F44 2 r sức bền vật liệu 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN LƯU HÀNH NỘI BỘ MỤC ĐÍCH Tài liệu nhằm hỗ trợ cho học viên hình thức giáo dục từ xa nắm vững nội dung ôn tập làm kiểm tra hết môn hiệu Tài liệu cần sử dụng với tài liệu học tập môn học giảng giảng viên ơn tập tập trung theo chương trình đào tạo NỘI DUNG HƯỚNG DẪN Nội dung tài liệu bao gồm nội dung sau:  Phần 1: Các nội dung trọng tâm môn học Bao gồm nội dung trọng tâm môn học xác định dựa mục tiêu học tập, nghĩa kiến thức kỹ cốt lõi mà người học cần có hồn thành mơn học  Phần 2: Cách thức ôn tập Mô tả cách thức để hệ thống hóa kiến thức luyện tập kỹ để đạt nội dung trọng tâm  Phần 3: Hướng dẫn làm kiểm tra Mơ tả hình thức kiểm tra đề thi, hướng dẫn cách làm trình bày làm lưu ý sai sót thường gặp, nỗ lực đánh giá cao làm  Phần 4: Đề thi mẫu đáp án Cung cấp đề thi mẫu đáp án, có tính chất minh hoạ nhằm giúp học viên hình dung yêu cầu kiểm tra cách thức làm thi PHỤ TRÁCH KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN Trần Tuấn Anh Phần CÁC NỘI DUNG TRỌNG TÂM Chương 1: LÝ THUYẾT NỘI LỰC  Khái niệm nội lực - thành phần nội lực – phương pháp xác định nội lực  Biểu đồ nội lực  Liên hệ vi phân nội lực tải trọng  Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực dựa vào liên hệ vi phân Chương 2: THANH CHỊU KÉO – NÉN ĐÚNG TÂM  Khái niệm toán chịu kéo – nén tâm  Phân bố ứng suất - biến dạng mặt cắt ngang  Các đặc trưng học vật liệu  Các toán  Bài tốn siêu tĩnh Chương 6: ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT NGANG  Xác định mômen tĩnh – trọng tâm tiết diện phẳng  Xác định mômen quán tính – bán kính quán tính tiết diện phẳng  Công thức chuyển trục song song công thức xoay trục Chương 7: UỐN PHẲNG THANH THẲNG  Khái niệm toán dầm chịu uốn  Uốn túy phẳng  Uốn ngang phẳng Phần CÁCH THỨC ÔN TẬP Chương 1: LÝ THUYẾT NỘI LỰC  Khái niệm nội lực - thành phần nội lực – phương pháp xác định nội lực o Các nội dung cần nắm vững: nội lực? Tại phải xây dựng lý thuyết nội lực để tính tốn? Có thành phần nội lực tốn khơng gian, tốn phẳng? Tác động thành phần nội lực vật rắn nào? Sử dụng thành thạo phương pháp mặt cắt để xác định nội lực o Đọc TLHT, xem thí dụ 2.1 o Làm tập 2.1 TLHT  Biểu đồ nội lực o Nắm vững: ý nghĩa quy ước vẽ biểu đồ nội lực, đặc biệt quy ước vẽ biểu đồ mômen uốn o Đọc TLHT, xem thí dụ 2.2  2.5 o Làm tập 2.1, 2.2, TLHT  Liên hệ vi phân nội lực tải trọng o Nắm vững: ý nghĩa liên hệ vi phân, ứng dụng liên hệ vi phân vẽ biểu đồ nội lực, hệ suy từ liên hệ vi phân o Đọc TLHT, thí dụ 2.6, 2.7  Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực dựa vào liên hệ vi phân o Nắm vững: sử dụng thành thạo hệ rút từ liên hệ vi phân để vẽ nhanh biểu đồ nội lực, nắm vững tính chất bước nhảy nội lực, định dạng biểu đồ nội lực, điểm đặc biệt biểu đồ, cách tính nhanh giá trị nội lực tiết diện dầm o Đọc TLHT, xem thí dụ 2.82.10 o Làm tập 2.1, 2.2, 2.5, 2.6 TLHT theo phương pháp vẽ nhanh Chương 2: THANH CHỊU KÉO – NÉN ĐÚNG TÂM  Khái niệm toán chịu kéo – nén tâm o Nắm vững: định nghĩa toán kéo – nén tâm, dạng kết cấu thường gặp thực tế, vẽ biểu đồ lực dọc cho số trường hợp đơn giản Chú ý tính chất nội lực thẳng, có liên kết khớp đầu o Đọc TLHT  Phân bố ứng suất - biến dạng mặt cắt ngang o Nắm vững: khái niệm ứng suất, biến dạng; thành phần ứng suất, biến dạng; định luật Hooke o Phân bố ứng suất biến dạng tốn kéo – nén tâm Nắm vững cơng thức tính ứng suất, biến dạng độ giãn dài kéo – nén tâm o Đọc TLHT, xem thí dụ 3.1  Các đặc trưng học vật liệu o Nắm thí nghiệm vật liệu kéo – nén để xác định đặc trưng học vật liệu bao gồm: giới hạn chảy, giới hạn bền, biến dạng dài tỉ đối, độ thắt tỉ đối, hệ số an toàn vật liệu… Phân biệt tính chất chịu lực nhóm vật liệu dẻo nhóm vật liệu giòn o Đọc TLHT  Các toán bản; o Nắm vững: khái niệm ứng suất cho phép, hệ số an tồn, tốn bản: kiểm tra bền, thiết kế, xác định tải trọng cho phép o Đọc TLHT, xem thí dụ 3.3, 3.4 o Làm tập 3.1, 3.2, 3.4  Bài toán siêu tĩnh o Nắm vững: khái niệm hệ siêu tĩnh; phương pháp tổng quát để giải hệ siêu tĩnh; cách nhận xét viết phương trình biến dạng bổ sung để giải tốn siêu tĩnh o Đọc TLHT, xem thí dụ 3.5, 3.6 o Làm tập 3.5, 3.6 Chương 6: ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT NGANG  Xác định mômen tĩnh – trọng tâm tiết diện phẳng o Nắm vững: mômen tĩnh trọng tâm tiết diện; cơng thức xác định mơmen tĩnh vị trí trọng tâm tiết diện phẳng; cách xác định mơmen tĩnh tiết diện phức tạp; tính chất hệ trục đối xứng tiết diện trị số mơmen tĩnh o Đọc TLHT, xem thí dụ 6.1  Xác định mơmen qn tính (MMQT) – bán kính quán tính tiết diện phẳng o Nắm vững: MMQT tiết diện cách xác định; phân biệt MMQT trục, MMQT độc cực (đối với điểm) , MMQT ly tâm (đối với hệ trục); cách xác định MMQT tiết diện phức tạp; định nghĩa hệ trục quán tính chính, hệ trục quán tính trung tâm đại lượng MMQT hệ trục đó; Các cơng thức xác định MMQT hệ trục trung tâm số tiết diện đơn giản o Nắm vững công thức xác định bán kính qn tính o Đọc TLHT  Cơng thức chuyển trục song song công thức xoay trục o Đọc TLHT, trang 126130, thí dụ 6.2, 6.3; xem bảng tra thép hình phần phụ lục o Làm tập 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 TLHT Chương 7: UỐN PHẲNG THANH THẲNG  Khái niệm toán dầm chịu uốn o Nắm vững: khái niệm kết cấu dầm chịu uốn, liên hệ kết cấu chịu uốn thực tế Phân biệt toán uốn túy phẳng uốn ngang phẳng o Đọc TLHT,  Uốn túy phẳng o Nắm vững: giả thiết toán uốn phẳng; phân bố ứng suất biến dạng mặt cắt ngang; công thức ứng suất pháp, xác định ứng suất max, min; xác định mômen chống uốn tiết diện o Các toán bản: kiểm tra bền, thiết kế tiết diện, xác định tải trọng cho phép; o Đọc TLHT, xem thí dụ 7.1, 7.2, 7.3  Uốn ngang phẳng o Nắm vững: giả thiết ứng suất tiếp tuyến lực cắt gây ra; cơng thức tính ứng suất tiếp Zhuravskii cách vận dụng cụ thể Lưu ý: người học cần phải nắm rõ thông số công thức ứng suất tiếp Zhuravskii để xác định xác giá trị o Phân bố ứng suất tiếp số tiết diện: chữ nhật, tròn, chữ I, T, hộp o Điều kiện bền toán o Đọc TLHT, thí dụ 7.4, 7.5, 7.6, 7.7 o Làm tập 7.1, 7.2, 7.3, 7.6, 7.7, 7.8, 7.10 Tài liệu học tập chính: Đỗ Kiến Quốc (chủ biên) tác giả, Sức bền vật liệu, NXB ĐHQG TPHCM, 2008 Phần HƯỚNG DẪN LÀM BÀI KIỂM TRA a/ Hình thức kiểm tra kết cấu đề Hình thức kiểm tra: tự luận Đề kiểm tra gồm câu tập (1+2a 1+2b): Câu (4 điểm): vẽ biểu đồ nội lực cho hệ dầm (kiến thức chương 1) Câu 2a (6 điểm): Tính tốn tốn dầm chịu uốn (kiến thức chương 6, 7) Câu 2b (6 điểm): Tính tốn hệ chịu kéo – nén tâm (kiến thức chương 2) b/ Hướng dẫn làm tự luận  Câu 1: vẽ biểu đồ nội lực cho dầm o Dùng phương trình cân để xác định phản lực liên kết (có thể bỏ qua bước nhận thấy vẽ biểu đồ nội lực mà khơng cần tính phản lực) o Có thể sử dụng phương pháp giải tích để khảo sát biến thiên nội lực đoạn dầm sử dụng liên hệ vi phân để vẽ nhanh biểu đồ nội lực Tính giá trị nội lực điểm cần thiết biểu đồ o Biểu đồ nội lực cần thể quy ước ghi đầy đủ giá trị vị trí cần thiết biểu đồ 10 o Sau vẽ xong, nên kiểm tra đắn biểu đồ thơng qua tính chất như: bước nhảy nội lực, giá trị nội lực điểm đặc biệt, điểm cực trị biểu đồ mômen, bậc đường nội lực…  Câu 2a : Tính tốn tốn dầm chịu uốn o Vẽ biểu đồ nội lực dầm o Xác định tiết diện nguy hiểm dầm, xác định trạng thái chịu lực dầm uốn túy hay uốn ngang phẳng o Xác định đặc trưng hình học tiết diện hệ trục quán tính o Tính tốn ứng suất pháp ứng suất tiếp lớn dầm o Xác định trạng thái ứng suất điểm cần thiết để kiểm tra bền cho tiết diện nguy hiểm Thực toán kiểm tra bền, thiết kế, xác định tải trọng cho phép tùy theo yêu cầu đề  Câu 2b : Tính tốn hệ chịu kéo - nén tâm o Xác định toán cho hệ tĩnh hay siêu tĩnh dựa vào số ẩn số cần tìm số phương trình cân hệ o Nếu hệ tĩnh định: nội lực giải từ phương trình cân tĩnh học Chú ý rằng, phải sử dụng mặt cắt hợp lý để giải lực dọc o Nếu hệ siêu tĩnh: sau viết phương trình cân liên quan, cần tìm thêm phương trình biến dạng bổ sung Phương trình biến dạng phụ thuộc vào cách bố trí hệ kết cấu Sinh viên cần đọc thí dụ thực 11 tập phần hướng dẫn để nắm nguyên tắc phương pháp giải o Sau xác định lực dọc thanh, tiến hành đánh giá điều kiện bền để giải yêu cầu đề cho o Chuyển vị hệ quy đổi theo độ giãn tính tốn theo công thức xác định độ giãn kéo – nén tâm Lưu ý: đề thi gồm câu: Câu 1+2a Câu 1+2b Phần 12 ĐỀ THI MẪU VÀ ĐÁP ÁN ĐỀ THI MẪU MÔN: Sức bền vật liệu1……… -HK …./NH 2014-2015 LỚP: …………………………… - HỆ: ….Từ xa… Thời gian làm bài: 90 phút… SV sử dụng tài liệu Câu (4 điểm): Vẽ biểu đồ moment, biểu đồ lực cắt cho hệ dầm sau 13 Câu (4 điểm): Cho hệ chịu lực hình vẽ Thanh ABC tuyệt đối cứng Thanh AE, BD làm thép có [σ]=16 kN/cm2, E = 2,1.104 kN/cm2; L=1m; q=20kN/m Bỏqua trọng lượng thân Yêu cầu: a Xác định [a] để thỏa điều kiện bền b Xác định chuyển vịthẳng đứng B ứng với [a] tìm Câu (2 điểm): Xác định moment quán tính trung tâm mặt cắt ngang 14 ĐÁP ÁN Câu (4 điểm): a Biểu đồ momen uốn Mx (2,0 đ): b Biểu đồ lực cắt Qy (2,0 đ): Câu ( điểm) a Xác định [d](3,0 đ):  Phương trình cân moment 2NAE  NBD  2qL  qL (1)  Phương trình biến dạng (1 đ) L AE  2L BD  N AE L N L  BD  N AE  8N BD E.d d /  Từ hai phương trình (1) (2): NBD  3,53(kN);NAE  28,23(kN) 15 (2)  Điều kiện bền cho AE AE  N AE N AE N AE   []  a   0,664(cm) FAE 4a 4.[]  Điều kiện bền cho BD BD  N BD N BD N AE   []  a   0, 45(cm) FBD a []  Chọn [a] = 0,664cm b Tính chuyển vị đứng B (1,0 đ): yB  LBD  N BD L 3,53.100   0,04(cm) E.FBD 2.104.a Câu ( điểm)  Xác định trọng tâm mặt cắt ngang 10.2.5  12.2.11  8,27(cm) 10.2  12.2 10.2.1  12.2.6 yc   3,27(cm) 10.2  12.2 xc   Xác định moment quán tính trung tâm I x  I1x  I x2  567, 4(cm ) I y  I1y  I 2y  567, 4(cm ) 16 ... ngang 10 .2.5  12 .2 .11  8,27(cm) 10 .2  12 .2 10 .2 .1  12 .2.6 yc   3,27(cm) 10 .2  12 .2 xc   Xác định moment quán tính trung tâm I x  I1x  I x2  567, 4(cm ) I y  I1y  I 2y  567, 4(cm ) 16 ... câu: Câu 1+ 2a Câu 1+ 2b Phần 12 ĐỀ THI MẪU VÀ ĐÁP ÁN ĐỀ THI MẪU MÔN: Sức bền vật liệu1 ……… -HK …./NH 2 014 -2 015 LỚP: …………………………… - HỆ: ….Từ xa… Thời gian làm bài: 90 phút… SV sử dụng tài liệu Câu... tâm o Đọc TLHT, xem thí dụ 3 .1  Các đặc trưng học vật liệu o Nắm thí nghiệm vật liệu kéo – nén để xác định đặc trưng học vật liệu bao gồm: giới hạn chảy, giới hạn bền, biến dạng dài tỉ đối, độ