Tài Liệu Sức Bền Vật Liệu

SỨC BỀN VẬT LIỆU MECHANICS OF MATERIALS STRENGTH OF MATERIALS GIỚI THIỆU MÔN HỌC • • • • KHOA GD Số tiết Kiểm tra Hình thức thi KHOA CƠ KHÍ 45t (3 tín chỉ) Giữa kỳ + BT Tự luận SỨC BỀN VẬT LIỆU LÀ GÌ? • Là môn học kỹ thuật sở, cung cấp kiến thức cho nhiều ngành: xây dựng, khí, thủy lợi, giao thông, vận tải, hàng hải, hàng không, … • Nghiên cứu tính chất chịu lực vật liệu để đề phương pháp tính độ bền, độ cứng độ ổn định vật thể TÀI LIỆU THAM KHẢO SBVL – Đỗ Kiến Quốc (chủ biên) SBVL – Lê Hoàng Tuấn Bài tập SBVL SBVL – Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng NỘI DUNG MÔN HỌC • • • • • • • Chương Chương Chương Chương Chương Chương Chương Khái niệm Kéo-nén tâm Đặc tính hình học mặt cắt ngang Uốn phẳng thẳng Chuyển vị dầm chịu uốn Xoắn túy Thanh chịu lực phức tạp Chương KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 Đối tượng nghiên cứu-Nhiệm vụ môn học 1.2 Giả thuyết vật liệu 1.3 Các loại biến dạng 1.4 Đặc điểm môn học 1.5 Ngoại lực 1.6 Nội lực 1.7 Biểu đồ nội lực 1.8 Ứng suất – Trạng thái ứng suất- Mối quan hệ ứng suất nội lực 1.9 Mối quan hệ M, Q, q MỤC TIÊU Nhận dạng dạng toán vật rắn biến dạng Nhận biết ngoại lực, dạng nội lực Phân biệt thành phần ứng suất Mối quan hệ đại lượng q, Q, M để vẽ biểu đồ nội lực 1.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu vật rắn thực hay vật rắn có biến dạng Chủ yếu hệ  Thanh chịu nén dọc trục  Trục chịu xoắn  Dầm chịu uốn Thí dụ 1.3 • Vẽ biểu đồ nội lực dầm q P=5qa A B C 2a a 3qa qa Qy 4qa Y=3qa q P A B C 2a a 3qa qa Qy Mx N=4qa 4qa 4qa2 Thí dụ 1.4 P=qa A q C a a m=2qa2 B D a 2a 2qa qa Qy qa Mx qa2 2qa 3qa 3qa 3,5qa Y=2qa A P=qa C a m=2qa2 q D a B E a 2a 2qa qa Qy qa Mx qa2 2qa 3qa 3qa 3,5qa N=qa 1.8 ỨNG SUẤT 1.8 ỨNG SUẤT τzy>0 90 z σz>0  σ >0 hướng mặt cắt y  τzy>0 đứng từ chiều dương trục x nhìn vào mặt yoz thấy chiều τyz chiều trục z z quay theo chiều kim đồng hồ góc 90 mp (yoz) 1.8 ỨNG SUẤT • Trạng thái ứng suất điểm M tập hợp vectơ ứng suất tất mặt cắt qua M • Phân loại TTUS khối TTUS phẳng TTUS đơn ĐƠN VỊ ỨNG SUẤT Hệ thống SI: lực/chiều dài2 N/m2 pascal 1Pa=1N/m2 Foot-Pound-second: psi (pounds/ square inch) ksi (kilopounds(kip)/ square inch), 1kilopound=1kip=1000lb C – ĐƠN VỊ 35 36 1.8 MỐI QUAN HỆ GIỮA ỨNG SUẤT VÀ NỘI LỰC N z = ∫ σ z dF M x = ∫ σ z ydF Q y = ∫ τ zy dF M y = ∫ σ z xdF F F Qx = ∫ τ zx dF F F F M z = ∫ (τ zy x − τ zx y ) dF F 1.9 MỐI QUAN HỆ GIỮA MOMEN UỐN, LỰC CẮT, TẢI TRỌNG PHÂN BỐ ∑ Y = → ( Q y + dQ y ) − Q y − qdz = dz ∑ m ( P ) = → ( M + dM ) − M − Q dz − q O2 dQ y dz i x =q x dM x = Qy dz x y 2 =0 d Mx =q dz Kết : trình tính toán ta • Sử dụng phép tính vi tích phân, tức nghiên cứu phân tố bé để suy vật thể lớn • Sử dụng sơ đồ không biến dạng, tức xem điểm đặt ngoại lực không đổi vật thể biến dạng • Áp dụng nguyên lý độc lập tác dụng: « Nếu vật thể chịu tác dụng đồng thời nhiều nguyên nhân kết tổng kết nguyên nhân tác dụng riêng lẻ gây ra» TỔNG KẾT CHƯƠNG Tải trọng NGOẠI LỰC Vật rắn Biến dạng NỘI LỰC Vẽ biểu đồ Tìm: PTCB t.học Phản lực lk Thanh & hệ PPMC PTMC ngang Xét CB đoạn & dùng ptcb tìm nội lực Tìm vị trí nguy hiểm Áp dụng Cthức để tính toán [...]... các yêu cầu • Độ bền không bị phá hoại (vỡ, nứt, …) • Độ cứng biến dạng và chuyển vị nằm trong phạm vi cho phép • Độ ổn định bảo toàn hình thức biến dạng ban đầu 1.2 GIẢ THUYẾT VẬT LIỆU Giả thuyết 1 Vật liệu có tính liên tục, đồng chất và đẳng hướng  Liên tục không có lổ hổng  Đồng chất tính chẩt cơ học và vật lý tại mọi điểm của vật liệu giống nhau  Đẳng hướng tính chất cơ học và vật lý xung quanh... vật lý tại mọi điểm của vật liệu giống nhau  Đẳng hướng tính chất cơ học và vật lý xung quanh một điểm và theo hướng bất kỳ như nhau 1.2 GIẢ THUYẾT VẬT LIỆU Giả thuyết 2 Vật liệu đàn hồi tuyệt đối và tuân theo định luật Húc Giả thuyết 3 Biến dạng của vật thể là bé 1.3 CÁC LOẠI BIẾN DẠNG • Biến dạng dài F  Biến dạng dài tuyệt đối ∆l = l1 − l l l1  Biến dạng dài tương đối δdx εx = dx δdy εy = dy δdz... B1 B2 1.4 ĐẶC ĐIỂM MÔN HỌC • Khảo sát nội lực và biến dạng của vật thực, nhưng vẫn áp dụng cơ học lý thuyết • Môn học là môn khoa học thực nghiệm với phương pháp nghiên cứu như sau Quan sát thực tế Đề ra các giả thuyết và tính toán Thí nghiệm kiểm tra 1.5 NGOẠI LỰC Là lực tác dụng của môi trường bên ngoài hay vật thể bên ngoài lên vật thể đang xét Ngoại lực gồm: 1 Tải trọng đã biết trước gồm Lực... 1.6 NỘI LỰC Phương pháp mặt cắt 1.6 NỘI LỰC (BÀI TOÁN PHẲNG) 1.6 NỘI LỰC Phương pháp phân tích  Xác định pllk bằng cách xét cân bằng toàn hệ  Tưởng tượng cắt vật thể bằng một mặt phẳng vuông góc với trục thanh  Xét cân bằng cho một phần vật thể Thí dụ 1.1 Xác định nội lực tại mặt cắt C  ∑ Fx = 0  ⇒ NC = 0  ∑ Fy = 0  ⇒ VC = −58,8N  ∑ MC = 0  ⇒ MC = −5,69N.m Thí dụ 1.2 Xác định nội lực... Ngoại lực gồm: 1 Tải trọng đã biết trước gồm Lực phân bố (phân bố thể tích, bề mặt, đường thẳng) Lực tập trung, mômen (ngẫu lực) 1.5 NGOẠI LỰC 2 Phản lực Là lực phát sinh tại nơi tiếp giáp giữa hai vật thể Phương trình cân bằng ∑ F = 0  ∑ M O Fi = 0 ( ) 1.5 NGOẠI LỰC • Bài toán phẳng ∑ FX = 0  ∑ FY = 0  ∑ M O Fi = 0 ( ) • Bài toán không gian ∑ FX = 0  ∑ FY = 0  ∑ FZ = 0  ∑ M X