Tiểu luận - sức bền vật liệu - đề tài - Lý Thuyết Nội Lực - Ngoại Lực

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TÂY KHOA XÂY DỰNG SỨC BỀN VẬT LIỆU .****….***….***… NHÓM THỰC HIỆN: LỚP XD12D03 A NGOẠI LỰC 1.Khái niệm: - Lực vật TD vào Vật thể - Gồm tải trọng phản lực liên kết Lý thuyết nội lực - ngoại lực M AA PP q q BB -Lực tập trung ( P), lực phân bố ( q ), mômen tập trung ( M) B NỘI LỰC 1.Khái niệm: - Độ tăng lực phân tử - Cách xác định: Phương pháp mặt cắt, phương pháp nhận xét ( liên hệ vi phân ) 2.Mối liên hệ nội lực ngoại lực: n Lực PX  z 0  N z   Z  Pi  dọc i 1 x n 0  Q x   X  Pi   my  mz A i 1  Y 0   mx PX n QY   Y  Pi  PX Lực cắt i 1 n 0  M x   m x  Pi  P2 PX i 1 n 0  M Y   m y  Pi  PX Mômen uốn i 1 n 0  M z   m z  Pi  i 1 PX S P1 Mômen xoắn x zx K z z zy y Xác định nội lực vẽ biểu đồ nội lực • Vẽ biểu đồ nội lực phương pháp mặt cắt • Vẽ biểu đồ nội lực phương pháp nhận xét • Ngồi ra, cịn có phương pháp cộng tác dụng a) Vẽ biểu đồ nội lực cho dầm phương pháp mặt cắt P1 P3 y z P x z P My y P3 P3 P2 P1 y Qz Nx z M x P -Bước 1: Xác định phản lực liên kết (nếu cần) ∑X =0 • Phương trình cân bằng: (dạng 1) Mz Qy P2  Vẽ biểu đồ nội lực phương pháp mặt cắt Mx x • Phương trình cân (dạng 2): ∑Y ∑X =0 =0 ∑M/B =0 ∑M/A =0 - Bước 2: Phân đoạn cho dầm: ∑M/o =0 -Bước 3: Áp dụng phương pháp mặt cắt xác định nội lực đoạn Tìm NZ: Lập ∑Z =0 → NZ =? Tìm QY: Lập ∑Y =0 → QY =? Tìm MX: Lập ∑MO =0 → MX =? (∑M lấy trọng tâm mặt cắt xét) -Bước 4: Vẽ biểu đồ nội lực,chọn tỉ lệ vẽ Biểu đồ Nz: Không quy ước Biểu đồ Qy: Mang giá trị dương nằm trục chuẩn Biểu đồ MX:Mang giá trị dương nằm trục chuẩn  Quy ước dấu: - Lực dọc Nz : Dương có chiều hướng khỏi mặt cắt - Lực cắt QY: Dương ngoại lực tác dụng làm cho phần dầm ta xét quay thuận chiều kim đồng hồ - Mơmen uốn Mx:Dương làm cho thớ dầm bị căng M Q N Phần bên trái M Q N Phần bên phải b) Vẽ biểu đồ nội lực phương pháp nhân xét (liên hệ vi phân)  Trình tự giải toán: - Bước 1: Xác định phản lực liên kết - Bước 2: Phân đoạn cho dầm - Bước 3: Áp dụng phương pháp nhận xét vẽ biểu đồ nội lực -Bước 4: Vẽ biểu đồ lực cắt QY:(áp dụng đoạn có lực phân bố) QP = Q T ± A q - Bước 5: Vẽ biểu đồ momen MX: MP = MT ± AQ  Các hình thức chịu uốn dầm ngang phẳng • Uốn tuý phẳng: MX ≠ O ; QY =0.Chỉ có ứng suất pháp z MX gây ra; τ zy =0 - Dầm chịu uốn tuý phẳng mặt cắt ngang dầm có thành phần nội lực momen uốn,khơng có lực cắt -Dầm chịu uốn ngang phẳng: Mx ≠ 0; QY = Có z Mx gây zy Qy gây -Dầm chịu uốn ngang phẳng mặt cắt ngang dầm có hai thành phần nội lực momem uốn lực cắt VD2: - Cho dầm có kích thước sơ đồ hình vẽ, Biết AB có l = 2m, P = 20(KN) , q= 10(KN/m) Giải Bước 1: Ta thấy biểu đồ chịu tải lực đối xứng -Tính vẽ biểu đồ nội lực cho dầm phương pháp nhận xét Bước 2: Chia dầm AB thành đoạn : AC BC Bước 3: Vẽ biểu đồ lực cắt Qy: P=20kN q=10kN/m A B 2m - Tại A: có lực tập trung VA nên biểu đồ Qy có bước nhảy chiều với lực tập trung có trị số -Tại C: Qc=QA-Aq = 20-10=10(KN) -Tại C: Qc=10-20=-10(KN) -Tại B: QB=Qc-Aq=-10-10=-20 (KN) -Tại B: QB=20+(-20)=0 (KN) Bước 4: Vẽ biểu đồ momen Mx -Tại A: MA=0 (KN.m) -TạiC: Mc=MA+AQ=0+(20+10)/2=15(KN.m) -Tại C có lực tập trung P tác dụng nên biểu đố mômen bị gãy khúc -Tại điểm B MB=MC-AQ=15-15=0 (KN.m) VA P=20kN q=10kN/m VB A HA B 2m 20kN 10kN Qy (kN) 10kN 20kN Mx (kNm) 15 kNm CHƯƠNG Kéo (nén) tâm  Thanh chịu kéo (nén) tâm có thành phần nội lực lực dọc - Thanh chịu kéo (nén) tâm lực có chiều hướng khỏi mặt cắt ngang (hình a) Nz > Hình a - Thanh chịu kéo (nén) tâm lực có chiều hướng vào mặt cắt ngang (hình b) Nz < Hình b 2.1 ĐIỀU KIỆN BỀN – CÁC BÀI 1/ Bài tốn 1: BÀI TỐN KIỂM TRA TOÁN CƠ BẢN VỀ CƯỜNG ĐỘ: THEO ĐIỀU KIỆN BỀN ( Kiểm tra theo điều kiện cường độ ) 2.1.1 ĐIỀU KIỆN BỀN: - Ứng suất phải thỏa mãn N  Z  Z    điều kiện không vượt ứng suất cho A phép: N Z  Z A    2.1.2 ĐIỀU KIỆN BIẾN DẠNG: - Biến dạng phải thỏa mản điều kiện không vượt qua biến dạng cho phép l  N Z l  l  A.E 2.1.3.BA BÀI TOÁN CƠ BẢN VỀ CƯỜNG ĐỘ -Vật liệu dẻo:    k   n    max  -Vật liệu dòn: NZ   k A        n    +Vùng kéo:   N Z   k max A + Vùng nén:   N Z    n A CHƯƠNG *Khái niêm: - Đặc trưng hình học hình phẳng đặc trưng ảnh hưởng đến khả chịu lực kết cấu - Ngồi đặc trưng diện tích (A) hình phẳng cịn có số đặc trưng khác như: momen tĩnh (S) momen quán tính (I), momen kháng uốn (W) 4.1.CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT NGANG 4.1.1 Momen tĩnh (S) - Momen tĩnh trục x: Đặc trưng hình học mặt cắt ngang Sx = yc *A (cm3) - Momen tĩnh trục y: Sy= xc *A (cm3) CHÚ Ý: _Momen tĩnh hình phức tạp tởng momen tĩnh hình đơn giản cấu thành hình phức tạp đó: _Tọa độ trọng tâm hình phẳng: Sy  x    c A + Hình đơn giản:   y Sx c  A  4.1.2 Momen quán tính I (cm4) * Các dạng momen quán tính a) Momen quán tính trục _ Momen quán tính trục x: I x  y dA A _ Momen quán tính trục y: I y  x dA A b) Momen quán tính độc cực:  Sy   xc  A  + Hình phức tạp:  Sx    yc  A  I  I x  I y c) Momen quán tính ly tâm: I xy  xydA A