Tại vùng này, vật liệu chưa bị phá hoại nhưng biến dạng mạnh làm gây mất ổn định hệ kết cấu.

Vật liệu càng dẻo thì vùng chảy càng rộng.

Điểm D: ứng suất phá hoại

Ứng suất phá hoại hay còn gọi ứng suất tới hạn của vật liệu. Tại điểm này, vật liệu bị phá hoại và mất khả năng chịu lực.

Ứng suất phá hoại được sử dụng để phân loại khả năng chịu lực của vật liệu như Mác bê tông 250, mác 300, thép CII, thép CIII…

Xem thêm:

Bảng tra modun đàn hồi của bê tông

Mô đun đàn hồi của bê tông nặng Eb (nhân cho 10³ – MPa) là đặc trưng cho khả năng biến dạng đàn hồi của bê tông. Theo tiêu chuẩn TCVN 356-2005.

Bảng tra modun đàn hồi của bê tông
Bảng tra modun đàn hồi của bê tông

Xem thêm >>> Định Mức Cấp Phối Bê Tông Mác 100, 250, 300, 400 Mới 2020

Ngoài các thông số mô đun đàn hồi của thép và bê tông bạn có thể xem đầy đủ bảng các giá trị của modun đàn hồi sau đây:

Bảng giá trị của mô đun đàn hồi 2020

Bảng này chứa các giá trị đại diện cho các mẫu của các vật liệu khác nhau.

Bạn hãy lưu ý, giá trị chính xác cho một mẫu đôi khi có chút khác biệt, vì phương pháp thử nghiệm và thành phần mẫu ảnh hưởng đến dữ liệu.

Tổng kết: Đa số các sợi tổng hợp có giá trị mô đun Young thấp. Sợi tự nhiên cứng hơn.

Kim loại và hợp kim có thiên hướng thể hiện giá trị cao. Mô-đun Young cao nhất trong tất cả là dành cho carbyne, một đồng vị của carbon.

Bảng giá trị của mô đun đàn hồi - 1
Bảng giá trị của mô đun đàn hồi – 1
Bảng giá trị của mô đun đàn hồi - 2
Bảng giá trị của mô đun đàn hồi – 2
Bảng giá trị của mô đun đàn hồi - 3
Bảng giá trị của mô đun đàn hồi – 3

Như vậy trong bài viết này chúng tôi đã trình bày đến bạn tất cả thông tin về modun đàn hồi của thép, bê tông cũng như các vật liệu khác.

Nếu bạn có thắc mắc, câu hỏi hay góp ý nào? Vui lòng để lại bình luận phía dưới bài viết, chúng tôi sẽ trả lời trong thời gian sớm nhất.

Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết!

 

 

Subscribe
Notify of
guest
0 Bình luận
Inline Feedbacks
View all comments