Ứng suất là một khái niệm quan trọng trong tĩnh học và cơ học kỹ thuật. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ đi sâu vào định nghĩa, đơn vị tính, công thức tính ứng suất, và các loại ứng suất khác nhau. Hy vọng rằng thông tin dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm này.
Ứng Suất Là Gì?
Ứng suất là đại lượng biểu thị nội lực phát sinh trong vật thể do tác dụng của các nguyên nhân bên ngoài như tải trọng, sự thay đổi nhiệt độ, lực nén, kéo, cắt, và nhiều yếu tố khác. Ứng suất còn được gọi là sức căng. Đây là một thước đo quan trọng để hiểu sự biến dạng và ứng xử của vật liệu khi chịu các lực tác động.
Đơn Vị Tính của Ứng Suất
Ứng suất được đo bằng đơn vị lực trên diện tích. Trong hệ SI (Hệ đo lường quốc tế), đơn vị tính của ứng suất là Pascal (Pa), tương ứng với một Newton trên một mét vuông (N/m²). Tuy nhiên, vì ứng suất thường xuất hiện ở mức lớn, chúng ta thường sử dụng các đơn vị lớn hơn như kPa, MPa, hoặc GPa.
1 Pa = 1 N/m²
Công Thức Tính Ứng Suất
Công thức tính ứng suất của một vật liệu là:
Trong công thức này:
- σ là ứng suất (đơn vị: Pa).
- F là lực tác động (đơn vị: N).
- A là diện tích bề mặt tiếp xúc với lực (đơn vị: m²).
Ký hiệu của ứng suất thường được đọc là “sigma” và trong tiếng Anh, ứng suất được gọi là “Stress.”
Loại Ứng Suất
Có hai loại ứng suất chính mà một kết cấu có thể trải qua:
1. Ứng Suất Thông Thường (Ứng Suất Pháp Tuyến)
Ứng suất thông thường, còn gọi là ứng suất pháp tuyến, xảy ra khi một lực tác động vuông góc lên bề mặt của một vật. Đây là trường hợp phổ biến khi chúng ta xem xét các cấu trúc chịu tải trọng đứng thẳng.
2. Ứng Suất Cắt
Ứng suất cắt xảy ra khi một lực tác động song song với bề mặt của vật liệu. Đây là trường hợp phức tạp hơn và thường xảy ra trong các tình huống đòi hỏi kiến thức về cơ học cắt.
Ứng Suất Cuối Cùng
Mỗi vật liệu có một giới hạn bền kéo cuối cùng, còn gọi là ultimate stress. Đây là giá trị ứng suất lớn nhất mà vật liệu có thể chịu trước khi hỏng. Điều này quan trọng để đảm bảo tính an toàn và độ bền của kết cấu.
Khi một vật liệu được kéo, nó sẽ giãn ra và trải qua ứng suất. Giới hạn bền kéo (UTS) là giá trị quan trọng để biết liệu vật liệu có thể chịu được lực kéo tối đa bao nhiêu trước khi hỏng.
Hy vọng rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về ứng suất, một khái niệm quan trọng trong cơ học kỹ thuật. Nếu bạn cần thêm thông tin hoặc có bất kỳ câu hỏi nào, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi sẽ sẵn sàng hỗ trợ bạn.
