Ứng suất và độ cong vênh khi hàn

Ở bến tàu, con tàu đ-ợc cập bến. Nó v-ợt qua thử nghiệm thành công và bắt đầu cuộc sống trên biển. Sáng rất sớm, Biển hoàn toàn yên tĩnh. Một sự im lặng sâu lắng. Bỗng nhiên vang lên một âm thanh lớn bất ngờ giống nh- một tiếng nổ, con tầu bị gãy ra làm đôi. Cái đó xảy ra với con tàu của Mỹ “SKENEKTEDI” trong thế chiến thứ hai. Nguyên nhân gây ra tai hoạ là gì? Có thể con tàu bị tấn công bởi thuỷ lôi của tàu ngầm đối ph-ơng hoặc bị nổ do...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng suất và độ cong vênh khi hàn UNG SUAT VA BIEN DANG HAN øng suÊt vμ ®é cong vªnh khi hμn QuyÓn s¸ch nµy nãi vÒ ®iÒu g×! ë bÕn tµu, con tµu ®−îc cËp bÕn. Nã v−ît qua thö nghiÖm thµnh c«ngvµ b¾t ®Çu cuéc sèng trªn biÓn. S¸ng rÊt sím, BiÓn hoµn toµn yªn tÜnh. Métsù im lÆng s©u l¾ng. Bçng nhiªn vang lªn mét ©m thanh lín bÊt ngê gièngnh− mét tiÕng næ, con tÇu bÞ g·y ra lµm ®«i. C¸i ®ã x¶y ra víi con tµu cñaMü “SKENEKTEDI” trong thÕ chiÕn thø hai. Nguyªn nh©n g©y ra tai ho¹ lµg×? Cã thÓ con tµu bÞ tÊn c«ng bëi thuû l«i cña tµu ngÇm ®èi ph−¬ng hoÆc bÞnæ do bom cña kÎ thï ®−îc bÝ mËt gµi vµo hoÆc lµ cuèi cïng nã bÞ qu¸ t¶i?Kh«ng ph¶i ®iÒu thø nhÊt, thø hai, thø ba. Sù ph¸ vì con tµu tù x¶y ra tù nãkh«ng cã nguyªn nh©n râ rÖt nµo. Tõ th¸ng hai 1942 ®Õn hÕt th¸ng 4 – 1946 ë Mü ®· chÕ t¹o 4694 c¸ccon tµu vËn t¶i b»ng kim lo¹i “LIBERTI”. Trong sè ®ã cã 970 con tµu cã1442 vÕt nøt. Trong sè ®ã cã 127 con bÞ háng hoµn toµn, mét phÇn bÞ g·ylµm ®«i, phÇn lín x¶y ra gièng víi con tµu “SKENEKTEDI”, tù nã x¶y ra chØnhËn thÊy râ nhÊt lµ vµo mïa ®«ng th−êng x¶y ra tõ th¸ng 11 vµ hÕt th¸ng 3. Ngµy 19-1-1937 ë BØ gÇn thµnh phè Khaccelta x©y dùng xong métchiÕc cÇu cho ®−êng «t« cã kÕt cÊu hµn víi chiÒu dµi nhÞp 73,5 m qua kªnhAlbert. cÇu ®−îc thö nghiÖm thµnh c«ng vµ ®−a vµo vËn hµnh. Sau 14 th¸ng,ngµy 14-3-1938 ®ét nhiªn nã ®æ sËp xuèng, mÆc dï trªn ®ã kh«ng hÒ chovËn chuyÓn g×. Tr−íc ®ã ®· nhËn thÊy trêi trë l¹nh ®ét ngét. Râ rµng lµ tr−êng hîp thø hai tù ph¸ háng kÕt cÊu hµn. Trong qu¸ khønguyªn nh©n chÝnh cña sù ph¸ huû kÕt cÊu hµn lµ do øng suÊt mµ nã lu«nxuÊt hiÖn trong c¸c kÕt cÊu sau khi hµn, vµ ®−îc gäi lµ øng suÊt hµn. Ng−êita cho r»ng chóng lµm gi¶m ®é bÒn vµ dÉn ®Õn ph¸ háng. Tõ ®ã ®−a ra kÕtluËn lµ viÖc hµn cßn ®−îc sö dông mét c¸ch thËn träng kh«ng ®−îc hµnnh÷ng kÕt cÊu quan träng tèt h¬n lµ chÕ t¹o chóng nhê c¸ch t¸n rivª. Nh−ngt¹i sao khi mµ hµng ngµn hµng v¹n kÕt cÊu hµn lµm viÖc trong nh÷ng ®iÒukiÖn khã kh¨n ( nÆng nÒ ) vÉn rÊt tèt. Thêi gian lµm viÖc dµi kh«ng chª vµo®©u ®−îc. ë chóng tÊt nhiªn còng tån t¹i øng suÊt do hµn. Chóng ta nhËn biÕtr»ng c¸c gi¸ trÞ cña øng suÊt nµy lu«n t¨ng lªn mét c¸ch ®¸ng kÓ. Trong quyÓn s¸ch nhá nµy chØ nãi vÒ øng suÊt hµn lµ g×? T¹i sao còngnh− chóng suÊt hiÖn nh− thÕ nµo, nã lµm gi¶m ®é bÒn kÕt cÊu ®i bao nhiªu,cã thÓ ®iÒu chØnh gi¸ trÞ cña chóng nh− thÕ nµo, trong tr−êng hîp nµo cÇngi¶i phãng chóng khái kÕt cÊu vµ lµm viÖc ®ã nh− thÕ nµo. Page 1 of 41 UNG SUAT VA BIEN DANG HAN Mét thî hµn ®Òu biÕt râ r»ng kÕt cÊu ®−îc hµn hoÆc c¸c chi tiÕt cña nãthay ®æi mét Ýt kÝch th−íc vµ h×nh d¹ng so víi lóc chóng cã kÝch th−íc khihµn l¹i víi nhau vµ chóng kh«ng ph¼ng n÷a chóng bÞ cong vªnh, chç th× låi,chç th× lâm, chiÒu dµi bÞ gi¶m kÓ c¶ tæng chiÒu réng cña tÊm. Trong tr−ênghîp nµy ta nãi r»ng c¸c tÊm ®· biÕn d¹ng vµ cã biÕn d¹ng hµn. BiÕn d¹ng hµn cã thÓ ®i tíi nhiÒu ®iÒu kh«ng hay. Chóng g©y khãkh¨n cho viÖc tæ hîp kÕt cÊu tõ c¸c chi tiÕt ®−îc hµn vµ c¸c côm, lµm mÊt ®ih×nh d¸ng bªn ngoµi cña s¶n phÈm. NÕu kh«ng ng¨n ngõa sù xuÊt hiÖn cñachóng hoÆc kh«ng lo¹i bá sù h×nh thµnh cña biÕn d¹ng th× ph−¬ng ph¸p chÕt¹o nµy kh«ng thÓ lµm ®−îc nh− chÕ t¹o kÕt cÊu b»ng c¸ch nèi c¸c khèi lín®−îc hµn ®¬n lÎ. VËy trong thêi ®¹i hiÖn nay nh÷ng con l¨n vµ c¸c kÕt cÊulín ®· ®−îc chÕ t¹o. BiÕn d¹ng hµn th−êng thÊy trong h×nh d¹ng kÕt cÊu vµcÊu kiÖn cña nã cã thÓ ¶nh h−ëng ®Õn ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña chóng vµ sau®ã là ®Õn ®é bÒn cña chóng. V× vËy rÊt cÇn nhËn biÕt r»ng ng¨n ngõa sù ph¸ttriÓn c¸c biÕn d¹ng lín, lo¹i bá biÕn d¹ng nÕu nh− chóng xuÊt hiÖn vµ v−îtqu¸ giíi h¹n cho phÐp. Nãi mét c¸ch ng¾n gän lµ cÇn häc c¸ch ®iÒu khiÓnc¸c biÕn d¹ng vµ c¸ch ®ã chØ cã thÓ lµm ®−îc khi hiÓu râ chóng xuÊt hiÖnnh− thÕ nµo t¹i sao chóng xuÊt hiÖn vµ nã cã tÝnh chÊt g×? TÊt nhiªn trong cuèn s¸ch nhá kh«ng phæ th«ng nµy kh«ng thÓ tr¶ lêi®Çy ®ñ tÊt c¶ c¸c quyÕt s¸ch mµ nã hoµn toµn kh«ng ®¬n gi¶n. Môc ®Ých cñachóng ta lµ th«ng b¸o cho ®éc gi¶ c¸c hiÓu biÕt ban ®Çu cho hä mét vµi lêikhuyªn thùc tÕ còng nh− chuÈn bÞ tµi liÖu cÇn thiÕt cho hä ®äc vÒ biÕn d¹ngvµ øng suÊt hµn. øng suÊt vµ biÕn d¹ng lµ g× vµ chóng cã quan hÖ nh− thÕ nµo c¸c c«ng tr×nh còng nh− c¸c m¸y mãc kh¸c nhau, c¸c phÇn riªng rÏcña chóng tr·i qua nh÷ng t¸c dông t¶i träng mu«n hißnh mu«n vÏ (lùc). D©ythÐp treo vËt nÆng ®−îc cÇn trôc n©ng lªn nhËn ®−îc 1 lùc kÐo b»ng trängl−îng cña vËt ®ã. ¸p lùc khÝ (h¬i) trong xi lanh cña ®éng c¬ «t« ®−îc truyÒnqua piston, chèt piston vµ thanh truyÒn lªn trôc khuû. khÝ nÐn trong b×nh khÝÐp vµo b×nh nh− muèn lµm ®øt chóng. Tªn löa bay trong kh«ng gian vò trôd−íi t¸c dông cña lùc hót tíi c¸c thiªn thÓ ph¶n lùc do khÝ t¹o nªn, s¶n phÈm®èt ch¸y cña nhiªn liÖu tªn löa, tÊt c¶ c¸c lùc nµy ®èi víi c¸c thiªn thÓ ®−îcnh¾c ®Õn nh− lµ lùc bªn ngoµi. C¸c lùc bªn ngoµi t¸c dông vµo vËt thÓ t¹o nªn ¸p lùc bªn trong, ®ã lµc¸c lùc t¸c ®éng qua l¹i gi÷a c¸c phÇn nhá riªng biÖt cña vËt thÓ ( c¸cnguyªn tö hoÆc ph©n tö ). Nghiªn cøu c¸c lùc bªn trong dÉn ®Õn ph−¬ngph¸p gäi lµ ph−¬ng ph¸p mÆt c¾t. H·y kÐo mét thanh dÇm b»ng lùc bªn ngoµi P ( h×nh 1a ). D−íi t¸cdông cña lùc nµy nã ®−îc c©n b»ng. Chóng ta t−ìng t−îng ®· c¾t thanh dÇmb»ng b»ng mét mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi trôc cña nã. MÆt ph¼ng nµy chia Page 2 of 41 UNG SUAT VA BIEN DANG HANthanh dÇm thµnh hai phÇn trªn vµ d−íi. Chóng ta nghÜ lµ vøt bá 1 phÇn ®i thÝdô lµ phÇn trªn ch¼ng h¹n. Quan s¸t phÇn d−íi ( h×nh 1δ ), Cã thÓ nãi r»ng nã ®−îc c©n b»ng d−íi t¸c dông cña lùc bªn ngoµi P vµc¸c lùc bªn trong n mµ trong tr−êng hîp ®ã cÇn ph©n bè ®Òu theo mÆt c¾t,c¸c lùc n nµy kh¸c víi lùc bªn ngoµi P vµ ®−îc gäi lµ lùc bªn ...