Giáo trình Cơ kỹ thuật (Nghề Cắt gọt kim loại Cao đẳng)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ QUỐC GIA VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: CƠ KỸ THUẬT NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành theo Quyết định số 204/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 Trường Cao đẳng Dầu khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Trang LỜI NĨI ĐẦU ơn học kỹ thuật bao gồm phần: lý thuyết, sức bền vật liệu Cơ học lý thuyết nghiên cứu quy luật cân chuyển động vật thể tác dụng lực Sức bền vật liệu môn khoa học bán thực nghiệm thuộc khối kỹ thuật sở trường Đại học, Cao đẳng Kỹ thuật nước ta giới Sức bền vật liệu có vị trí đặc biệt quan trọng học, đóng vai trị cầu nối phương pháp tư khoa học môn khoa học với mơn chun ngành Nó cịn viên gạch đặt móng cho lĩnh vực học vật rắn biến dạng – lĩnh vực nghiên cứu quy luật tổng quát hình thành phát triển tác dụng học sinh lòng vật rắn thực loại tác dụng khác gây Chi tiết máy môn học nghiên cứu loại truyền động, mối ghép chi tiết máy móc M Chính tầm quan trọng mà trường Đại học Kỹ thuật Cao đẳng dạy nghề, kỹ thuật làm tảng cho môn học kỹ thuật sở kỹ thuật chuyên ngành động lực học máy, động lực học công trình, lý thuyết tính tốn máy nơng nghiệp, lý thuyết ô tô máy kéo… Căn vào nội dung đặc điểm mơn học, chương trình kỹ thuật giảng cho trường Cao đẳng Trung cấp dạy nghề chia thành phần : Cơ học lý thuyết, Sức bền vật liệu Chi tiết máy Cơ kỹ thuật môn học khoa học có tính hệ thống trình bày chặt chẽ Khi nghiên cứu mơn học địi hỏi phải nắm vững khái niệm hệ tiên đề, vận dụng thành thạo cơng cụ tốn học tính tốn phương trình, hệ phương trình…để thiết lập chứng minh định lý, cơng thức trình bày mơn học Ngồi người học cần phải thường xuyên giải tập để củng cố kiến thức đồng thời rèn luyện kỹ áp dụng lý thuyết học giải toán kỹ thuật áp dụng vào thực tế : tính tốn độ bền vật liệu, vẽ biểu đồ nội lực, tính số chi tiết cần dùng máy móc… Nội dung sách bao gồm vấn đề liên quan đến kỹ thuật dùng làm giáo trình đào tạo Trung cấp Cao đẳng trường Cao đẳng nghề Dầu khí Trong q trình biên soạn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, tác giả xin tiếp thu chân thành cảm ơn góp ý bạn đọc Mọi ý kiến đóng góp xin vui lịng gửi Bộ mơn Cơ khí, khoa Cơ khí Động lực, trường Cao đẳng nghề Dầu khí BRVT, ngày 01 tháng 03 năm 2022 Tham gia biên soạn Chủ biên: Lê Duy Nam Huỳnh Công Hải An Đình Qn Trang MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ - CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC: CƠ KỸ THUẬT PHẦN I : CƠ LÝ THUYẾT - 16 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ HỆ TIÊN ĐỀ TĨNH HỌC 16 1.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 17 CÁC KHÁI NIỆM - 17 1.2 HỆ TIÊN ĐỀ TĨNH HỌC 18 TIÊN ĐỀ (TIÊN ĐỀ CÂN BẰNG) - 18 TIÊN ĐỀ (TIÊN DỀ BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG) 18 *HỆ QUẢ TIÊN ĐỀ 18 TIÊN ĐỀ (TIÊN ĐỀ HỢP LỰC) - 19 TIÊN ĐỀ (TIÊN DỀ TÁC DỤNG TƯƠNG HỖ) 19 1.3 LIÊN KẾT VÀ PHẢN LỰC LIÊN KẾT 19 KHÁI NIỆM LIÊN KẾT - 19 PHẢN LỰC LIÊN KẾT 19 CÁC LOẠI LIÊN KẾT THƯỜNG GẶP 20 HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY 23 2.1 ĐỊNH NGHĨA: - 24 2.2 KHẢO SÁT HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÌNH HỌC - 24 QUI TẮC HÌNH BÌNH HÀNH LỰC - 24 QUI TẮC ĐA GIÁC LỰC - 26 2.3 KHẢO SÁT HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 27 CHIẾU MỘT LỰC LEN HAI TRỤC - 27 XAC DỊNH HỢP LỰC CỦA HỆ LỰC PHẲNG DỒNG QUI 28 ĐIỀU KIỆN CAN BẰNG CỦA HỆ LỰC PHẲNG DỒNG QUI THEO GIẢI TICH - 28 2.4 ĐỊNH LÝ LỰC KHÔNG SONG SONG CÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUI - 30 ĐỊNH LÝ - 30 VÍ DỤ: - 30 MÔ MEN CỦA MỘT LỰC VỚI MỘT ĐIỂM CỦA NGẪU LỰC 32 3.1 MÔ MEN CỦA LỰC ĐỐI VỚI MỘT ĐIỂM 33 3.1.1 MOMEN CỦA MỘT LỰC DỐI VỚI MỘT DIỂM 33 3.1.2 ĐỊNH LÝ VARINHÔNG 33 3.2 NGẪU LỰC 35 3.2.1 ĐỊNH NGHĨA 35 3.2.2 TÍNH CHẤT CỦA NGẪU LỰC TRÊN MỘT MẶT PHẲNG 35 3.2.3 HỢP HỆ NGẪU LỰC PHẲNG 35 3.2.4 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA HỆ NGẪU LỰC PHẲNG 35 MA SÁT - 37 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG 38 Trang 4.2 MA SÁT TRƯỢT 38 ĐỊNH NGHĨA - 38 THÍ NGHIỆM CULƠNG 38 ĐỊNH LUẬT MA SÁT 39 GÓC MA SÁT 39 4.3 MA SÁT LĂN 40 ĐỊNH LUẬT MA SÁT LĂN - 40 PHẦN II: SỨC BỀN VẬT LIỆU - 41 MỘT SỐ GIẢ THUYẾT VỀ VẬT LIỆU - 41 5.1 NHIỆM VỤ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA SỨC BỀN VẬT LIỆU 42 5.2 MỘT SỐ GIẢ THUYẾT VỀ VẬT LIỆU - 42 GIẢ THUYẾT VỀ SỰ LIÊN TỤC, ĐỒNG TÍNH VÀ ĐẲNG HƯỚNG CỦA VẬT LIỆU: 42 GIẢ THUYẾT VỀ SỰ ĐÀN HỒI CỦA VẬT LIỆU: 42 5.3 NGUYÊN LÝ ĐỘC LẬP TÁC DỤNG - 43 5.4 NGOẠI LỰC-NỘI LỰC 43 NGOẠI LỰC 43 NỘI LỰC - 44 5.5 ỨNG SUẤT 44 5.6 PHƯƠNG PHÁP MẶT CẮT 44 KÉO NÉN ĐÚNG TÂM 46 6.1 KHÁI NIỆM VỀ KÉO (NÉN) ĐÚNG TÂM - 47 6.2 LỰC DỌC N VÀ BIỂU ĐỒ LỰC DỌC 47 6.3 ỨNG SUẤT - BIẾN DẠNG 48 ỨNG SUẤT TRÊN MẶT CẮT 48 BIẾN DẠNG 48 BÀI TẬP VD : - 49 ĐIỀU KIỆN CƯỜNG ĐỘ - BA LOẠI BÀI TOÁN CƠ BẢN 50 CẮT VÀ DẬP - 52 7.1 CẮT 53 ĐỊNH NGHĨA - 53 ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG CẮT - 53 ĐỊNH LUẬT HUC VỀ CẮT - 54 7.2 TRỊ SỐ MÔĐUN G - 54 ĐIỀU KIỆN CƯỜNG ĐỘ VỀ CẮT 54 7.3 DẬP 55 ĐỊNH NGHĨA - 55 ỨNG SUẤT DẬP - 55 ĐIỀU KIỆN BỀN - TÍNH TỐN VỀ DẬP - 55 7.4 ỨNG SUẤT CHO PHÉP CỦA THÉP SỐ KHI TÍNH RIVÊ 55 7.5 TÍNH MỐI GHÉP ĐINH TÁN - 56 7.6 TÍNH VỀ CẮT 56 7.7 TÍNH VỀ DẬP 57 XOẮN THUẦN TÚY - 58 8.1 ĐỊNH NGHĨA - 59 8.2 MÔ MEN XOẮN NỘI LỰC - BIỂU ĐỒ NỘI LỰC - 59 Trang 8.3 SỰ LIÊN HỆ GIỮA CƠNG SUẤT N, VẬN TỐC VỊNG QUAY N VA MOMEN XOẮN NGOẠI LỰC M 60 8.4 BIẾN DẠNG CỦA THANH CHỊU XOẮN - 60 8.5 ỨNG SUẤT - 61 8.6 TÍNH TỐN VỀ XOẮN THUẦN TUY 62 UỐN NGANG PHẲNG - 64 9.1 ĐỊNH NGHĨA VỀ UỐN PHẲNG 65 9.2 NỘI LỰC - BIỂU ĐỒ NỘI LỰC TRONG DẦM CHỊU UỐN 65 9.3 ỨNG SUẤT TRONG DẦM KHI UỐN THUẦN TUÝ - 72 9.4 TÍNH TỐN DẦM CHỊU UỐN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 74 Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ HÌNH 1.1 VÍ DỤ MỘT LỰC 𝑭 TÁC DỤNG VÀO VẬT - 17 HÌNH 1.2 CẶP LỰC CÂN BẰNG 18 HÌNH 1.3 CHỨNG MINH HỆ QUẢ TIÊN ĐỀ - 18 HÌNH 1.5 TIÊN ĐỀ - 19 HÌNH 1.6 - 20 HÌNH 1.7 LIÊN KẾT DÂY MỀM - 20 HÌNH 1.8 LIÊN KẾT THANH 20 HÌNH 1.9 LIÊN KẾT GỐI ĐỠ BẢN LỀ DI ĐỘNG VÀ CỐ ĐỊNH - 21 HÌNH 1.10 LIÊN KẾT BẢN LỀ TRỤ VÀ BẢN LỀ CẦU 21 HÌNH 1.11 LIÊN KẾT NGÀM 22 HÌNH 2.1 HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY 24 HÌNH 2.2 HÌNH BÌNH HÀNH LỰC - 24 HÌNH 2.3 XÁC ĐỊNH LỰC THÀNH PHẦN KHI BIẾT HỢP LỰC R VÀ PHƯƠNG CỦA LỰC 25 HÌNH 2.4 KHI BIẾT PHƯƠNG CHIỀU CỦA LỰC - 25 HÌNH 2.5 QUY TẮC ĐA GIÁC LỰC 26 HÌNH 2.6 26 HÌNH 2.7 - 28 HÌNH 2.8 - 30 HÌNH 0.1 - 33 HÌNH 0.2 - 33 HÌNH 0.3 - 34 HÌNH 0.4 - 35 HÌNH 4.1 - 38 HÌNH 4.2 - 39 HÌNH 4.3 - 40 HÌNH 5.1 - 43 HÌNH 5.2 - 43 HÌNH 5.3 - 43 HÌNH 5.4 - 44 HÌNH 6.1 - 47 HÌNH 6.2 - 47 HÌNH 6.3 - 47 HÌNH 7.1 - 53 HÌNH 7.2 - 54 HÌNH 7.3 - 55 HÌNH 7.4 - 56 HÌNH 8.1 - 59 Trang HÌNH 8.2 - 61 HÌNH 9.1 - 66 HÌNH 9.2 - 70 HÌNH 9.3 - 71 Trang CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC: CƠ KỸ THUẬT Tên môn học: Cơ kỹ thuật Mã số môn học: MECM64011 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: 3.1 Vị trí: mơn học Cơ kỹ thuật môn học sở lý thuyết nghề, bố trí học trước mơn học, mơ đun chuyên ngành như: kỹ thuật sửa chữa khí, sửa chữa bảo dưỡng bơm, sửa chữa bảo dưỡng van cơng nghiệp…, sau mơn đại cương 3.2 Tính chất: Là môn học chuyên ngành bắt buộc 3.3 Ý nghĩa vai trị mơn học: mơn học trang bị kiến thức loại mối ghép loại truyền động thiết bị, máy móc, kỹ tính tốn hệ ngoại, nội lực tác dụng lên vật thể Mục tiêu môn học: 4.1 Về kiến thức: A1 Trình bày khái niệm: Tĩnh học, sức bền vật liệu; A2 Trình bày khái niệm kéo nén, xoắn, uốn, cắt dập; A3 Phân tích tải trọng phản lực liên kết, trọng tâm cân ổn định vật rắn; A4 Phân tích loại chuyển động, vận tốc dài, vận tốc góc, gia tốc, gia tốc tiếp tuyến, gia tốc pháp tuyến; 4.2 Về kỹ năng: B1 Tính tải trọng phản lực liên kết, trọng tâm cân ổn định vật rắn; B2 Tính lực ma sát; B3 Tính vận tốc dài, vận tốc góc, gia tốc, gia tốc tiếp tuyến, gia tốc pháp tuyến; B4 Tính ứng suất, kích thước mặt cắt chịu kéo – nén, trục chịu xoắn, dầm chịu uốn, bị cắt dập trạng thái nguy hiểm trạng thái an toàn vật liệu; + Vẽ biểu đồ tải trọng 4.3 Về lực tự chủ trách nhiệm: C1 Có lực làm việc độc lập; C2 Ý thức tốt làm việc theo nhóm; C3 Có trách nhiệm với cơng việc giao; C4 Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung mơn học 5.1 Chương trình khung Trang Thời gian học tập (Giờ) Trong Số Mã MH/MĐ Tên mơn học, mơ đun tín I Các mơn học chung/đại cương Thực hành/ Kiểm tra Tổn Lý thực tập/ g số thuyế thí nghiệm/ t tập/ L thảo luận T TH 23 465 180 260 17 COMP64002 Giáo dục trị 75 41 29 COMP62004 Pháp luật 30 18 10 COMP62008 Giáo dục thể chất 60 51 4 75 36 35 2 COMP64010 Giáo dục quốc phòng An ninh COMP63006 Tin học 75 15 58 FORL66001 Tiếng anh 120 42 72 30 23 83 2055 520 1452 38 45 18 330 190 122 14 MECM53001 Dung sai 45 42 MECM53002 Vật liệu khí 45 42 MECM52003 Vẽ kỹ thuật 45 14 29 1 MECM64011 Cơ kỹ thuật 45 14 29 1 MECM62012 Vẽ kỹ thuật 2 45 14 29 1 45 36 3 60 28 29 SAEN52001 An toàn vệ sinh lao động Các môn học, mô đun II chuyên môn ngành, nghề II.1 ELEI53055 Môn học, mô đun sở Điện kỹ thuật MECM63013 Autocad Trang 10 3M 2M 7M D A B C 2M Mz KN.cm 3M 5M Lưu ý : - Nếu Mz > 0, biểu đồ vẽ phía đường chuẩn - Nếu Mz < 0, biểu đồ vẽ phía đường chuẩn - Nhận xét : + Tại mặt cắt có đặt mơmen ngoại lực tập trung biểu đồ nội lực có bước nhảy, trị số bước nhảy trị số mơmen ngoại lực tập trung + Nếu ngoại lực gồm mômen tập trung biểu đồ nội lực đoạn đoạn thẳng song song với trục hoành 8.3 SỰ LIÊN HỆ GIỮA CƠNG SUẤT N, VẬN TỐC VỊNG QUAY N VA MOMEN XOẮN NGOẠI LỰC M Ta có liên hệ cơng suất truyền N trục (tính ốt), vận tốc vịng quay n (tính số vịng quay phút) mơmen xoắn ngoại lực m (tính N.m) sau : Ta có cơng suất momen M thực trục quay góc α thời gian là: A = M.α A M = = M t t N Vậy công suất: N = Từ suy ra: M = Vận tốc góc:  =  n 30 rad / s Trong kỹ thuật người ta cịn sử dụng cơng thức sau : M = 9554 M = 7124 N n N n ( Nm ) (Với N tính kW) ( Nm ) (Với N tính mã lực) 8.4 BIẾN DẠNG CỦA THANH CHỊU XOẮN Xét có mặt cắt trịn chịu xoắn, kẻ đường song song trục biểu thị cho thớ dọc, đường vng góc với trục biểu thị thớ ngang - Sau chịu xoắn mặt cắt xoay quanh trục góc trịn có bán kính khơng đổi, phẳng vơng góc với trục - Khoảng cách mặt cắt trước sau chịu xoắn không đổi - Trước sau chịu xoắn bán kính mặt cắt đường thẳng có chiều dài Trang 60 khơng đổi Góc xoắn tương đối () : Biểu thị góc xoắn đoạn dài đơn vị chiều dài M  = z (rađian/m) GJ  Người ta gọi GIP độ cứng xoắn, GIP lớn  nhỏ, điều chứng tỏ chịu xoắn, biến dạng nhỏ Trong : - G : mô đun đàn hồi chống xoắn - J  : mơmen qn tính độc cực mặt cắt trọng tâm mặt cắt ▪ Nếu mặt cắt ngang chịu xoắn có tiết diện trịn : J  = 0,1d4 Với d đường kính chịu xoắn d ▪ Nếu mặt cắt ngang chịu xoắn có tiết diện hình vành khăn : J  = 0,1D4(1-4) Với  = d/D, : - d đường kính hình vành khăn - D đường kính ngồi hình vành khăn Nếu tồn chiều dài l, tỷ số Mz/IPkhơng đổi, ta : Ml Nếu chiều dài l, tỷ số z thay đổi không GJ  Ml  = z (radian) GJ  đổi đoạn góc xoắn tồn tổng đại số góc xoắn đoạn d D Muốn tính  độ, ta chuyển thành công thức sau đây:  = 180 M z l (độ)  GJ  8.5 ỨNG SUẤT Qua quan sát biến dạng chịu xoắn ta kết luận.Trên mặt cắt chịu xoắn khơng có ứng suất pháp mà có ứng suất tiếp có phương vơng góc với bán max kính qua điểm xét Quy luật ứng suất biểu thị hình vẽ Ta có cơng thức tính ứng suất tiếp lớn : M  max = z W Trong : - M zmax mơmen xoắn nội lực lớn Trang 61 Hình 8.2 - Wρ môđun chống xoắn vật liệu ▪ Nếu mặt cắt ngang chịu xoắn có tiết diện trịn : Wρ = 0,2d3 Với d đường kính chịu xoắn ▪ Nếu mặt cắt ngang chịu xoắn có tiết diện hình vành khăn thì: Wρ = 0,2D3(1-4) Với  = d/D, : d đường kính hình vành khăn D đường kính ngồi hình vành khăn d d D 8.6 TÍNH TỐN VỀ XOẮN THUẦN TUY Điều kiện bền:  max = Mz    W Trong đó: [] ứng suất tiếp cho phép vật liệu Mz : Momen xoắn nội lực W : Momen chống xoắn Ví dụ: thép non [] = (20 - 100) MN/m2 , thép cứng [] = (30 - 120) MN/m2 Từ ta giải ba loại tốn xoắn sau : - Kiểm tra bền: dùng cơng thức điều kiện bền MZ - Chọn kích thước mặt cắt chịu xoắn : W0  - Tính tải trọng cho phép : MZ  Wρ [ ] = [MZ] Điều kiện cứng:  =   = W0  Mz    GI  Trong [] góc xoắn tương đối cho phép vật liệu Từ ta giải ba loại toán xoắn sau : - Kiểm tra bền : Dùng công thức điều kiện cứng Mz = I  - Chọn kích thước mặt cắt : I P  G     - Tính tải trọng cho phép : MZ  GIρ [ ] = [MZ] ❖ TÓM TẮT CHƯƠNG 8: 8.1 Định nghĩa Trang 62 8.2 Momen xoắn nội lực – biểu đồ nội lực 8.3 Ứng suất ❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN CHƯƠNG 8: Hãy nêu cách vẽ biểu đồ nội lực? Hãy nêu công thức tính điều kiện bền? Trang 63 UỐN NGANG PHẲNG ❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG Chương giới thiệu Ứng suất dầm khu uốn túy Tính tốn dầm chịu uốn đơn giản ❖ MỤC TIÊU CHƯƠNG Sau học xong chương này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Trình bày khái niệm chịu uốn ngang phẳng ➢ Về kỹ năng: - Vận dụng cơng thức để giải tốn chịu uốn ngang phẳng ➢ Về lực tự chủ trách nhiệm: - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, xác, trung thực sinh viên Có ý thức tự giác, có tính kỷ luật cao, có tinh thần tập thể, có tránh nhiệm với cơng việc ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, làm mẫu, hướng dẫn thường xuyên, theo dõi, rút kinh nghiệm cho người học); yêu cầu người học thực theo giáo viên hướng dẫn (cá nhân nhóm) - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 9) trước buổi học; theo dõi giáo viên làm mẫu, làm theo, rút kinh nghiệm đề thực tập lần sau đạt kỹ tay nghề theo yêu cầu kỹ thuật chương thời gian quy định ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG - Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Phịng học lý thuyết - Trang thiết bị máy móc: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn - Học liệu, dụng cụ, ngun vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phiếu học tập - Các điều kiện khác: ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức ✓ Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kĩ Trang 64 ✓ Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập - Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 00 ✓ Kiểm tra định kỳ: 01 ❖ NỘI DUNG CHƯƠNG 9.1 ĐỊNH NGHĨA VỀ UỐN PHẲNG Định nghĩa Ta xét thẳng mặt cắt có trục đối xứng, trục đối xứng trục tạo thành mặt phẳng đối xứng Một cân tác dụng lực nằm mặt phẳng đối xứng lực phải ngẫu lực lực tập trung lực phân bố có phương vng góc với trục Khi đó, gọi chịu uốn phẳng Mặt phẳng chứa ngoại lực gọi mặt phẳng tải trọng Thanh chịu uốn gọi dầm Gối tựa phản lực gối tựa Dầm tựa phận đỡ, phận gọi gối tựa hay liên kết Có ba loại gối tựa thường gặp : lề di động, lề cố định ngàm Y Y R Y Y X M X Gối đỡ lề di động Gối đỡ lề cố định Ngàm Để xác định phản lực gối tựa ta dùng phương trình cân tĩnh học học lý thuyết 9.2 NỘI LỰC - BIỂU ĐỒ NỘI LỰC TRONG DẦM CHỊU UỐN Nội lực Sau xác định phản lực toàn ngoại lực tác dụng lên dầm xác định Ta tính nội lực dầm Giả sử có dầm mặt cắt có trục đối xứng chịu tác dụng lực thẳng đứng P hình vẽ, trị số lực kích thước dầm cho hình vẽ (Hình 9.1) Ta xác định nội lực mặt cắt dầm Trang 65 P=4 kN Y A YB B z 1m 3m Y A Q M Hình 9.1 Trước hết ta phải xác định phản lực gối tựa A B Vì ngoại lực bao gồm P, YA, YB hệ lực cân nên ta có : MA = YB.4 – 4.3 =  VB = kN MB = -YA.4 + 4.1 =  VB = kN Phương trình Z = cho ta thấy phản lực nằm ngang XB = Để tính nội lực dầm ta dùng phương pháp mặt cắt ngang Tưởng tượng cắt dầm thành hai phần theo mặt cắt 1-1, cách gối A đoạn z Tách riêng phần dầm để xét (phần bên trái) Để cho phần dầm tách cân dầm cịn ngun vẹn ta đặt vào mặt cắt 1-1 nội lực Các nội lực phân bố toàn mặt cắt Nhưng thu toàn nội lực trọng tâm mặt cắt ta thu lực Q mơmen M Q gọi lực cắt tính niutơn (N), M gọi mơmen uốn tính niutơn mét (N.m) Vì phần dầm tách cân nên ngoại lực phần dầm cân với lực cắt Q mômen uốn M Do ta có : Q = YA = 1kN M = YA.z = 1.z (kN.m) Như trị số lực cắt Q trị số hình chiếu ngoại lực tác dụng phía trái mặt cắt lên mặt cắt Trị số mơmen uốn M trị số mơmen ngoại lực tác dụng phía trái mặt cắt trọng tâm mặt cắt Nếu phần dầm xét có nhiều ngoại lực tác dụng lực cắt Q, mơmen uốn M mắt cắt tổng đại số lực cắt Q, mơmen uốn M mặt cắt ngoại lực tác dụng phần dầm xét gây Từ ta đề quy tắc chung để xác định lực cắt Q mômen uốn M mặt cắt dầm chịu uốn phẳng sau : - Lực cắt Q trị số tổng đại số hình chiếu ngoại lực phía mặt cắt lên mặt cắt - Mômen uốn M trị số tổng đại số mơmen ngoại lực phía mặt cắt trọng tâm mặt cắt Nhưng muốn cho lực cắt Q, mômen uốn M có dấu ta xét phần bên trái hay phần bên phải dầm cần theo qui ước sau : - Lực cắt Q có dấu dương mặt cắt đó, ngoại lực tác dụng lên phần dầm có khuynh hướng làm cho phần dầm quay theo chiều kim đồng hồ quanh trọng tâm mặt cắt xét Ngược lại, Q có dấu âm R Q >0 R Q >0 Trang 66 R Q