BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG (BẬC ĐẠI HỌC, NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG) (CHỈNH SỬA LẦN 1)

Tính biến dạng cơ học của vật liệu là tính chất thay đổi hình dáng, kích thước
dưới sự tác dụng của tải trọng bên ngoài. Dựa vào đặc tính biến dạng có thể chia tính
biến dạng cơ học ra gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo.
Biến dạng đàn hồi là biến dạng mà hoàn toàn mất đi khi loại bỏ nguyên nhân
gây biến dạng. Điều kiện của biến dạng đàn hồi là ngoại lực tác dụng chưa vượt qua
lực tương tác giữa các chất điểm của vật liệu. Do đó công của ngoại lực sẽ sinh ra nội
năng và khi ngừng tác dụng ngoại lực thì nội năng lại sinh công đưa vật liệu về vị trí
ban đầu. Khi sự biến dạng đàn hồi của vật liệu còn đúng theo định luật Hooke, ta có
công thức sau:
∆l
⇒
Trong đó:
n,k
Pn,k
× lbđ
= α
E
×
( I.31 )
S
α
∆l
l
P
= E
bđ
( )
n,k
S
n,k
α E
: Hệ số giãn nở đàn hồi của vật liệu, mm 2 N ;
P k
n,
: Ngoại lực gây biến dạng đàn hồi khi nén hoặc kéo, N;
S : Tiết diện ngang của mẫu vật liệu,
2
mm ;
∆l
n,k
: Giá trị biến dạng tuyệt đối ứng với tải trọng P
n, k
l bđ
: Chiều dài ban đầu của mẫu vật liệu, mm.
, mm;
Biến dạng dẻo là biến dạng mà vật liệu không phụ hồi lại hình dạng ban đầu khi
loại bỏ nguyên nhân gây biến dạng. Biến dạng dẻo do ngoại tải tác dụng phá vỡ cấu
trúc tương tác giữa các chất điểm của vật liệu.
P k
Với:
n,
= σ : Ứng suất hay cường độ lý thuyết của mẫu vật liệu,
2
N mm ;
S
∆l
= ε : Biến dạng tương đối của mẫu vật liệu,
l
bđ
mm mm .
Dựa vào sự tương quan giữa giá trị ứng suất và giá trị biến dạng tương đối mẫu
vật liệu ở cùng thời điểm thí nghiệm có thể được chia vật liệu ra loại giòn, đàn hồi, và
dẻo. Vật liệu giòn là vật liệu có giá trị ứng suất lớn trong khi giá trị biến dạng tương
đối bé như bê tông, kính. Vật liệu đàn hồi là vật liệu có giá trị ứng suất nhỏ trong khi
giá trị biến dạng tương đối lớn hơn nhiều so với vật liệu giòn như cao su. Vật liệu dẻo
khi đánh giá sự tương quan giá trị ứng suất và giá trị biến dạng tương đối thì có tính
chất chung giữa vật liệu giòn và vật liệu đàn hồi như thép khi kéo ở nhiệt độ phòng thí
nghiệm.
- 13 -