BÀI GIẢNG THAM KHẢO SỨC BỀN VẬT LIỆU, Lecture notes of Mechanical Engineering

Download BÀI GIẢNG THAM KHẢO SỨC BỀN VẬT LIỆU and more Lecture notes Mechanical Engineering in PDF only on Docsity!

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/

BÀI GIẢNG

SỨC BỀN VẬT LIỆU

Ths. NGUYỄN DANH TRƢỜNG

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/2011 (^) 2

CÁC KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU

Ths. NGUYỄN DANH TRƢỜNG

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/2011 (^) 4

Đối tƣợng nghiên cứu của môn học là các kết cấu làm từ vật liệu thực nhƣ: sắt, thép, gang, gỗ, bê tông cốt thép, … gọi là các vật rắn thực.

Trong quá trình chịu lực, vật rắn thực bị biến dạng và môn SBVL có xét đến biến dạng này.

Chú ý: Trong cơ học lý thuyết đối tƣợng nghiêm cứu là vật rắn tuyệt đối, không xét tới biến dạng, mà chỉ quan tâm chuyển động, cân bằng.

0.2. Đối tượng nghiên cứu

CÁC KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/2011 (^) 5

• Lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.
• Mô hình hóa: thành các chi tiết khối, tấm, thanh. Giới hạn môn học ta sẽ qtâm chủ yếu tới chi tiết dạng thanh.

Định nghĩa về thanh : Cho hình phẳng F có tâm O và một đƣờng (d) có độ dài lớn hơn nhiều kích thƣớc hình F. Để hình F dịch chuyển dao cho tâm O luôn trƣợt trên (d) và mặt phẳng (F) luôn vuông góc với tiếp tuyến của (d) tại O. Hình phẳng F quét lên đƣợc gọi là thanh. (d) đƣợc gọi là trục của thanh. Hình phẳng F đƣợc gọi là tiết diện ( mặt cắt ngang) của thanh. Thanh thƣờng chỉ đc biểu diễn bằng đƣờng trục.

0.3. Phương pháp nghiên cứu

CÁC KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/2011 (^) 7

0.5. Khái niệm chuyển vị và biến dạng

• Độ thay đổi A’B’ – AB đƣợc gọi là biến dạng dài.

đƣợc gọi là biến dạng dài tỷ đối theo phƣơng AB.

-Xét thêm điểm C sao cho góc ABC vuông tại A, sao biến dạng hiệu hai góc A’B’C’-ABC đƣợc gọi là biến dạng góc ɣ.

Xét vật thể (T) chịu lực:

Xét điểm A thuộc (T). Sau khi vật thể chịu lực, A  A’, độ dài AA’ đƣợc gọi là chuyển vị dài.

-Xét đoạn thẳng AB thuộc (T). Sau khi vật thể chịu lực, AB  A’B’, góc tạo bởi (AB,A’B’) đƣợc gọi là chuyển vị góc.

' ' AB

A B AB AB

  

CÁC KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Chương 1

LÝ THUYẾT NGOẠI LỰC & NỘI LỰC

Ths. NGUYỄN DANH TRƢỜNG

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/2011 (^) 10

1.1. Khái niệm về ngoại lực

LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/2011 (^) 11

1.1. Khái niệm về ngoại lực

LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/2011 (^) 13

1.2. Các loại liên kết

*) Các trƣờng hợp thanh cân bằng cơ bản:

LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/2011 (^) 14

Để xác định phản lực liên kết ta coi thanh là rắn tuyết đối. Xét cân bằng thanh trong không gian ta có 6 phƣơng trình:

1.3. Xác định phản lực liên kết

0; 0; 0

0; 0; 0

X Y Z

X Y Z

F F F

M M M

 (^)      ^ ^ 

  

   Xét bài toán phẳng trong tọa độ Oxy chỉ còn 3 phƣơng trình:

 FX^ ^ 0;^  FY^ ^ 0;^  MZ ^0 Tiến hành giải các hệ phƣơng trình cân bằng trên ta tìm đƣợc phản lực liên kết.

Với bài toán siêu tĩnh ta cần tìm thêm các phƣơng trình liên hệ chuyển vị để có thể xác định đƣợc phản lực liên kết. LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/2011 (^) 16

P=qa

A B

Hình 3

a a^ a/

q

P=2qa

A B

Hình 4

a a^ a/

M=qa^2 2P

M=qa^2

A C

C

q P=qa

a (^) a Hình 1 q

Hình 2

2a 3a

q

q

M=qa^2

A

B

Hãy xác định phản lực liên kết các trường hợp sau?

LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/2011 (^) 17

Xét vật thể chịu tác dụng của của ngoại lực. Tƣởng tƣợng cắt vật thể làm 2 phần A và B. Xét cân bằng cho phần A: Phần A có thể cân bằng với các ngoại lực là do phần B tác dụng lên phần A một hệ lực đƣợc gọi là hệ nội lực. Xét điểm ∆F quanh điểm M trên mặt cắt có nội lực ∆P ta có:

1.4. Khái niệm nội lực, ứng suất.

0

lim F

P dP p   F dF

   

   đƣợc gọi là ứng suất tại M

LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/2011 (^) 19

1.5. Nội lực trong thanh

Xét một thanh chịu tác dụng bởi ngoại lực. Để xét nội lực trong thanh ta cắt thanh làm 2 phần A và B. Phần A có thể cân bằng do hệ nội lực của phần B tác động lên. Hệ nội lực này thu gọn về tâm mặt cắt đƣợc một véc tơ lực chính R và mômen chính M.

R chiếu lên trục z đƣợc lực dọc Nz R chiếu lên trục x, y đƣợc lực cắt Qx và Qy Momen chính chiếu lên các trục x, y đƣợc gọi là mômen uốn Mx, My , mômen trên trục z đƣợc gọi là mômen xoắn Mz.

*) Chú ý: Khi một thanh chủ yếu chịu uốn được gọi là dầm. LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC

HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 29/09/2011 (^) 20

1.5. Nội lực trong thanh

• Mômen uốn Mx và My mang dấu dƣơng nếu chúng làm thanh căng về phía dƣơng của các trục x, y.
• Mômen xoắn Mz mang dấu dƣơng nhìn vào mặt cắt thấy nó quay theo chiều kim đồng hồ.

*) Quy ước dấu các thành phần nội lực :

• Các nội lực Nz, Qx, Qy mang dấu dƣơng khi chúng gây ra ứng suất dƣơng. Cụ thể khi pháp tuyến ngoài của mặt cắt cùng chiều dƣơng của trục z thì Nz, Qx, Qy mang dấu dƣơng khi chúng cùng chiều dƣơng của trục z, x,y, và ngƣợc lại

LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC