Công cụ tính biến dạng thực (True Strain)

Nhập phép tính

Chiều dài ban đầu (L₀)

Chiều dài cuối (L)

Kết quả

True Strain (ε_true)

0,182322

không thứ nguyên (mm/mm)

Biến dạng kỹ thuật	0,2
Tỉ số chiều dài (L / L₀)	1,2

Biến dạng thực là gì?

Biến dạng thực (còn gọi là biến dạng logarit hay biến dạng tự nhiên) đo mức độ biến dạng dựa trên chiều dài tức thời của vật liệu thay vì chiều dài ban đầu. Khác với biến dạng kỹ thuật vốn dùng một chiều dài tham chiếu cố định, biến dạng thực tích phân từng thay đổi nhỏ của chiều dài trong suốt quá trình biến dạng. Nhờ vậy, đây là đại lượng được ưu tiên khi xét biến dạng dẻo lớn trong gia công kim loại, thí nghiệm kéo và khoa học vật liệu.

Biến dạng thực so sánh chiều dài sau biến dạng L với chiều dài ban đầu L0.

Cách sử dụng công cụ

Nhập chiều dài ban đầu (chưa biến dạng) L₀ và chiều dài cuối (sau biến dạng) L của mẫu thử, dùng bất kỳ đơn vị nào miễn là nhất quán, chẳng hạn mm, cm hay inch. Công cụ sẽ trả về giá trị biến dạng thực, biến dạng kỹ thuật tương ứng và tỉ số chiều dài. Giá trị dương thể hiện trạng thái kéo (dãn dài); giá trị âm thể hiện trạng thái nén.

Giải thích công thức

Biến dạng thực được định nghĩa là $$\varepsilon_{true} = \ln\left(\frac{L}{L_0}\right)$$ tức logarit tự nhiên của tỉ số chiều dài. Vì biến dạng kỹ thuật là \(\varepsilon_{eng} = (L - L_0)/L_0 = L/L_0 - 1\), ta cũng có thể viết \(\varepsilon_{true} = \ln(1 + \varepsilon_{eng})\). Với biến dạng nhỏ, hai đại lượng này gần như bằng nhau, nhưng chúng sẽ chênh lệch đáng kể khi mức biến dạng tăng lên.

Biến dạng thực (ln(1+ε_kỹ thuật)) bám theo biến dạng kỹ thuật ở giá trị nhỏ nhưng tăng chậm hơn khi biến dạng lớn.

Ví dụ minh họa

Giả sử một thanh kim loại dãn từ \(L_0 = 50\) mm lên \(L = 60\) mm. Tỉ số chiều dài là \(60/50 = 1{,}2\), nên biến dạng thực là $$\ln(1{,}2) \approx 0{,}182322$$ Biến dạng kỹ thuật là \((60 - 50)/50 = 0{,}20\). Có thể thấy biến dạng thực (0,1823) nhỏ hơn một chút so với biến dạng kỹ thuật (0,20), đúng như kỳ vọng đối với trường hợp kéo dãn.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao nên dùng biến dạng thực thay cho biến dạng kỹ thuật? Biến dạng thực có tính cộng được và phản ánh chính xác hơn trong quá trình biến dạng dẻo lớn, điều rất quan trọng khi phân tích gia công, cán và hiện tượng thắt cổ chai (necking).

Biến dạng thực có thể âm không? Có. Khi chiều dài cuối nhỏ hơn chiều dài ban đầu (trạng thái nén), \(L/L_0 < 1\) nên logarit tự nhiên mang giá trị âm.

Nên dùng đơn vị nào? Đơn vị nào cũng được, miễn là L và L₀ dùng chung một đơn vị — biến dạng là đại lượng không có thứ nguyên.