Giáo trình sức bền vật liệu

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ - KỸ THUẬT VINATEX TP.HCM GIÁO TRÌNH SỨC BỀN VẬT LIỆU (Lưu hành nội bộ) THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NĂM 2018 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 KHÁI NIỆM VỆ MÔN HỌC SỨC BỀN VẬT LIỆU ( SBVL )- ĐỐI TƯỢNG, NHIỆM VỤ, ĐẶC ĐIỂM MÔN SBVL 1.1.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA SBVL- HÌNH DÁNG VẬT THỂ SBVL nghiên cứu vật thể thực ( cơng trình, chi tiết máy ) Vật thể thực có biến dạng dứới tác dụng nguyên nhân ( tải trọng, nhiệt độ, láp ráp chi tiết chế tạo khơng xác.) Vát thê thức sứ dung ky thuật đứớc chiá rá bá loại cớ bán: Khơi: co kích thứớc thêo bá phứớng tứớng đứớng: Đê đáp, mong máy H 1.1 Vát thê dáng khoi H 1.2 Vát thê dáng vo Tam vậ vơ: vát thê mong co kích thứớc thêo phứớng rát nho so với hái phứớng lái; tám co dáng pháng, vo co dáng cong: sán nhá, mái vo Thanh: vật thê dái co kích thứớc thêo mọt phứớng rát lớn so với hái phứớng lái: thánh dán cáu, cot điên, truc thanh, máy SBVL nghiên cưu Thánh đứớc biêu diên báng trục vá mặt cat ngang F vuong goc với truc thánh (H.1.3) Truc thánh quy tích củá tám mát cát H 1.3 Trục thánh vá mặt ngáng cát ngáng Các loái thánh (H.1.4): +Thánh tháng, cong: truc thánh tháng, cong, +Hê thánh : thánh gáy khuc (pháng háy khong gián) 1.1.2 Nhiệm vu: SBVL môn học kỹ thuật sở, nghiên cứu tính chất chịu lức cUà vật liêu đê đ'ê rà càc phứơng phấp tính càc vật thê chịu càc tàc dung cuà càc /d) b) H 1.4 Các dáng truc thánh ngun nhàn ngồi, nhàm thơà ỹêu càu an toàn tiệt kiệm vàt liệu ♦ Vàt thê làm viêc đứơc an toàn khi: Chương 1: Khai niêm ban - Thôà điệu kiện bện : không bị phà hôài (nứt gàỹ, sup đô ) - Thôà điệu kiện cứng: biến dàng chuyên vị nàm trông môt giơi hàn chô phêp - Thôà điệu kiện on định : bàơ tơàn hình thức biển dàng bàn đàu ♦ Thứơng, kích thứơc c vàt thê lơn khà nàng chịu lức cung tàng dô đô đô àn tôàn cung đứơc nàng càô; tuỹ nhiên, vàt liêu phài dung nhiêu nên nàng n'ê tốn kêm Kiên thức cuà SBVL giup giài hơp lỹ màu thuàn giứà ỹêu càu an toàn tiết kiệm vàt liêu ♦ Bà toàn bàn củà SBVL: + Kiêm trà càc đi'êu kiên b'ên, cứng, ôn định.(Thàm kê) + Định kích thứơc, hình dàng hơp lỹ c cơng trình hàỹ chi tiê't màỹ + Định già trị cuà càc nguỹên nhàn ngôài ( tài trông, nhiệt đô.) chô phêp tàc dung ( Sứà chứà) 1.1.3 Đặc điểm: ♦ SBVL môn khôà hôc thức nghiêm: Đê đàm bàơ sứ tin càỹ c càc phứơng phàp tính, mơn hôc kêt hơp chàt chê giứà nghiên cứu thức nghiêm suỹ luàn lỹ thuỹẩt Nghiên cứu thức nghiêm nhàm phàt hiên rà tính chết ứng xứ cuà càc vàt liêu vơi càc dàng chịu lức khàc nhàu, làm sơ đ'ê xuà't càc già thiot đơn giàn đê xàỹ dứng lỹ thuỹẩt Vì vàỹ, lỹ thuỹẩt SBVL màng tính gàn đung Thí nghiêm kiêm trà càc lỹ thuỹẩt tính tơàn đà xàỹ dứng Trơng nhiêu trứơng hơp, phài làm thí nghiêm mơ hình cơng trình thu nhơ trứơc xàỹ dứng hơàc thứ tài cơng trình trứơc sứ dung ♦ SBVL khàô sàt nôi lức ( lức bên trông vàt thê ) biến dàng cuà vàt thê ( Cơ Lỹ Thuỹẩt khàô sàt càn bàng chuỹên đông cuà vàt thê) ♦ SBVL cung sứ dung càc kêt quà cuà Cơ Lỹ Thuỹẩt 1.2 NGOẠI LỰC- CÁC LOẠI LIEN KET- PHAN LựC LIEN KET 1.2.1 Ngoại lực n x _ ( Tai trọng ạ) Định nghĩạ: Ngoai lực la lực tac động tự môi trựờng vật thể ben ngoai lển vật thể xểt b) Phạn loại : ♦ Tại : Đã biết trựờc (vị trí, Phan lực H 1.5 Tai va phan lực phựờng va độ lờn), thựờng đựờc quy định bời cac quy phạm thiết kế hoạc tính tốn theo trang thái chịu lực cua vat thể Tai trọng gôm: +Lực phạn bo: tac dung mot thể tích, mot diện tích cua vat thể ( lựờng ban than, ap lực nựờc lển bể ) Lực phan bo' thể tích co thự nguyển la lực/thể tích,hay [F/L3] Lực phan bo' diện tích co thự nguyển la lực/diển tích, hay [F/L2] Nểu lực phan bo' mot dai hẹp thay lực phan bo' diện tích bang lực phan bo' đựờng vời cựờng đo lực co thự nguyển la lực/chiểu dai, hay [F/L] (H.1.6) Lực phan bo' đựờng la loai lực thựờng gap SBVL H 1.6 Cac loại lực phan bố +Lực tạp trung: tac dung tai mot điểm cua vat thể, thự nguyển [F] Thực tể, diện tích truyền lực bể co thể coi nhự lực truyển qua mot điểm + Momen (ngau lực) co thự nguyên la lực x chiểu dai hay [FxL] ♦ Phạn lực : la nhựng lực thu đong (phu thuoc vao tai trong), phat sinh tai vị trí liẽn kểt vat thể xét vời cac vat thể khac c) Tính chạt ♦ Tại tĩnh: biển đoi châm hay khong đoi thểo thời gian, bo qua gia to'c chuyển đong (bo qua lực quan tính xểt can bang) Áp lực đa't lển tựờng chan, lựờng cua cong trình la cac lực tĩnh ♦ Tại động: lực thay đoi nhanh thểo thời gian, gay chuyển đong co gia to'c lờn ( rung đong mot đong cờ gay ra, va cham cua bua xuo'ng đau coc ) Vời lực đong can xểt đến tham gia cua lực quạn tính Chương 1: Khai niêm ban 1.2.2 Lien kết phẳng, phản lực lien kết, cách xác định 1.2.2.1 Các loái liến kết phảng vá phán lực liến ket: Một muon trì hình dang, vị trí ban đầu chịu tác động ngoại lực nộ phải liến kết với vật khac với đất ♦ Gối di động (liến kết thánh): ngan can chuyến vị thang va phat sinh phan lực R thếộ phướng cua liến (H.1.7a) ♦ Gối cố định ( Liến khớp, khớp, bán lế) : ngan kết kết can a) c) b) H 1.7 Liến kết va phan lưc liến kết chuyến vị thang thếộ phướng ba't ky va phat sinh phan lực R cung thếộ phướng độ Phan lực R thướng phan tích hai phan V va H (H.1.7b) ♦ Ngám: ngan can tat ca chuyến vị thang va chuyến vị xộay Phan lực phat sinh trộng ngam gồm ba ph'an V, H va M(H.1.7c) 1.2.2.2 Cách xác định phán lực: Giai phóng cac liên kết, thay bang cac phan lưc tướng ưng, cac phan lưc đước xac định tư điếu kiện can bang tĩnh hộc giưa tai trộng va phan lưc Bái tốn pháng cộ ba phướng trình can bang độc lap, đước thiết lap cac dang khac sau: £X = 0; £Y = 0; £M O = (2 phướng X, Ykhông sộng sộng) ỵMA = 0; ^MB = 0; ^MC = ( điếmẠ B, C khộng thang hang) £X = 0; £MA = 0; £MB = (phướng AB khộng vng gộc với X) Bái tốn khộng gián cộ sau phướng trình can bang độc lap, thướng cộ dang: ỵX = 0; ỵY = 0; ỵZ = 0; ỵM/Ox = 0; EM/ Oy = 0; EM/ Oz = Chú ý:Để cố định mp can tội thiếu liến kết đớn đế chống lai chuyến động tư dộ Nếu đu liến kết va trí hớp ly phan lưc sế tìm đước tư ptcb tỉnh hộc.Thanh đước gội la tỉnh định Nếu sộ liến kết tướng đướng lớn hớn gội la bai toan siẽu tỉnh 1.3 CÁC DẠNG CHỊU LựC VÁ BIEN DẠNG Cơ BAN - CHUYEN VỊ 1.3.1Biến dạng vật thể: Trong thực te, chịu lực phân tích dạng chịu lực bân: Trục chịu kểo (nển) sể dân dái (co ngân) (H.1.8a,b) Trục chịu uón sể bị cong (H.1.8ể) Thanh chịu xoắn truc van thang nhựng đựơng sinh bề mặt trơ đựơng xoan tru (H1.8.d) Khi chịu cat, hai phan cua co xu hựơng trựợt đôi vơi (H1.8.c) I I P I I dx A.dx J +— a) ■" ■>_/ b) H 1.9 Cac biển dang ban 1.3.2 Biến dạng Hình 1.8 Các dang chịu lực phận tố: Nếu tựơng tựơng tach mot phan to hình hop tự mot chịu lực biển dang cua no trựơng hơp tong quat co thể phan tích hai phan ban: ♦ Phan to' H.1.9a dai dx thay đoi chiểu dai, khong thay đoi goc Biển dạng dai tủyểt đối theo phương x : Adx Biển dạng dai tương đối theo phương x : ex = ' dx ♦ Phan to' H.1.9b co thay đoi goc, khong thay đoi chiểu dai Biển dang goc hay goc trựơt, ky hiệu la Y : ĐỌ thay đoi cua goc vuong ban đau Chương 1: Khai niêm ban 1.3.3 Chuyển vị: Khi vật thể bị biến dạng, điểm vật thể nói chung bị tháy đổi vị trí Độ chuyển dời từ vị trí cu cUá điểm A sang vị trí mời A’ đừờc gội chuyển vị dài Góc hờp bời vị trí cUá đoạn tháng AC trừờc vá biển dáng A’C’ cUá vát thể đừờc gội chuyển vị góc ( H.1.10) H 1.10 1.4 Càc già thiệt Khi giái bái toán SBVL, ngừời tá chấp nhán so giá thiểt nhám đờn gián hoá bái tốn nhừng cơ' gáng đám báo sừ xác cán thiểt phU hờp vời yểu cáu thừc tể 1.4.1 Già thiệt vể vàt liệu Vát liệu đừờc coi liển tuc, đóng nhàt, đàng hướng đàn hói tuyển tính ♦ Tá từờng từờng láy phán to' báo quánh điểm vát thể Nếu cho phán to' bể y má ván chừá vát liêu tá nội vát liêu liển tuc tái điểm độ Giá thiết vể sừ liẽn tuc cuá vát liẽu cho phép sừ dung phép tính c tốn giái tích nhừ giời hán, vi phán, tích phán Trong thừc tể, ngáy cá vời vát liẹu đừờc coi hoán háo nhá't nhừ kim lối cung cộ cá'u truc khộng liẽn tuc ♦ Vát liẹu đóng nhà't : Tính chá't cờ hộc tái mội điểm vát thể nhừ nháu ♦ Vát liẹu đàng hướng : Tính chá't cờ hộc tái điểm ^o phừờng đểu nhừ nháu H 1.11 Đan hồi tuyến ♦ Tính chá't đàn hói c vát thể náng tính khoi phục lái hình dáng bán đáu cuá nộ ngoái lừc thoi tác dung Nểu quán hể giừá ngoái lừc vá biển dáng bác nhá't, vát liệu đừờc gội đàn hói tuyệ'n tính (H.1.11) Giá thiểt vát liệụ đán hoi tuyển tính lám giám bờt sừ phừc táp c bái tốn SBVL 1.4.2 Giả thiết vế sơ đồ tính Khi tính toan, người ta thay vật thể thực sơ đồ tính (H1.12) a) H 1.12 Sờ đồ tính 1.4.3 Giả thiết vế biến dang vả chuyến vị Vật thể cồ biến dang vả chuyến vị bế so vời kích thườc ban đằu vật ^ Cồ thể khao sat vạt thể cac bồ phạn nồ hình dang ban đ'âu ( tính sờ đồ khồng biến dang vat thể) Gia thiểt xuất phat điểu kiển biển dang va chuyển vị lờn vat thể phai nam giời han tường đôi nho Hệ quả: Khi vat thể cồ chuyển vị bể va vat liệu đan hồi tuyển tính cồ thể ap dung nguyên ly cồng tảc dung sau: Mồt đải lượng dồ nhiếu nguyên nhản đồng thơi gảy rả sế bảng tồng đải lượng đồ dồ nguyên nhản gảy rả riêng lế (H.1.13) P2 â2 H.1.13 Nguyên ly cộng tac Chuyển vị A tai đau lực dung P1 va P2 gay cồ thể phan tích sau: A(P1 P ) = A1 (P1)+4 (P2) Nguyên ly cộng tac dung biển bai toan phưc tap cac bai toan đờn gian dể giải quyểt hờn Vì vay, thường sư dung SBVL Chương 1: Khai niêm ban GV: Lê Đức Thanh Chương LÝ THUYẾT NỘI LựC 2.1 KHÁI NIẾM VẾ NỘI LựC - PHựơNG PHÁP KHÁỘ SÁT - ựNG SUÁT 1- Khai niệm ve nội lực: Xét vật thệ chịu tác dụng ngoại lực trạng thai cân (H.2.1) Trươc tác dụng lực, giựạ phàn tự vật thệ lụộn cộ lực tựơng tac giự chộ vat thệ cộ hình dang nha't định Dựơi tac dụng ngoai lực, cac phan tự vat thệ cộ thệ dịch lai gan hộạc tach xa Khi độ, lực tựơng tac giựa cac phan tự vat thệ phai thay đội đệ chộ'ng lai cac dịch chủyện Sự thay đội lực tựơng tac giựa cac phan tự trộng vat thệ đựơc gội la nội lực Một vat thệ không chịủ tac động naộ tự bện ngộai đựơc gội la vat thệ trạng thái tự nhiên va nội lực nộ đựơc cội la không 2- Phựơng phap khaộ sat nội lực: Phựơng phap mat cat Xệt lai vat thệ can bang va điệm C trộng vat thệ (H.2.1), Tựơng tựơng mat phang n cat qủa C va chia vat thệ hai phan Á va B; hai ph'an sệ tac động lan nhaủ bang hệ lực phan bộ' diện tích mat tiếp xủc thệộ định ^at lực va phan lực Nếủ tach riêng phan Á hệ lực tac động tự ph'an B vaộ nộ phai can bang vơi ngộai lực ban đàu (H.2.2) P -Ap H.2.1 vat thệ chịủ lực can bang H.2.2 Nội lực trện mat cat Xệt phan tộ' diện tích AF baộ qủanh điệm khaộ sat C trện mat cat n cộ phựơng phap tủyệ'n v Gội Ãp la vector nội lực tac dụng trện AF Ta định nghĩa ựng Sủaì toan phan tai điệm khaộ sat la: —► —* A p dp p = lim = '■>0 AF dF Thự ngủyện ựng sủaì la [^cHchii^ dai]2 (N/m2, N/cm2 ) ứng suất tồn phan p phân hai thành - Tjjv p phần: r íUCơv + Thành phấn ứng sua't phấp ơv có phương Hình Cac thấnh phấp tuyến cua mặt phang n - Chứơng 2: Lý Thuyết Nội Lực GV: Lê Đức Thanh + Thanh phan ứng sua't tiểp Tv nam mạt phấn T-r / 11 o o \ phang n ( H.2.3 ) Cac đai lương liến hể vơi thểó biểu thức: ứng suất (2.1) ứng sua't la mót đai lương hoc đac trứng cho mức chịu đứng cua vật pị = -2 + T liểu tai mót điểm; ứng sua't vứơt qua mót giơi han nao vật liểu bị pha hoai Do đó, viểc xac định ứng sua't la sơ để đanh gia cua vat liệu, va la mót nói dung quan cua SBVL Thứa nhan: ứng sua't phap ơv gay biển dang dai ứng sua't tiểp Tv gay biển dang góc Chứơng 2: Lý Thuyết Nội Lực GV: Lê đức Thanh Điều kiện bền: ơj,max < [ơ] Chú y: Nều chọn mốc thề nang bang khơng vị trí dam khơng biệ'n dang, cở nang ban đầu cua hệ la thệ' nang: n = QH Ngay sau va cham, P va Q cung chuyện đọng xuô'ng dưởi vởi vận tơ'c V cở nang cua hệ la đọng nang: T = 1P+Q V = Q s V 2 g g (p + Q) ° ——IQH < n (P + Q) Như vay đa cô sư ma't mat nang lưởng tưởng ưng vởi gia thiệt va chạm mệm tuyệt đôi cua vạt thệ; nang lưởng lam chô vat thệ biệ'n dang hôàn tôàn dệô, ap sat vàô va chuyện đông cung vân tơ'c vệ phía dưởi 2- Va chạm ngang Xệt môt dam mang vat nặng P vat nang Q chuyện đông ngang vởi van tô'c V0 va cham vàô vat P trện H.13.24 Trơng lưởng ban Hình 13.24 Hệ bậc tự chịu va chạm ngang than cua dam đưởc bô qua Gia thiệt vat Q va cham P ca hai vat ngang cung chuyện đông va đat chuyện vị lởn nha't yđ Lap luan trưởng hởp va cham đưng, ta cung cô: Chứơng 13: Tai trọng động GV: Lê đức Thanh Vấn tộ'c hai vất P, Q củng chuyện động sau va cham la: V =PhV- , Độ giam động nang hệ: T = PQ Q)V ° Vì hai vật chuyện động thệộ phương ngang, nện khống cộ sư thay đội thệ' nang, tưc la: n=0 Thế nang biệ'n dang đan hội tích lủy trộng hệ la: U=4 25 Nguyện ly bảộ toàn nang lượng, T+- = U, ta phương trình saủ: = ỵL g (P + Q) ° 25 _ TV2 Lấy gia trị nghiệm dương yđ, ta được: Q2 5QV° (13.32) 1L Pg| 1+TTI n Q) Ta lai cộ 5=Q, vơi yt la chuyện vị ngang cua dam tai yđ = điệm va chạm dộ trọng lượng Q tac dung tĩnh nam ngang tai độ Thay vaộ phương trình (13.32) sau: V yđ = y> !—— J+ ĩ •• (13.33) Hệ số động: (13.34) Kđ (1+ gy, Q) Chứơng 13: Tai trọng động GV: Lê đức Thanh Khi không đặt sẵn trọng lượng chịu va chạm, tức P = 0, hệ sô' đông la: K = ~V^ (13.35) yỊgy, Khi đô, nôi lức, ứng suẵ't cung tính sau: Mđ = Mt.Kđ ơđ = Ơt-Kđ Q = kN Điệu kiện bện: ơđ * M Ví dụ 13.5 Mơt dam cơng xơn tiệt diện nhặt (20 X 40) cm chịu va chạm đứng bôi môt trông lượng Q = kN rợi tứ dô tứ đô caô H = 0,5 m ,max Q.L H = 0,5 m' L=2 m a) Mx, Q L2 Q Mxq Hình 13.25 Dam cong xon chịu va chạm (H.13.25.a) Bơ qua trơng lứợng ban than dam, tính ứng sua't va đô vông lợn nha't cua dam Nếu kệ đến trơng lứợng ban than dam q, tính lai ứng sua't va đô vông Nệu đat tiệt diện dam nhứ (H.13.25.b), tính lai ứng suất va vơng Chơ: E = 0,7.103 kN/cm2; q = 0,64 kN/m Giải ứng sua't đông: d vợi: = K , ,Q d K d =1 + ■ — 2H V y< Không kệ trông lứợng ban than dam, ta cô: Chứơng 13: Tai trọng động b) GV: Lê đức Thanh yt = QL 3EI x 1(200)3 3(0,7.10-)20.40 12 Chứơng 13: Tai trọng động = 0,0357 cm GV: Lê đức Thanh = 53,93 0,0357 Hệ so động : K = + 1+ d ứng suất lớn ngàm (H.13.25): a = n- K = Mx,max K = O^K u d ,max t,maxQ d W 'í W 'í l = (200 J l L (53,93) = 2,02 kN/cm 20.402/6 Độ vong lớn nhà't đấu tự do: ymax = y,^ Kd = 0,0357(53,93) = 1,92 cm Q Khi kệ đện lựớng bàn than, cộ thệ dung phựớng phấp thu gon kho'i lựớng, đo coi nhự dấm không lựớng vấ tài đấu tự co mọt lựớng lấ (33/140)qL = 0,3 kN (qL lấ lựớng dấm) Hệ so' đong sệ lấ: y(1+ Kd = + Q ứng 1^^=1+ 2(50) 1+— 03 =47’43 0,0357(1 + °,3) suậ't Vấ chấm lấ: ơ^ = K = J^ d 00 ) 47,43 = 1,78 kN/cm d,max t,Q d 20 402 /6 Kệ thệm ựng suâ't lựớng dấm: d ,max = W x = £11 = 0'V00 2= 0,024 kN/cm W x 20.40 /6 ứng suâ't lớn nhâ't dấm lấ: ơ-mấx = 1,78 + 0,024 = 1,804 kN/cm2 Khi kệ đến lựớng dấm, ựng suâ't lớn nhâ't giấm Đo vong tài đấu tự Đo vong lựớng bấn thân: y = ^ỈL = 0,64.10 (200)43 = 0,017 cm 8EI x 8(0,7.103).^ 12 Chứơng 13: Tai trọng động GV: Lê đức Thanh Độ võng co va chạm: yđ = yt m K + y, ,q = 0,0357.47,43 + 0,017 = 1,71 cm Nếu đạt tiết diện dam (H.13.25.b), ta được: • Khõng kế lượng dam: 1(200) y = S!L = 3EI - ’, = 0,143 cm 3(0,7.11)3).^ 12 2(50) Hệ sõ' động : K = + + _ 0,14327,46 ứng sua't lôn nha't tai ngam : d d v ’= a = n- K = Mx,max K = QLK u d,max Ư t,max,Q d W dW d = A'? -, ) (27,46) = 2,06 kN/cm2 40.202/6 0 Độ võng tai đau tư dõ: y = 0,143.(27,46) = 3,93 cm • Kế đế'n trọng lượng ban than, ta dung phượng phap thu gõn khõi lượng, đõ cõi dam khõng trõng lượng va tai đ'âu tư dõ cõ mõt trõng lượng la (33/140)qL = 0,3 kN (qL la trõng lượng dam) Hệ sõ' đõng sệ la: t K, = 1+ d ơ K d ,max = ,,Q d ĩ7= ^=1+ y (1+ t Q ứng sua't dõ va cham la: 1(200) 24,21 = 1,816 kN/cm 40.202/6 Kế them ưng sua't dõ trõng lượng dam: ^ax = M = ^^^ý-2 = 0,64.2^21,00 = 0,096 kN/cm d W x W x 40.20 /6 ứng sua't lợn nha't trõng d'am la: ơ-max = 1,816 + 0,096 = 1,912 kN/cm2 Khi kể đến trọng lượng dam, ứng suất lớn nhat giảm ĐỌ vọng đấu tư dọ: Chứơng 13: Tai trọng động GV: Lê đức Thanh yt = 0,143.(24,21) + 0,017 = 3,48 cm Ví dụ 13.6 Dấm ABC tiết diến I-24 chịu va chạm đứng bới mọt trọng lượng Q = kN rới tư dọ tư đỌ cạọ H = 50 cm (H.13.26.ạ), bọ qua trọng lượng thản dấm, tính ơ-max; kiểm tra bến Chọ: I-24 cọ: Ix = 3460 cm4, Wx = 289 cm3, q = 0,273 kN/m; [ậ| = 16 kN/cm2 Chứơng 13: Tai trọng động GV: Lê đức Thanh a) eQ = H = 50 kN A IL=6 m I QL/2 b) c) d) Hình 13.24 a) Hệ chịu va chạm khơng có lị xo b) c) Hệ chịu va chạm có lị xo; d) Dâm chịu trọng lượng thán Bây giờ, đặt lò xo co Cx = kN/m tai C để đỡ vật va cham Q (H.13.24.b), tính lai hể sơ' động vâ ơ-mâx; xểt lai điểu kiện Nếu không đat C ma thay lô xo vao gội tựa tai B (H.13.26.C), hể sô' động la bao nhiểu? Cho: E = 2.104 kN/cm2; [ậ| = 16 kN/cm2 Giải Khong kể lựờng ban than d'am Chuyển vi Q tac dung tĩnh tai C la: y, = QL3 8EI x 1.(600)3 = 0,39 cm 8(2.104).3460 Hệ số động: Chứơng 13: Tai trọng động GV: Lê đức Thanh Kd = + + 2I0) = 17,04 d 0,39 ứng suất lớn tai B (H.13.21): ơ = K = Mx,max K = ^—K d,max t ,maxQ d W 'í ffl *'/ l 600) ơa = ^( (17,04) = 17,69kN/cm > [ơi = 16 kN/cm d,max 289 2 Dấm khống bện Chuyện vi tai C: yC = 0,39(17,04) = 6,64 cm Xệt trướng hớp cố lố Xố đất tai điệm va chạm Chuyện vi dố Q tac dung tĩnh tai C la: Ậ^00) y = ^L + Q = 8EI C 8(2.104).3460 x +1 = 0,39 + 0,2 = 0,59 cm lx Hệ số' đống : K = 1+ A/1 + -2(50) = 14,06 d 0,59 d ứng suat lớn nhat tai B (H.13.24): ơ^x = ọKd = ,(300) 14,06 = 14.6 kN/cm d ,max t ,max,Q d 2 ơmax < M = 16 kN/cm2 dam thốa điều kiện bền Chuyện vi cua dam tai C: yC = 0,39(14,06) = 5,48 cm giam số với trướng hớp trện Xệt trướng hớp cố lố Xố đặt tai gối B Bay giớ, chuyện vi dố Q tac dung tĩnh tai C la: y = Q3-+■ ‘ 8EI C X lx Hệ số' đống: + 31 = 0,39 + 0,3 = 0,69 cm 8(2.10 ).3460 -2(50) =13’08 0,69 Kd = 1+Ẹ~+ ứng suat lớn nhat tai B (H.10.21): ơd^ = v.^oK = ^ề00)13,08 = 13,57 kN/cm d ,nidx ĩ,ĩiìdx,Q d 2^9 ? Chuyển vi tai C: yC = 0,69(13,08) = 9,02 cm Trong trường hợp này, ứng suất giảm chuyển vi tàng so vời đất lo xo đấu tư Chứơng 13: Tai trọng động GV: Lê đức Thanh BAI TẬP CHƯƠNG 13 13.1 Một vất nàng P nàng lển cao vời bàng hể thong rong roc đờn giàn H.13.24.à Nếu kểo dày càp vời già to'c đểu à, tính lực dày càp Nể'u dung hể tho'ng bà càp rong roc cung kểo dày vời già to'c lưc bào nhiểu? 13.2 Mọt kểt càu nàng vàt nàng P chuyển đọng lển vời già toe (H.13.26) Tính nơi lưc phàt sinh càc thành AB, BC CD 13.3 Mot tru AB co chiểu cào H, diển tích màt càt ngàng F, mođun cho'ng uo'n W, lường riêng Y màng mot vàt nàng P Tru đườc gàn chàt vào mot bể vàn chuyển thểo phường ngàng vời già to'c Hình 13.25 (H.13.27) Chứơng 13: Tai trọng động Hình 13.26 GV: Lê đức Thanh Xem trụ bị ngàm tiết diện A vào bệ, xác định ứng suất pháp ơmạx, ơmin mát cát ngụy cụạ trụ Hình 13.27 Hình 13.28 13.4 Xác định ứng suà't pháp lớn nhà't dày cáp dám I-24 tác dung đong thới cUà lức lức quàn tính hệ đứớc keo len với già tốc (H.13.28) 13.5 Một trục tiệt diện tron AB đứớng kính D màng thành CD tiết diện nhát b.h, đáu thành CD co mọt vát nàng lứớng P, hệ quày quành truc AB với vàn toc n = 210 vg/ph (H.13.29) Tính ứng suát lớn nhát thành CD truc AB Cho: = m; D = cm; h = 2b = cm; P = 0,1 kN kA D à/ kB Hình 13.29 Chứơng 13: Tai trọng động GV: Lê đức Thanh Bỏ qua trọng lượng thân hệ 13.6 Tính tản sỏ' gỏc vả chu kỳ daỏ đỏng cua câc hệ vệ Hình 13.30 13.7 Mỏt dam đơn gian mặt cat hình chư I sỏ' 40 dai m mang mỏt lượng 20 kN ợ giưa nhịp Tính tan sỏ' riêng (0 cua hệ cỏ kệ va khỏng kệ đệ'n lượng dam 13.8 Mỏt dam thệp I24 mang mỏt mỏtợ nạng kN tỏ'c đỏ 200 vg/ph, lực quan tính dỏ khối lượng lệch tam la 0,2 kN (H.13.31) Bỏ qua lượng ban than cua dam va lỏ xỏ, xac định ưng sua't đỏng lợn nha't dam cac trượng hợp sau: a) Dam I24 đat thệỏ n = 200vg/ph Q = 0,2 kN phượng đưng (I) Q = kN b) Dam I24 đạt thệỏ phượng ngang ( ) 13.9 Gia sư hai gỏi tưa c =1,5 kN/cm c = 1,5 kN/cm lỏ xỏ trện dam ợ ỏ H.13.31 thay gối tựa cứng đặt hai lị Hình 13.31 Chứơng 13: Tai trọng động GV: Lê đức Thanh xo dượi đế mòtợ ợ H.13.32 Tính lài ứng suằt đị vịng lơn nha't dằm thếị cà hai trứơng hợp trến Chị: E = 2.104 kN/cm2 13.10 Mòt dam gò tiết diến nhật b.h, cò đau mut thứa gan mòt ròng rọc đế đưa mòt thung trọng lượng Q chứa vạt nạng P lến caò (H.13.33) Hay xết hai trượng hợp: a) vat nang P trếò tròng thung va thung kếò lến vợi gia tò'c a = m/s2 Bò qua trịng lượng dam, day va rịng rọc, tính ứng sua't lợn nha't cua dam Chò: P = 0,5 kN; Q = kN; L = m b) Tròng qua trình dịch chuyến vợi gia tị'c a = m/s2 vật nang P bị rợi x'ng đay thung Tính lai ứng sua't cua dam Chò: H = 0,4 m Chứơng 13: Tai trọng động GV: Lê đức Thanh Hình 13.33 13.11 Một trọng lượng P = 0,5 kN rơi từ độ cao H = 10 cm xuong đau C dam tiết diện chừ nhật b X h = 20 X 40 cm2, dai L = m (H.13.34.a) Tính ừng sua't va độ vong lơn nha't dam Nếu thay gội từa B bang lộ xộ cộ đương kính D = 100 mm, đương kính sợi thếp d = 10 mm, sộ vòng lam việc n = 10 (H.13.34.b) Tính ừng suất va độ võng lơn nha't cua dam Chộ: Edam = 2.104 kN/cm2, Glộxộ = 8.103 kN/cm2 H B A _ L/ a) L/ Hình 13.34 b ) 13.12 Xac định ừng suat cua dam vat bi va chạm ngang (H.13.35) Chộ: a = m; b.h = 20 X 40 cm2 Thanh DB tuyệt đội cừng Chứơng 13: Tai trọng động GV: Lê đức Thanh a) H.3.4 a) b) Giải Dung phứông phap mặt cat ta dê dang vê đứơc biếu đo Nz (H.3.4b) Từ đo ta tìm đứôc ứng suất mat cat ngang moi đoan la: Chương 13: Tai trọng động ... MÔN HỌC SỨC BỀN VẬT LIỆU ( SBVL )- ĐỐI TƯỢNG, NHIỆM VỤ, ĐẶC ĐIỂM MÔN SBVL 1.1.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA SBVL- HÌNH DÁNG VẬT THỂ SBVL nghiên cứu vật thể thực ( cơng trình, chi tiết máy ) Vật thể... (nen), no phu thuộc vao vật liệu va co thứ nguyen J , v v , đơn vị N/m2 , xac _(chieu dài) lưc định tù’ thí nghiệm Bang 3.1 cho trị sô'' E cua mọt sô'' vật liệu E (kN/cm2) Vật liệu B Thép (0,15 -... Mx < ♦ Càch xàc định: Dụng phường trình càn bàng tỉnh hoc xét càn bàng phàn A) hay phàn B) Tư phường trình E Z = ^ Nz Tư phường trình E Y = ^ Qy (2.4) Tư phường trình E M/O = ^ Mx Thí dụ 2.1 Xác