LỜI NÓI ĐÀU
Nhằm hỗ trợ sinh viên tự học và tra cứu các kiến thức liên quan đến môn học
Sức bền vật liệu, đồng thời bổ sung một số kiến thức cũng như các hệ thống ký hiệu, đơn vị, các thuật ngữ kỹ thuật bằng tiếng Anh, được các trường đại học trên thế giới đang sử dụng vào nguồn tài liệu giảng đạy tại các trường đại học tại Việt
Nam, chúng tôi mạnh đạn viết cuốn lài giáo trình "Sức bên vật liệu” Giáo trình
được biên soạn với nội dung gồm 12 chương cộng với các bảng phụ lục tra cứu
Cấu trúc mỗi chương được viết dưới dạng giới thiệu tóm tắt về cơ sở lý thuyết và
ví dụ mình họa để sinh viên dễ dàng nắm lý thuyết và vận dụng giải bài tập Toàn
bộ nội dung trong giáo trình đều dùng hệ thống ký hiệu và các quy ước theo các
tài liệu dang dùng phổ biến trên thế giới Ngoài hệ đơn vị SI (hệ đơn vị chuẩn quốc tế) thường dùng, trong giáo trình này có dùng thêm hệ don vi USCS (hé don
vị Anh, Mỹ) Hy vọng giáo trình này sẽ hỗ trợ sinh viên tiếp cận môn học Sức bén
vật liệu được hiệu quả hơn, tạo bước đệm cho việc tiếp cận và khai thác các tài
liệu tiếng Anh liên quan đến môn học này thuận lợi hơn Ngoài ra, cuốn giáo trình
này cũng mong đợi sẽ là tài liệu tham khảo hữu hiệu cho những sinh viên ôn thi
đâu vào cao học các ngành kỹ thuật
Nội dung giáo trình được trình bày tập trung vào phân tích ứng xử và tính toán độ bên trong các chỉ tiết hay kết cấu cơ bản do các tác nhân cơ và nhiệt gây ra
(thanh chịu lực dọc trục, thanh chịu xoắn, thanh chịu uốn, và thanh chịu tải kết
hợp) đáp úng hai tiêu chi chính: (1) Đảm bảo độ bằn - thanh không bị phá huỷ do quá tải, (2) Đảm bảo độ cứng - Thanh không bị biến dạng quá giới hạn cho phép Ngoài biến dạng ổn định thông thường, chương 11 đề cập đến biến dạng do mat én dinh (buckling), trong đó tập trung vào thanh bị mắt khả năng làm việc đo biến dạng lớn đội ngột khi chịu lực nén Giáo trình gồm các chương như sau:
Chương l - Giới thiệu tổng quan và các khái niệm liên quan đến môn học
Chương 2 - Phân tích và tính toán độ bên của thanh, hệ thanh chịu lực đơn
giản, kéo/nén đúng tâm đơn giản
Chương 3 - Phân tích và tính toán độ bên của thanh, hệ thanh chịu tác dụng của thuẫn tuý mô men xoắn
Chương 4 - Xây dựng biểu đồ nội lực cho dầm chịu uốn ngang phẳng
Chương 5 - Xác định ứng suất pháp và biến dạng dai trong dam cho mé men
uốn gây ra
Trang 4Chương 7 - Xác định giá trị và hướng ứng suất pháp cực đại, ứng suất tiếp cực đại tại điểm trên thanh có nhiều thành phân ứng suất
Chương 8 - Phân tích và tính toán các thanh chịu lực tông hợp (kéo/nén, xoắn, và uốn đẳng thời) Chương 9- Thiết lập đường cong biến dang dim (đường đàn hồi) và giải bài toán đẫm siêu tĩnh Chương 10 - Xác định lực tới hạn gây mat ổn định theo chịu nén và thiết kế thanh chịu nén
Chương 11- Xác định năng lượng biến dạng trong thanh; dùng phương năng
lượng để tính chuyển vị, giải các bài toán siêu tĩnh, tính toán tải va đập
Chương 12 - Các thuyết đánh giá độ bén vat liéu
Cuén giáo trình được được biên soạn dựa trên nền tảng kiến thức trong các tài
liệu được dùng phổ biến hiện nay (mục tài liệu tham khảo) và mong muốn làm cuốn tài liệu hữu ích cho sinh viên Đại học Nha Trang trong các chuyên ngành kỹ
thuật cơ khí Đây là lần biên soạn đâu tiên nên khó tránh khỏi sai sót, rất mong
nhận được sự đóng góp ý kiến của tắt cả bạn đọc Ý kiến đóng góp xin gửi về địa chi (email: tra@ntu.edu.vn),
Trang 5MỤC LỤC
Lời nói đẫu
Chương 1: GIỚI THIỆU CHƯNG NGOẠI LỰC, NỘI LỰC, ỨNG SUÁT,
BIEN DANG, CO TINH, THIET KE
1.1 Ngoại lực
1.2 Các loại liên kết và phản lực liên kết
1.3 Nội lực
1.4 Ứng suất và biến dạng
1.5 Biểu đồ quan hệ ứng suất - biến dạng
1.6 Các đặc tính cơ học cơ bản của vật liệu
1.7 Định luật Hooke và hệ số Poision
1.8 Ứng suất cắt, biến dạng góc, mô đun đàn hồi trượt
1.9 Quan hệ giữa E, v và G
1.10 Giới thiệu bài toán thiết kế
1.11 Độ bền riêng (specific strength)
1.12 Mô đun riêng (specific modulus)
1.13 Ứng xử kéo, nén, và trượt của thép và bê tông thông dụng
Chương 2: THANH CHỊU LỰC DỌC TRỤC 2.1 Giới thiệu chung
2.2 Nội lực trong thanh chịu lực đọc trục
2.3 Ứng suất và biến dang trong thanh chịu tải dọc trục
2.3 Bài toán siêu tĩnh
2.4 Ứng suất và biến dang do nhiét gay ra
Chuong 3: XOAN THUAN TUY
3.1 Giới thiệu chung
3.2 Nội lực trong trục tròn chịu xoắn
3.3 Biến đạng trượt trong trục chịu xoắn
Trang 63.7 Thiết kế trục truyền 52
3.8 Xoắn thanh có tiết diện không tròn 52
3.9 Xoắn thanh thành mỏng (tham khảo) 53
Chương 4: BIỂU ĐÔ NOI LUC TRONG DAM CHIU UON
4.1 Giới thiệu chung 54
4.2 Biéu đồ lực cắt và mô men uốn 55
4:3 Quan hệ giữa lực tác dụng với lực cắt và mô men uốn 61
Chuong 5: UNG SUAT PHAP TRONG DAM
5.1 Giới thiệu chung 63
5.2 Bién dang do uốn 64
5.3 Ứng suất pháp do uốn 65
5.4 Mô men quán tính tiết diện và mô đun chống uốn của một số tiết diện
thường gặp 66
5.5 Phân tích thiết kế dầm chịu uốn 68
5.6 Cách xác định các đặc trưng hình học của tiết điện 69
3.7, Ứng suất trong dầm Composite 69
Chương 6: ỨNG SUAT TIEP TRONG DAM
6.1 Giới thiệu chung 74
6.2 Lực cắt trên các mặt song song với mặt trung hòa của dầm 75
6.3 Ứng suất tiếp trong dầm 78
6.4 Ứng suất tiếp x„y trong các đầm thường gặp 79 6.5 Ứng suất tiếp trong các thanh thành mông 81
6.6 Quan hệ giữa lực cắt dọc các chỉ tiết liên kết nằm trong dầm với lực cắt
ngang trong trường hợp phức tạp 84 Chương 7: TRẠNG THAI UNG SUAT VA BIEN DANG
7.1 Giới thiệu chung 85
7.2 Trạng thái ứng suất 86
105 7.3 Trạng thái biến dang
Chương 8: ỨNG SUÁT CHÍNH TRONG CÁC THANH CHỊU LỰC TỎNG HỢP
8.1 Giới thiệu chung a
8.2 Ứng suất chính trong dầm chịu uốn ngang phẳng as
8.3 Thiết kế trục truyền động (trục chịu xoắn và uốn đồng thời) 113
117
8.4 Ứng suất trong thanh chịu lực tổng hợp
Trang 7Chương 9: ĐƯỜNG DAN HOI CUA DAM
9.1 Giới thiệu chung 9.2 Chuyển vị dầm 9.3 Phương trình đường đàn hồi 9.4 Phương pháp cộng tác dụng Chương 10: ÔN ĐỊNH CỘT 10.1 Giới thiệu chung 10.2 Công thức Euler
10.3 Ảnh hưởng của liên kết tại các đầu thanh đến lực tới hạn
10.4 Chiều dài ảnh hưởng, Lạ
10.5 Mat ổn định với thanh chịu lực lệch tâm, công thức Secant
Chương 11: CÁC PHƯƠNG PHÁP NĂNG LƯỢNG
11.1 Giới thiệu chung
11.2 Công và năng lượng biến dạng
11.3 Năng lượng biến dạng cho thanh chịu các loại tải khác nhau
11.4 Áp dụng nguyên lý công - năng lượng biến dạng để tìm chuyển vị
11.5 Giải bài toán siêu tĩnh bằng phương pháp năng lượng
11.6 Tải trọng động, va đập
Chương 12: CÁC THUYÉT BÊN
12.1 Giới thiệu chung
12.2 Các thuyết bền cho vật liệu déo 12.3 Các thuyết bền cho vật liệu giòn
Phụ lục 1: Đặc trưng hình học của các hình thường gặp
Trang 8IẸ -18