Tổng hợp toàn bộ kiến thức liên quan môn sức bền vật liệu Dạng tl: giáo trình
SỨC BỀN VẬT LIỆU τ σ Chương I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN !"#$%&'()#*' (+,) -##,#. #*' (+/)#$%#0$ #/1#*'/23##,#*')456 #0$!7!77 Tải trọng l ngoại lực . 8 Tải trọng: 1.1. Nhiệm vụ của môn học Sức bền vật liệu (SBVL). Các bộ phận của máy móc, công trình cần: - đảm bảo đủ độ bền - đảm bảo đủ độ cứng - đảm bảo độ ổn định SBVL nghiên cứu các nguyên tắc chung, làm cơ sở cho việc tính toán các chi tiết, bộ phận của máy móc công trình theo độ bền, độ cứng và độ ổn định. 9#: '#)#;$<5=> ?$@A)?$@/B C5)@#D# $E!")F$&;#5=!")F$GHIJKLM )#N$#/1#*',) Đủ độ bền:@#O$#4,P)@",) Q$N:5N$E R) )'Q$N#*'$S)7 Đủ độ cứng: )"!$=,) T'S)#3#U#! Q$)N# VW:,:5, # !)F#&X /1#U:<##5UR; ###$#0$#F7 Ổn định,P5, #Y)#Z 5W5'0$#*'@#O$ Q$U#N$,)7 SBVL là môn khoa học được xây dựng trên cơ sở một số giả thuyết xuất phát từ những thực nghiệm cho phép đơn giản hoá nhiều vấn đề phức tạp, nhưng vẫn giữ được những tính chất cơ bản của hiện tượng được nghiên cứu. Mục đích và động lực phát triển của SBVL giải quyết mâu thuẫn giữa thoả mãn các yêu cầu về độ bền, độ cứng và độ ổn định với yêu cầu tiết kiệm nguyên vật liệu, giảm giá thành7 HIJK)#;$<5=<#;!<SN #*'###))@:/Ythanh. HX/1##@Q$,)#;$#*'HIJK% ##::4##U#1%:5W ##!")F$#'$)F:!1#*'##: #[$"#1%\@#O$): Y)\@#O$ 5#]VZY!!"#$%9) )@:M HIJK:##D&^[$"#0$]))T' ##:##D5,_ J"?777!3)## :[$"#1%7)%$5)@!=HIJK:< 0)@;#Q$'%)@$# ])!3)##[&(Z/-#D7 8 1.2. Lực và biến dạng. Nội lực: lực liên kết giữa các phần tử của vật thể )T# !"%AY)/3)U/Y'!`O7 Ngoại lực: tác động cơ học #*'##!"%@ #"#*':)R5 ) !"%# (V:'S)U/#3##*'!"% :'S)<)-#a'Z'nội lực phụ. _#O#*'!"%)1#Y)U/! #3#5'0$) Y)-#)#/1 #) tính chất đàn hồi. J"%hoàn toàn đàn hồi@$&'$)5b,) !"% ^Y)U/!#3# 5'0$ Biến dạng biến mất sau khi bỏ tải được gọi là biến dạng đàn hồi. J"%không hoàn toàn đàn hồi:@$ Y)-# #/1!"%6# !Q$:<)3)Y 4&'$)5b,)!"% ^Y)U/!#3#5'0$:AY) :<5)@/Y 4G3'bL7 Phần biến dạng không biến mất sau khi bỏ tải gọi là biến dạng dư hay biến dạng dẻo 7 8 1.3. Các giả thuyết cơ bản của SBVL. 8 1. Trong giới hạn được xét vật liệu được coi là hoàn toàn đàn hồi, 2. Trong giới hạn được xét hệ thức giữa lực và biến dạng của vật thể là bậc nhất (định luật Húc). 3. Vật liệu cấu thành vật thể có tính chất liên tục , đồng nhất và đẳng hướng . 47Biến dạng do ngoại lực gây ra rất nhỏ so với kích thước của vật thể nên có thể bỏ qua khi xác định tải trọng và phản lực liên kết. K?$@HIJK - lý thuyết tuyến tính và gần đúng [...]... đồ tính toán P A A l B 1 5 Ngoại lực và nội lực Ngoại lực là những lực do môi trường, do các vật thể kế cận tác dụng lên vật thể được xét Ngoại lực = tải trọng , phản lực liên kết Tải trọng = lực chủ động Phản lực liên kết là những lực ở những vị trí liên kết giữa vật thể đang được xét với những vật thể xung quanh khi có tác dụng của tải trọng M P A VA MA C B Các loại tải trọng: * Lực tập trung , lực... tĩnh định: số thành phần phản lực liên kết bằng số phương trình cân bằng tĩnh học và nếu các liên kết được bố trí hợp lý thì có thể xác định được các thành phần phản lực liên kết bằng tĩnh học Bài toán siêu tĩnh : số thành phần phản lực liên kết lớn hơn số phương trình tĩnh học (cần phải lập thêm các phương trình bổ sung) SBVL chỉ nghiên cứu phần nội lực phụ xuất hiện khi vật thể chịu tác dụng của ngoại... ;Q = 2,12P; M = 1,29PR; φ = 90o ;N = P;Q = 2P; M = – 3PR; 45 Q 2P – 3PR M φ = φ1 = 63o26’; N = 0 • 1.11 Ứng suất - Điều kiện bền dF σ dN dR dQ p τ (1 6) Đơn vị đo lường của ứng suất là Pa (N/m2) và MPa σ max ≤ [σ ] [σ ] = σ gh n (1 7) (1 9) τ max ≤ [τ ] (1 8) n - hệ số an toàn ... Phân loại các chi tiết của máy móc công trình và sơ đồ tính toán 1.4.1 Phân loại các chi tiết của máy móc, công trình a/ Khối d/ Thanh thẳng b/ Bản e/ Thanh cong c/ Vỏ g/ Thanh không gian Thanh là một vật thể hình học được tạo thành bởi một hình phẳng F dịch chuyển dọc theo đường tựa S sao cho trọng tâm của F luôn nằm trên S và F luôn nằm trong mặt phẳng pháp tuyến của S S được gọi là trục thanh và... nội lực phụ xuất hiện khi vật thể chịu tác dụng của ngoại lực • 1.6 Phương pháp mặt cắt P1 P1 y P2 z x Sáu phương trình cân bằng xác định sáu thành phần nội lực : y z M P2 x P P1 My y Mz Qy P2 ∑ X i -tổng hình chiếu của ngoại lực z Qz Nx Mx x ở một bên mặt cắt xuống trục x Nx - thành phần lực dọc của nội lực trên mặt cắt; • 1.7 Biểu đồ nội lực Quy ước về dấu của các thành phần nội lực M Q M N N Q Lực... x3 M2=3M –2M = M =const 3M Đoạn CD l1 + l2 ≤ x3 ≤ l1 + l2 + l3 M M3 = 3M – 2M – 3M -2M = – 2M = const 2 Bảng 1 q P Mo l l Mo Mo l ql2/2 Pl P q l a b l ab P a+b Mo MO a P a Pa Mo ql 2 8 q a qa 2 2 • 1.8 .Quan hệ giữa cường độ tải trọng, lực cắt ngang và momen uốn q(x) Q(x) + q(x)dx –[Q(x) + dQ] = 0 q(x) dQ ( x) q( x) = dx M(x) M(x)+dM(x) x dx Q(x) dx Q(x)+dQ(x) dx − [ Q( x ) + dQ ] dx + M ( x ) + dM (... 1.9.1 Áp dụng nguyên lý cộng tác dụng Thí dụ 1.5 Vẽ biểu đồ momen uốn của dầm P=6kN q=2kN/m MO=4kNm (a) 1m 4m 6 (b) 3 (c) (d) 4 2 6 4 4 (e) 1 4 • 1.9.2 Vẽ theo từng mặt cắt Theo tải trọng đã cho và theo liên hệ vi phân (1 1) sẽ nhận xét dạng của các biểu đồ và từ đó xác định số điểm cần thiết đê vẽ được từng đoạn biểu đồ nội lực Thí dụ 1.6 Vẽ biểu đồ momen uốn và lực ngang của dầm chịu tải trọng như hình... hình vẽ 20kN 30kN/m ∑ M B = 0 ; D = 22,5 kN; 20kN ∑ M D = 0 ; B = 47,5 kN A MA= 0;MB = - 20 1= - 20 kNm 1m B B MC = - 20 2+ 47,5 1= 7,5 kNm; MD = 0 C 1m 1m 27,5 7,5 -20 -20 DD E -22,5 7,5 8,44 • 1.10 Quan hệ giữa tải trọng, lực cắt ngang và momen uốn trong thanh cong phẳng • O dN Q = − + t; ds ρ dφ dQ N M = + q; N Q q m ds ρ dM = Q + m ds=ρdφ t ds ρ - bán kính cong của trục thanh; ds - chiều dài của... tải trọng động Tải trọng tĩnh tăng chậm theo thời gian cho đến khi đạt tới trị số cuối cùng sẽ dừng lại không thay đổi Tải trọng động gây ra gia tốc lớn vì thế không thể bỏ qua lực quán tính Ba loại liên kết thường gặp: Gối đỡ bản lề di động H Gối đỡ bản lề cố định Ngàm R R M H R H R H R R1 R2 Xác định các thành phần phản lực từ điều kiện cân bằng Bài toán phẳng R R ∑ X = 0 ; ∑Y = 0 ; ∑ M A = 0