Language
Country/Area
No result found
Hiểu về lịch sử của tiêu chuẩn năng suất von Mises: Tại sao nó được gọi là lý thuyết Maxwell–Huber–Hencky–von Mises?
Trong khoa học và kỹ thuật vật liệu, tiêu chuẩn giới hạn chảy von Mises là một lý thuyết quan trọng để phân tích hành vi dẻo, đặc biệt đối với các vật liệu dẻo như kim loại. Lý thuyết cho chúng ta biết rằng khi bất biến thứ hai J2 của ứng suất lệch của vật liệu đạt đến một giá trị tới hạn nhất định, hiện tượng biến dạng sẽ bắt đầu xảy ra. Lý thuyết này bắt nguồn từ thế kỷ 19 và đã được nhiều học giả phát triển để hình thành nên lý thuyết mà ngày nay được gọi là "lý thuyết Maxwell–Huber–Hencky–von Mises".
Ý tưởng cốt lõi của lý thuyết von Mises là hành vi giới hạn chảy của vật liệu có liên quan chặt chẽ đến trạng thái ứng suất mà vật liệu phải chịu, đặc biệt là trạng thái kết hợp của lực xoắn và lực kéo.
Lý thuyết này có từ năm 1865, khi James Clerk Maxwell đề xuất một số điều kiện cơ bản trong một lá thư gửi cho William Thomson (sau này là Ngài Kelvin). Công trình của ông chỉ mang tính sơ bộ và không mô tả chi tiết tiêu chuẩn năng suất.
Năm 1913, Richard von Mies bắt đầu đưa ra công thức toán học chặt chẽ hơn cho lý thuyết này. Ông nhấn mạnh rằng các điều kiện mà vật liệu bắt đầu biến dạng phụ thuộc vào bất biến bậc hai của năng lượng biến dạng, điều này làm cho tiêu chuẩn biến dạng von Mises ngày càng quan trọng trong việc mô tả phản ứng của vật liệu. Sự đóng góp của Von Mies đã giúp lý thuyết này được định nghĩa rõ ràng và áp dụng vào kỹ thuật thực tế.
Tài liệu đề cập rằng Tytus Maksymilian Huber đã đề xuất một ý tưởng tương tự bằng tiếng Ba Lan vào năm 1904 và liên kết nó với năng lượng biến dạng xoắn.
Làm việc độc lập vào năm 1924, Heinrich Henke cũng đưa ra tiêu chuẩn năng suất tương tự. Cùng nhau, những nghiên cứu này đã đặt nền tảng cho lý thuyết von Mises, cho phép chúng ta dự đoán hành vi giới hạn chảy của vật liệu dưới tải trọng phức tạp.
Tiêu chuẩn chảy dẻo von Mises không phụ thuộc vào bất biến đầu tiên của ứng suất, điều này làm cho nó có giá trị đối với bất kỳ trạng thái ứng suất tĩnh và động nào. Điều này có ý nghĩa to lớn trong lĩnh vực kỹ thuật, đặc biệt là trong việc phân tích hành vi của kim loại dưới tải trọng đa trục. Do tính đa dạng lớn hơn của các trạng thái ứng suất, một tiêu chuẩn giới hạn chảy duy nhất có thể cung cấp cho chúng ta cơ sở ngắn gọn để đánh giá.
Ứng suất von Mises thỏa mãn tính chất mà hai trạng thái ứng suất có năng lượng biến dạng bằng nhau thì có ứng suất von Mises bằng nhau.
Trong thực hành kỹ thuật, ứng suất von Mises có thể được sử dụng để dự đoán độ bền của vật liệu trong các điều kiện tải khác nhau. Lấy trạng thái của một dầm thép chịu nén và một trục thép chịu xoắn làm ví dụ, mặc dù hai mẫu được làm từ cùng một vật liệu, nhưng trạng thái ứng suất của chúng lại khác nhau và không thể chỉ đơn giản đánh giá mẫu nào gần với giới hạn chảy hơn. chỉ ra bằng quan sát. Tuy nhiên, khi sử dụng tiêu chuẩn giới hạn chảy von Mises, chúng ta có thể dễ dàng thực hiện so sánh vì giá trị đơn lẻ của ứng suất von Mises phản ánh hành vi giới hạn chảy thực tế.
Cuối cùng, tiêu chuẩn năng suất von Mises không chỉ là một công thức toán học mà còn là một công cụ để hiểu sâu hơn về hành vi vật liệu. Sự phát triển của lý thuyết này không chỉ chứng minh sự tiến bộ liên tục của cộng đồng khoa học mà còn cho phép các kỹ sư tự tin hơn khi thiết kế và sử dụng vật liệu vì họ có các công cụ phân tích chính xác hơn để dự đoán những thay đổi về hiệu suất vật liệu.
Với sự phát triển của khoa học công nghệ, sự hiểu biết của chúng ta về khoa học vật liệu ngày càng sâu sắc hơn, điều này cũng thôi thúc chúng ta phải suy nghĩ: Trong điều kiện tải trọng phức tạp hơn, liệu tiêu chuẩn giới hạn chảy von Mises có còn là tiêu chuẩn duy nhất không?
