Cơ lý thuyết

The First Edition CHƯƠNG: 01 CƠ HỌC LÝ THUYẾT: TĨNH HỌC ThS Nguyễn Phú Hoàng CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN – HỆ TIÊN ĐỀ TĨNH HỌC Khoa KT Xây dựng Trường CĐCN Đại học Đà Nẵng © 2003 The McGraw-Hill Companies, Inc All rights reserved The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học Nội dung chương 1: 1.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC 1.2 CÁC TIÊN ĐỀ TĨNH HỌC 1.3 MÔ MEN CỦA LỰC 1.4 LIÊN KẾT VÀ PHẢN LỰC LIÊN KẾT © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng Trang - The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.1.Các khái niệm Tĩnh học 1.1.1.1 Vật rắn tuyệt đối Là loại vật rắn có hình dáng thể tích khơng thay đổi tác động từ bên 1.1.1.2 Trạng thái cân Trạng thái học vật rắn tuyệt đối quy luật chuyển động vật rắn không gian theo thời gian Trạng thái cân trạng thái học đặc biệt vật rắn cho chất điểm thuộc vật có gia tốc khơng Có hai dạng cân vật: + Tịnh tiến thẳng + Vật đứng yên (có thêm tính chất vận tốc 0) 1.1.1.3 Lực © 2014 ThS Nguyễn Phú Hoàng Trang - The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.1.Các khái niệm Tĩnh học © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng Trang - The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.1.Các khái niệm Tĩnh học © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng Trang - The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.1.Các khái niệm Tĩnh học Các đặc trưng lực :  F - Điểm đặt - Phương chiều A - Độ lớn l  Với : l đường tác dụng lực Hình 1.1 * Ký hiệu lực: F  N ; © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng N  kg.m / s Trang - The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.1.Các khái niệm Tĩnh học 1.1.2.1 Hệ lực Là tập hợp nhiều lực tác động lên đối tượng khảo sát + Ký hiệu hệ n lực sau: F , j j  1, n 1.1.2.2 Hệ lực tương đương + Hai hệ lực gọi tương đương với học hai hệ lực gây kết học vật + Ký hiệu: ( Fj ) j  1, n © 2014 ThS Nguyễn Phú Hoàng ~ (Qk ) k  1, m Trang - The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.1.Các khái niệm Tĩnh học 1.1.2.3 Hợp lực a) Định nghĩa: Nếu hệ nhiều lực tương đương với hệ có lực, lực gọi hợp lực hệ nhiều lực * Ký hiệu hợp lực sau:   ( Fj ) ~ R ; j  1, n b) Tính chất hợp lực: hợp lực có tính chất * Vector hợp lực xác định vector tổng vector lực hệ n R   Fj j1 © 2014 ThS Nguyễn Phú Hoàng Trang- The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.1.Các khái niệm Tĩnh học y n   Rx   F jx j 1  n     R y   F jy j 1  n   Rz   F jz  j 1   Fj F jy B  A O Hình 1.2 F jx x + Hình chiếu vector lên trục giá trị đại số (hình 1.2)  Fjx  Fj cos  © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng  Fjy  Fj sin  Trang- The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.1.Các khái niệm Tĩnh học  * Vector hợp lực R hệ lực nằm đường tác dụng không gian R - Có hệ lực ln có hợp lực có hệ lực khơng có hợp lực 1.1.2.4 Hệ lực cân bằng: Là loại hệ lực không làm thay đổi trạng thái học vật rắn vật chịu tác động loại hệ lực  Ký hiệu:  (F ) j ~ f ; j  1, n 1.1.3 Phân loại hệ lực 1.1.3.1 Cách  Ngoại lực: e Fj © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng Trang- 10 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết 1.4.2.2 Tựa nhẵn (Tựa trơn không ma sát) R tựa = 0,5  Có phản lực liên kết: đặt tại vị trí liên kết (hình 1.28a) V  tA : tiếp tuyến chung N A: phản lực pháp tuyến, thẳng góc với mặt tựa (mặt tiếp xúc) và hướng vào vật khảo sát tA NA A Hình 1.28-a © 2014 ThS Nguyễn Phú Hoàng Trang- 55 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết S   NA  NB tB B tA A Hình 1.28-b tA : tiếp tuyến riêng bề mặt cố định tại điểm gẫy A tB : tiếp tuyến riêng vật tại vị trí điểm B   N A ,N B : phản lực pháp tuyến © 2014 ThS Nguyễn Phú Hoàng Trang- 56 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết Tựa Hình 1.28-c © 2014 ThS Nguyễn Phú Hoàng Trang- 57 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết Một số liên kết tựa thực tế © 2014 ThS Nguyễn Phú Hoàng Trang- 58 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết 1.4.2.3 Khớp bản lề cố định (khớp bản lề ngoại cố định, gối cố định) S  R bl =2  Có phản lực liên kết VA HA Chiều phản lực dự đoán Hình 1.29 a Loại liên kết này có chiều và đợ lớn các phản lực liên kết chưa biết (hình 1.29) © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng Trang- 59 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết Khớp bản lề cố định Fx  Fy  F Hình 1.29 b Mơ hình liên kết khớp bản lề lý thuyết A A A RA Ay A Ax A  Ay Ax A Hình 1.29 c © 2014 ThS Nguyễn Phú Hoàng Trang- 60 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết 1.1.2.4 Khớp bản lề trượt (khớp bản lề ngoại trượt, khớp bản lề di động, gối di động) Loại liên kết này chỉ cho phép trượt qua lại theo phương trượt và quay mặt phẳng không tịnh tiến thẳng lên, xuống theo phương vng góc với phương trượt Để trượt nhẹ người ta lắp thêm lăn (hình 1.30) R blt =1 V   NA  Có phản lực liên kết Chiều và độ lớn phản lực chưa biết Hình 1.30 a © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng Trang- 61 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết Hình 1.30 b Mơ hình liên kết khớp bản lề di đợng lý thút A Hình 1.30 c © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng Trang- 62 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết 1.4.2.5 Khớp bản lề nội (xem hình 1.31) ① ② ① ②  Hình 1.31-a R bln =2  Có phản lực liên kết tác động lên từng vật thỏa tiên đề tĩnh học © 2014 ThS Nguyễn Phú Hoàng Trang- 63 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết   ①  H   H1   V2  V1 H1 V1 V2 ② H2 Hình 1.31-b Khớp bản lề nợi Hình 1.31-c © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng Trang- 64 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết 1.4.2.6 Ngàm phẳng (ngàm hai chiều) (xem hình 1.32) R ngàm 2D VA =3  Có phản lực liên kết A HA B MA Hình 1.32 © 2014 ThS Nguyễn Phú Hoàng Trang- 65 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết 1.4.2.7 Khớp cầu (xem hình 1.33) cầu R =3 z V   Có phản lực liên kết z A xA yA y A x © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng Hình 1.33 Trang- 66 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết 1.4.2.8 Ngàm không gian (ngàm chiều ) (xem hình 1.34) ngàm3D R =6 z  Có phản lực liên kết Ngàm x A y M xA z A M xA A yA A Mz y Hình 1.34 © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng Trang- 67 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết 1.4.2.9 Liên kết Khảo sát thẳng hoặc cong thỏa đồng thời ba điều kiện sau: (hình 1.35)    Có trọng lượng bé nên có thể bỏ qua được Có hai liên kết hai đầu cuối mỗi thuộc ba loại liên kết sau đây: khớp cầu, khớp bản lề, tựa nhẵn Các không chịu tác động lực hoặc moment giữa  RB  RD V  D B C A Hình 1.35 a © 2014 ThS Nguyễn Phú Hoàng Trang- 68 The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học 1.4.Liên kết phản lực liên kết  Nếu những thỏa mãn đồng thời các điều kiện được dùng làm các liên kết cho vật rắn thì chúng được gọi là các liên kết Mỗi liên kết có mợt ràng ḅc và sinh một phản lực tác động lên vật Phản lực liên kết ln có tính chất nằm mợt đường thẳng nới liền hai đầu có liên kết Liên kết © 2014 ThS Nguyễn Phú Hồng Trang- 69 ...The First Edition Các khái niệm – hệ tiên đề tĩnh học Nội dung chương 1: 1.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC 1.2 CÁC TIÊN ĐỀ TĨNH HỌC 1.3 MÔ MEN CỦA LỰC 1.4 LIÊN KẾT VÀ PHẢN LỰC LIÊN KẾT