Biến Dạng Trượt Là Gì?
Biến dạng trượt (γ, gamma) cho biết một vật liệu bị biến dạng bao nhiêu khi chịu lực cắt — tức lực tác dụng song song với bề mặt thay vì vuông góc. Khác với biến dạng pháp tuyến vốn kéo giãn hoặc nén vật liệu, biến dạng trượt làm méo hình dạng, biến một hình chữ nhật thành hình bình hành. Đây là đại lượng không thứ nguyên, thường được biểu diễn bằng radian và bằng tang của góc biến dạng. Máy tính này hoạt động với mọi hệ đơn vị nhất quán và áp dụng phổ biến trong kỹ thuật lẫn vật lý.
Cách Sử Dụng Máy Tính
Hãy chọn phương pháp tính phù hợp. Nếu bạn biết mức biến dạng vật lý, hãy nhập độ dịch chuyển ngang (Δx) và chiều dài ban đầu (L) đo theo phương vuông góc với lực tác dụng, công cụ sẽ tính $$\gamma = \frac{\Delta x}{L}$$. Ngược lại, nếu bạn biết tải trọng, hãy chọn chế độ ứng suất rồi nhập ứng suất trượt (τ) cùng mô đun trượt (G) của vật liệu; công cụ sẽ tính $$\gamma = \frac{\tau}{G}$$. Kết quả cũng hiển thị góc trượt tương đương tính bằng độ.
Giải Thích Công Thức
Hai dạng công thức đều xuất phát từ định nghĩa của mô đun trượt, còn gọi là mô đun chống cắt: $$G = \frac{\tau}{\gamma}$$ Biến đổi lại ta được \(\gamma = \tau / G\). Về mặt hình học, cũng chính biến dạng đó bằng độ dịch chuyển Δx của mặt trên chia cho chiều cao L giữa hai mặt, nên \(\gamma = \Delta x / L\). Với biến dạng nhỏ, \(\gamma \approx \theta\), là góc méo tính bằng radian.
Ví Dụ Minh Họa
Một khối cao 50 mm có mặt trên bị đẩy lệch sang ngang 2 mm. Biến dạng trượt là $$\gamma = \frac{\Delta x}{L} = \frac{2}{50} = 0{,}04$$ Góc trượt tương đương là \(\arctan(0{,}04) \approx 2{,}29°\). Cách khác, nếu một vật liệu có mô đun trượt \(G = 25\,\text{MPa}\) chịu ứng suất trượt \(\tau = 1\,\text{MPa}\) thì $$\gamma = \frac{1{.}000{.}000}{25{.}000{.}000} = 0{,}04$$ — vẫn cùng một giá trị biến dạng.
Câu Hỏi Thường Gặp
Biến dạng trượt tính bằng radian hay độ? Nó là đại lượng không thứ nguyên nhưng về mặt số trị bằng góc biến dạng tính bằng radian khi biến dạng nhỏ. Chúng tôi cũng hiển thị thêm giá trị theo độ cho tiện theo dõi.
Nên dùng đơn vị nào cho ứng suất và mô đun? Hãy dùng cùng một đơn vị cho cả hai (ví dụ cùng tính bằng Pa hoặc cùng bằng MPa); vì biến dạng không có thứ nguyên nên đơn vị sẽ tự triệt tiêu.
Chiều dài có cần đơn vị cụ thể không? Không — Δx và L chỉ cần dùng chung một đơn vị (mm, in, m). Tỉ số giữa chúng là đại lượng không thứ nguyên.
