Sức bền vật liệu

Chương 1: Xác Định nội lực mặt cắt vẽ biểu Đồ nội lực Phương pháp giải tìm nội lực và vẽ biểu đồ nội lực

Objectives/Đối tượng nghiên cứu

Phân loại theo dạng hình học

Chi tiết dạng Thanh (bar, beam, truss, frame)

Chi tiết dạng Tấm, vỏ (Plate, shell structures)

Chi tiết dạng Khối (solid structures)

Kích thước một phương lớn hơn 20 lần kích thước các

Kết cấu biến dạng được

2.2 Mission/ Nhiệm vụ của môn học

4 Learning Resources/ Tài liệu học tập

 Reference/Tài liệu tham khảo:

[1] R.C Hibbeler, Mechanics of Material, 9th Ed., Pearson, 2015

[2] Phạm Ngọc Khánh, Vũ Văn Thành, Bài tập sức bền vật liệu, nhà xuất bản Xây dựng, 2006.

[3] Lê Thanh Phong, Sức bền vật liệu, Đh Spkt.Tp.HCM

[1] Đỗ Kiến Quốc, Sức bền vật liệu, NXB ĐHQG TP.HCM-2004

[2] Bùi Trọng Lựu, Nguyễn Văn Vượng, Bài tập sức bền vật liệu, nhà xuất bản Giáo dục, 1999.

Keywords (từ khóa)

Axial loading members

Structural members in torsion

External forces (Ngoại lực)

Tải trọng PL liên kết

Là lực chủ động, trong đó vị trí, tính chất và trị số cho trước

Lực tác dụng của môi trường hay của các vật thể khác lên vật khảo sát

Là lực thụ động, phát sinh tại nơi có liên kết, khi có tác dụng của tải trọng Tải trọng bản thân

Tải trọng gió, động đấtThay đổi nhiệt độ t.

Tải trọng (loads)

Liên kết gối cố định

Liên kết gối di động

Liên kết ngàm

Static problem (Bài toán tĩnh)

External forces Phản lực liên kết

Phản lực liên kết (chưa biết) External forces

Các phương trình cân bằng tĩnh học Đối tượng khảo sát

Strains (biến dạng)

Biến dạng: là sự thay đổi hình dáng, kích thước của chi tiết khi chịu tác dụng của ngoại lực.

+ Biến dạng dài tuyệt đối:

+ Biến dạng dài tương đối:

- Biến dạng góc (Biến dạng trượt)

 C’ Chuyển vị: là sự thay đổi vị trí của một điểm thuộc vật trước và sau khi vật bị biến dạng.

Chuyển vị bé , AA’ small

Twist angle  is small Chuyển vị: là sự thay đổi vị trí của một điểm thuộc vật trước và sau khi vật bị biến dạng.

Chuyển vị: là sự thay đổi vị trí của một điểm thuộc vật trước và sau khi vật bị biến dạng. z z

 Nội lực là lực phát sinh bên trong vật thể nhằm chống lại biến dạng gây ra do tải tác dụng

 Cách xác định nội lực: sử dụng phương pháp mặt cắt

 Nội lực là lực phát sinh tại một điểm vật liệu bên trong kết cấu chịu tải

 Nội lực phụ thuộc vào vị trí điểm vật liệu khảo sát, ngoại lực tác dụng lên vật.

 Nội lực cân bằng với ngoại lực tác dụng lên vật.

 Thu gọn hệ nội lực phân bố về tâm tiết diện ngang

 Các thành phần nội lực trong bài toán thanh

=> Ứng suất bằng cường độ của nội lực trên một đơn vị diện tích

Vi phân nội lực Vi phân diện tích

 Ứng suất tại một điểm:

 Thứ nguyên của ứng suất: [lực]/[chiều dài] 2

+ : Ứng suất pháp (normal stress)

: Ứng suất pháp : Ứng suất tiếp

+ : Ứng suất tiếp (shear stress)

 Ý nghĩa của ứng suất: ứng suất tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho khả năng chịu đựng của vật liệu tại điểm đó và là tiêu chí để kiểm tra bền.

Phương pháp giải tìm nội lực của mặt cắt

Lưỡi cưa chịu một lực đẩy như hình vẽ Xác định nội lực

mặt cắt a- a, và mặt cắt b- b tại D

𝐁𝟏 : X é t m ặt c ắt a−a bê n ph ải

𝐁𝟐 : Ph ươ ngtr ì nhc ânb ằng

𝐁𝟒 : Ph ươ ngtr ì nhc ânb ằng

Exercise 3: Xác định thành phần nội lực tại một mặt cắt qua điểm C

Xác định thành phần nội lực tại mặt cắt qua điểm D và

E Điểm E là ngay bên phải của tải 3 kip.

𝐁𝟔 : Ph ươ ngtr ì nhc ânb ằng

𝐁𝟖 : Ph ươ ngtr ì nhc ânb ằng

Exercise 5: Thân của bu lông vòng có đường kính chịu lực như hình

Xác định thành phần nội lực phát sinh trên mặt cắt a – a

Exercise 6: The beam shown in Figure Determine the resultant internal normal force, shear force, and bending moment at section a–a.

Exercise 7: Cho dầm AB chịu liên kết và chịu lực như Hình Xác

định thành phần nội lực mặt cắt tại C và D. Đáp án:

𝐁𝟏 : Giải phóngli ê nk ế t cho AB

Cho dầm AB chịu liên kết và chịu lực như Hình Xác

định thành phần nội lực mặt cắt tại C. Đáp án:

định thành phần nội lực mặt cắt tại D. Đáp án:

Exercise 10: Cho dầm AB chịu liên kết và chịu lực như Hình Xác định thành phần nội lực mặt cắt tại D. Đáp án:

Cho thanh AB chịu liên kết và chịu lực như Hình Xác

định thành phần nội lực mặt cắt tại E. Đáp án:

𝐁𝟏 : Giải phóngli ê nk ế t cho AB

Cho thanh AB chịu liên kết và chịu lực như Hình Xác

định thành phần nội lực mặt cắt tại D. Đáp án:

định thành phần nội lực mặt cắt tại C. Đáp án:

Cho hệ thanh chịu liên kết và chịu lực như Hình Xác

định nội lực mặt cắt tại điểm E.

Exercise 15: : Cho 2 dầm AC và CD chịu liên kết và chịu lực như Hình Biết tại C là liên kết khớp xoay Xác định thành phần nội lực mặt cắt tại E. Đáp án:

2 Tính phản lực liên kết

B1: Giải phóng liên kết B2: Viết phương trình cân bằng và giải phương trình cân bằng

3 Hướng dẫn vẽ nhanh biểu đồ nội lực a Vẽ biểu đồ lực cắt Lưu ý vẽ từ trái sang phải( không vẽ ngược lại) B1: Điểm đầu tiên bên trái ta giống lên lại hình nếu không có lực tập trung ta vẽ 1 điểm có giá trị là 0 tại trục trung hòa còn nếu có lực tập trung là có bước nhảy:

( là nhảy lên trên +; là nhảy xuống dưới )

B2: Các điểm tiếp theo ta tính theo công thức:

Nếu điểm cuối cùng tính về giá trị bằng 0 là vẽ đúng

3 Hướng dẫn vẽ nhanh biểu đồ nội lực b Vẽ biểu đồ moment uốn Lưu ý vẽ từ trái sang phải (không vẽ ngược lại) B1: Điểm đầu tiên bên trái ta giống lên lại hình nếu không có moment tập trung vẽ 1 điểm có giá trị là 0 tại trục trung hòa còn nếu có moment tập trung là có bước nhảy:

( là nhảy lên trên ; là nhảy xuống dưới )

B2: Các điểm tiếp theo ta tính theo công thức: + − ¿ ( 𝑴 𝒙 )

Vẽ biểu đồ nội lực

∑ F Y = 0 ↔ Y A − qa − 2 qa + Y C =0 → Y A =3 qa − 7 6 qa = 11 6 qa

𝐁𝟏 : Giải phóngli ê nk ế t cho ABC

𝐁𝟏 : Giải phóngli ê nk ế t cho AC

4 Hướng dẫn vẽ biểu đồ nội lực sử dụng phương pháp mặt cắt

 Bước 1: Giải phóng liên kết

 Bước 2: Viết phương trình cân bằng và tìm phản lực liên kết

 Bước 3: Xét từng mặt cắt (thông thường số mặt cắt sẽ theo số khoảng cách đề cho)

 Vẽ mặt cắt đặt ngoại lực và nội lực vào mặt cắt

 Viết 2 phương trình cân bằng:

 Bước 4: Vẽ biểu đồ Lực cắt , biểu đồ Mô men uốn )

Exercise 22: Vẽ biểu đồ nội lực phát sinh trong dầm bằng phương pháp mặt cắt như Hình

Tính giá trị cực trị: vào (1)