1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

BÀI GIẢNG SỨC BỀN VẬT LIỆU ĐẠI HỌC LIÊN THÔNG

46 267 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 46
Dung lượng 13,97 MB

Nội dung

1.1.1 Khái niệm về trạng thái ứng suất tại một điểm 1.Khái niệm Xét một điểm C trong vật thể cân bằng dưới tác dụng của ngoại lực nếu xét những mặt vô cùng nhỏ khác nhau đi qua C th

Trang 1

BÀI GiẢNG MÔN SỨC BỀN VẬT LiỆU

HỆ ĐẠI HỌC LIÊN THÔNG

CHUYÊN NGÀNH: Xây dựng cầu đường

Giảng viên: Đồng Minh Khánh

Thái nguyên, Năm 2014

BỘ GIÁO DỤC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI

Trang 4

1.1.1 Khái niệm về trạng thái

ứng suất tại một điểm

1.Khái niệm

Xét một điểm C trong vật thể

cân bằng dưới tác dụng của

ngoại lực nếu xét những mặt

vô cùng nhỏ khác nhau đi qua

C thì trên các mặt ấy nói

chung có cả ứng suất pháp và

ứng suất tiếp, nhưng ứng suất

này có giá trị khác nhau tuỳ

theo phương của mặt cắt.

* Tập hợp tất cả các ứng suất

trên mặt cắt đi qua C là trạng

thái ứng suất tại điểm đó.

O

Chương 1: Trạng thái ứng suất – Lý thuyết bền

1.1.Trạng thái ứng suất khối

Trang 5

Người ta đã chứng minh được rằng tại một điểm bao giờ cũng có thể tìm được ba mặt vuông góc với nhau sao cho trên các mặt đó không có ứng suất tiếp(ứng suất tiếp bằng 0) mà chỉ có ứng suất pháp.

* Các mặt trên đó chỉ có ứng suất pháp gọi là mặt chính.

* Những phương vuông góc với mặt chính gọi là phương chính.

Các ứng suất tác dụng lên mặt chính gọi là ứng suất chính ký hiệu là:

với quy ước về giá trị đại số

1, 2, 3

σ σ σ σ σ1 > 2 > σ3

Trang 6

2 Các loại trạng thái ứng suất.

- Nếu cả ba ứng suất chính của một trạng thái ứng suất đều khác 0 ta

có trạng thái ứng suất khối.

- Nếu một ứng suất chính bằng 0 còn hai ứng suất chính khác 0 ta có trạng thái ứng suất phẳng.

- Nếu hai ứng suất chính bằng 0 một ứng suất chính khác 0 ta có ứng suất đường hay trạng thái ứng suất đơn.

Trang 7

1.1.2 Định luật đối ứng của ứng suất tiếp

Nội dung định luật :

Ứng suất tiếp trên hai mặt

vuông góc với nhau có trị số

bằng nhau, cùng đi vào cạnh

chung hoặc cùng đi ra khỏi cạnh

chung của hai mặt đó

Trang 8

1.1.3 Ứng suất trên mặt cắt nghiêng bất kì song song với trục z:

dz

dx dy

α

σ σ

y x

α τ

Trang 10

Ví dụ

Cho phân tố (hình vẽ), các ứng suất có đơn vị

kN/cm2

+ Tính ứng suất trên mặt cắt nghiêng.

+ Tính ứng suất chính của phân tố.

*Bài giải

+ Tính ứng suất trên mặt cắt nghiêng :

Theo quy ước dấu ta có :

σx = - 2kN/cm2 ; σy = 4 kN/cm2 60

4 3

2 3

3 2

4 3

u

0

2; 30 /

α

σ σ

y x

2 0

0 ( 3 ) sin 60 1 , 1 / 60

cos 2

4

2 2

4 2

cm kN

=

Trang 11

43

23

32

43

u

α τ

2 0

0 ( 3 ) cos 60 4 , 1 / 60

sin 2

4

2

cm kN

=

− +

Trang 12

1.2.Thế năng biến dạng đàn hồi - Lý thuyết bền

Trang 13

1.2.2 Thế năng biến đổi thể tích và thế năng biến đổi hình dạng

tt hd

u u = + u

1 2 6

Trang 14

Chương 2: CÁC BIẾN DẠNG CƠ BẢN

2.1.Kéo (nén) đúng tâm- Hiện tượng tập trung ứng suất -Thế

năng biến dạng đàn hồi

2.1.1 Định nghĩa về kéo nén đúng tâm

Thanh chịu kéo nén đúng tâm khi trên mọi mặt cắt của thanh chỉ có một thành phần nội lực là lực dọc Nz.

Trang 16

2.1.2 Ứng suất trên mặt cắt ngang

Z Z

N F

σz

Nz: lực dọc tại tiết diện đang xét

F : diện tích mặt cắt ngang của thanh.

σZ: ứng suất tại mặt cắt ngang đang xét

σZ cùng dấu với NZ (+ khi kéo, - khi nén)

σZ đơn vị thường dùng là daN/cm2

2.1.3 Biến dạng của thanh

dz E

N dz

l

dz E

N dz

l z

ε

Trang 17

Ví dụ:

Tính biến dạng dọc tuyết đối của thanh trên hình

vẽ Biết P1 = 1000daN, P2 = 1500 daN,

p = 200 daN/m, F = 10 cm2, E = 2.106 daN/cm2.

3 P C B

a,

b,

+

N l

E

Trang 18

- Đoạn BC: Lấy gốc trục z tại B, chiều BC ta có biểu thức:

Nz = - 500 – 2z (với z tính bằng cm).

3

P C B

a,

b,-

+

p

7

2 7

200 0

200

0

2 7

14000)

200200

.500

(10.2

1)

500

(10.2

110

.10.2

)2500

=

= - 0,007cm = - 0,07 mm.

Trang 19

2.1.4 Điều kiện bền :

[ ]

ax ax

zm zm

N F

2.1.5 Hiện tượng tập trung ứng suất

1 Trong biến dạng kéo, nén cũng như trong

các biến dạng khác, nói chung khi có các mặt

cắt ngang có sự thay đổi đột ngột về hình dạng

và kích thước thì tại đó ứng suất không phân bố

bình thường nưã Tại lân cận chỗ thay đổi, ứng

suất lớn vọt lên rồi giảm đi nhanh chóng Ứng

suất lớn nhất ở chỗ thay đổi đột ngột mặt cắt

gọi là ứng suất tập trung σtt

2 Rõ ràng là khi tăng ngoại lực thì ứng suất ở

chỗ thay đổi mặt cắt tăng lên và đạt tới trạng thái

giới hạn chảy hoặc giới hạn bền đầu tiên.

Trang 20

2.1.6 Thế năng biến dạng đàn hồi

Giả sử có một thanh bị kéo hay nén trong giới hạn đàn hồi, thanh bị biến dạng, do đó lực đặt vào thanh một công và thanh tích lũy một năng lượng gọi là thế năng biến dạng đàn hồi Nhở thế năng này mà khi bỏ lực, vật thể lại trở về hình dạng kích thước cũ

Công thức cho trường hợp thanh có nhiều đoạn độ cứng và nội lực không đổi:

2 1

N dz

U = ∫

Trang 21

2.2 Xoắn thuần túy thanh thẳng

Trang 22

Thanh bị xoắn thường được gọi là trục.

Trục chuyển, trục động cơ là những thí dụ thường gặp về thanh chịu xoắn.

Trang 23

Bằng phương pháp mặt cắt, ta có nội lực Mz trên mặt cắt ngang một thanh bằng tổng mô men tĩnh đối vói trục thanh của những ngoại lực

Trang 24

Mz > 0 khi nhìn từ pháp tuyến ngoài vào mặt cắt, nó quay thuận chiều kim đồng hồ

Mz < 0 trong trường hợp ngược lại

Trang 29

Chương 3: CHUYỂN VỊ CỦA DẦM

3.1 Khái niệm, phương trình vi phân của đường đàn hồi

3.1.1 Khái niệm

Dưới tác dụng của ngoại lực, trục dầm bị uốn cong, trục cong này gọi là đường đàn hồi của dầm

Trang 30

Thành phần v vuông góc với trục dầm gọi là chuyển vị đứng hay độ võng của điểm K.

Thành phần u song song với trục dầm gọi là chuyển vị ngang của điểm K

ϕ

Thành phần là góc xoay hay chuyển vị góc của mặt cắt chứa

điểm K

Do biến dạng nhỏ: ϕ ( ) ztg ( ϕ ( ) z ) = dv = dy = y z ' ( )

Trang 31

3.1.2 Phương trình vi phân của đường đàn hồi.

0

y <

0

y >

Trang 33

Bài giải

Trang 35

Bài giải

Phương trình vi phân đường đàn hồi trong đoạn AC,CB.

Trang 40

Bài giải

Trang 44

Chương 4: DẦM TRÊN NỀN ĐÀN HỒI

4.1 Khái niệm và các giả thiết

4.1.1 Khái niệm

Khi các bộ phận hay dầm đặt trưc tiếp lên nền, tác dụng của tải trong

được truyền xuống nền bằng áp lực phân bố trên mặt tiếp xúc giữa dầm

và nền Nếu nền có tính đàn hồi thì dầm đặt trực tiếp trên nền được gọi là dầm trên nền đàn hồi, thí dụ như dầm móng, tà vẹt…

Trang 45

4.1.2 Một số giả thiết tính dầm trên nền đàn hồi

* Giả thiết phản lực của nền phân bố theo quy luật bậc nhất: p az b = +

Giả thiết này thô sơ vì thực tế coi dầm là cứng tuyệt đối và nền rất mền Vì vậy hiện nay ít dùng giả thiết này

* Giả thiết coi nền là nửa không gian vô hạn, đồng nhất, đẳng hướng và đàn hồi

* Giả thiết Vincle: Theo giả thiết này cường độ phản lực của nền tại một điểm tỷ lệ với độ lún của nền tại điểm ấy Giả thiết này được biểu thị bằng công thức:

0

;

p kv k k b = =

Trang 46

4.2 Phương trình vi phân đường đàn hồi của dầm trên nền đàn hồi

Ngày đăng: 07/10/2017, 09:45

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

- Xét một phân tố hình lập phương có kích thước các cạnh : dx, dy,  dz  - BÀI GIẢNG SỨC BỀN VẬT LIỆU ĐẠI HỌC LIÊN THÔNG
t một phân tố hình lập phương có kích thước các cạnh : dx, dy, dz (Trang 7)
Cho phân tố (hình vẽ), các ứng suất có đơn vị kN/cm2 - BÀI GIẢNG SỨC BỀN VẬT LIỆU ĐẠI HỌC LIÊN THÔNG
ho phân tố (hình vẽ), các ứng suất có đơn vị kN/cm2 (Trang 10)
1.2.2 Thế năng biến đổi thể tích và thế năng biến đổi hình dạng - BÀI GIẢNG SỨC BỀN VẬT LIỆU ĐẠI HỌC LIÊN THÔNG
1.2.2 Thế năng biến đổi thể tích và thế năng biến đổi hình dạng (Trang 13)
hình vẽ, biết P1 = 20 (KN); P2= 50KN ; P 3 = 70 (KN). - BÀI GIẢNG SỨC BỀN VẬT LIỆU ĐẠI HỌC LIÊN THÔNG
hình v ẽ, biết P1 = 20 (KN); P2= 50KN ; P 3 = 70 (KN) (Trang 15)
Tính biến dạng dọc tuyết đối của thanh trên hình vẽ. Biết P1 = 1000daN, P2 = 1500 daN, - BÀI GIẢNG SỨC BỀN VẬT LIỆU ĐẠI HỌC LIÊN THÔNG
nh biến dạng dọc tuyết đối của thanh trên hình vẽ. Biết P1 = 1000daN, P2 = 1500 daN, (Trang 17)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w