Các đặc tính cơ học cụ thể nào làm cho các phần thép rỗng có khả năng chịu tải trọng uốn và xoắn tốt hơn?

Phần thép rỗng (HSS) thể hiện khả năng chống chịu uốn và xoắn vượt trội nhờ một số tính chất cơ học:

1. Lực quán tính:

Momen quán tính, được ký hiệu là ‘Tôi’ trong cơ khí, là thước đo khả năng chống lại sự thay đổi của vật thể đối với chuyển động quay của nó. Nó phụ thuộc vào cả khối lượng của vật và sự phân bố khối lượng của nó quanh trục quay. Đối với phần tử kết cấu, trục quay thường là trung tính của nó (trung tâm) trục. trong HSS, nhiều vật chất nằm xa trục trung tính này hơn so với chùm tia rắn có cùng vật liệu và trọng lượng. Khoảng cách lớn hơn này làm tăng mômen quán tính, giúp HSS có khả năng chống uốn tốt hơn.

2. Phần mô đun:

mô-đun phần, thường được ký hiệu là 'S', là một đặc tính khác biểu thị độ bền uốn của vật liệu. Nó được định nghĩa là mômen quán tính chia cho khoảng cách từ trục trung hòa đến bề mặt ngoài của hình. Giống như mô men quán tính, mô đun tiết diện của HSS lớn hơn so với dầm đặc có cùng vật liệu và trọng lượng, cung cấp khả năng chống uốn vượt trội.

3. Hằng số xoắn:

Hằng số xoắn, còn được gọi là hằng số xoắn, và được biểu thị là 'J', là đặc tính mô tả khả năng chống biến dạng xoắn của vật thể. Đối với HSS hình tròn, hằng số xoắn cao hơn so với thanh tròn đặc có cùng chất liệu và trọng lượng, cung cấp khả năng chống xoắn vượt trội.

Các tính chất cơ học này đều bị ảnh hưởng bởi hình dạng và sự phân bố của vật liệu trong phần tử kết cấu. Phần rỗng đặt nhiều vật liệu hơn từ trục trung tính, làm tăng các tính chất này và do đó cải thiện khả năng chống uốn và xoắn. Đây là lý do tại sao, cho cùng trọng lượng, HSS thường có thể bền hơn thép đặc.