Co ung dung chuong 2 kho tài liệu học tiếng anh

17/09/201414 Chương II: Nội lực Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực NỘI DUNG Chương II 2.1 Các khái niệm Cơ học vật rắn biến dạng Nội lực Vẽ biểu đồ nội lực 2.2 Các thành phần nội lực cách xác định 2.3 Bài toán phẳng 2.4 Biểu đồ nội lực cho toán phẳng HCM 06/2014 Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.1 Các khái niệm Cơ học vật rắn biến dạng Cơ học vật rắn biến dạng nghiên cứu dịch chuyển tương đối chất điểm thuộc vật rắn chịu tác dụng hệ lực cân Để từ ta tính tốn sức chịu đựng vật liệu Ngoại lực: Hệ Ngoại lực Nội lực vs ngoại lực TĐ toàn cục y Nội lực: Hệ TĐ Nội lực phần tử 2.1 Các khái niệm Cơ học vật rắn biến dạng x z Hệ tọa độ toàn cục z Nội lực x y Hệ tọa độ phần tử HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 17/09/201414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.1 Các khái niệm Cơ học vật rắn biến dạng 2.1 Các khái niệm Cơ học vật rắn biến dạng Mơ hình nghiên cứu: Thanh thẳng, Khung Thanh: vật thể có kích thước phương lớn phương nhiều lần Tấm vỏ: vật thể có kích thước phương lớn phương lại nhiều lần Khối: vật thể có kích thước phương tương đương Vật liệu: Đàn hồi _ Liên tục _ Đẳng hướng Mơ hình biến dạng bé Applied Mechanic HCM 06/2014 HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology Hochiminh city University of Technology Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Applied Mechanic Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.1 Các khái niệm Cơ học vật rắn biến dạng 2.1.1 Nội lực 2.1 Các khái niệm Cơ học vật rắn biến dạng 2.1.1 Nội lực Giữa phân tử vật rắn tồn lực liên kết Khi phân tử nhận thêm lượng từ bên ngồi (cơ năng, nhiệt năng…) lực liên kết biến thiên a Định nghĩa: Nội lực độ tăng lực liên kết phân tử thuộc vật rắn vật thể chịu tác dụng hệ lực cân * Nói cách khác, nội lực lực tác dụng lên điểm vật từ điểm khác thuộc vật * Nội lực chương giới hạn: - Khi khơng có ngoại lực tác dụng lên vật nội lực khơng tồn tại, nghĩa nội lực sinh ngoại lực - Hệ ngoại lực hệ cân trạng thái vật khảo sát trạng thái cân HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 17/09/201414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.1 Các khái niệm Cơ học vật rắn biến dạng 2.1.1 Nội lực 2.1 Các khái niệm Cơ học vật rắn biến dạng 2.1.1 Nội lực Nội lực b Phương pháp khảo sát: Phương pháp mặt cắt ngang (I)  πn B (II)  pB B  pB D B  n P1  R P2 B (I ) C Ngoại lực P3 Applied Mechanic  M BB Thu gọn hệ nội lực mặt cắt tâm C mặt cắt HCM 06/2014 HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology Hochiminh city University of Technology Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Applied Mechanic Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.2 Các thành phần nội lực cách xác định 2.2.1 Các thành phần nội lực: 2.2 Các thành phần nội lực cách xác định 2.2.1 Các thành phần nội lực: Tại trọng tâm C mặt cắt ta gắn vào hệ trục tọa độ Oxyz   Chiếu hai thành phần thu gọn R, M hệ nội lực lên phương tọa độ Mz Mx  R  R C Nz My x Qy y Applied Mechanic  M + Lực cắt Qx (hướng theo trục x) + Lực cắt Qy (hướng theo trục y) z Qx + Lực dọc Nz (hướng theo trục z)  M + Moment uốn Mx (quanh trục x) + Moment uốn My (quanh trục y) + Moment xoắn Mz (quanh trục z) HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 17/09/201414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.2 Các thành phần nội lực cách xác định 2.2 Các thành phần nội lực cách xác định 2.2.2 Cách xác định thành phần nội lực: Để xác định thành phần nội lực ta dựa vào điều kiện cân  vật: F n   N z   Piz  i 1  n  Q   y  Piy  i 1  n  Q   x  Pix  i 1  Applied Mechanic i 0 n  M   z  M z ( Pi )  i 1  n  M   x  M x ( Pi )  i 1  n  M   y  M y ( Pi )  i 1  HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.2.2 Cách xác định thành phần nội lực: Ví dụ F F Nz F Nz  F HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.3 Bài toán phẳng Khi ngoại lực tác dụng nằm mặt phẳng chứa trục nội lực nằm mặt phẳng 2.3 Bài tốn phẳng Dùng phương pháp mặt cắt ngang, ta được: z x z x y y z z y HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology HCM 06/2014 Applied Mechanic y Hochiminh city University of Technology 17/09/201414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.3 Bài toán phẳng 2.3 Bài toán phẳng *** Quy ước dấu *** Mx  Thớ chịu nén () () Mx Qy Nz Nz ( ) Thớ chịu căng (kéo) Mx ( ) Thớ chịu nén Mx  Qy HCM 06/2014 HCM 06/2014 Chỉ có thành phần Nz, Mx, Qy nằm mặt phẳng yOz Hochiminh city University of Technology Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Applied Mechanic Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.3 Bài toán phẳng 2.4 Biểu đồ nội lực cho toán phẳng *** Quy ước dấu *** - Biểu đồ nội lực: đồ thị Mx  Mx  biểu diễn biến thiên Nz  nội lực theo vị trí, từ ta z z Nz  y Qy  suy mặt cắt nguy hiểm mặt cắt trị số nội lực Qy  lớn y - Phương pháp giải tích: Ta + Nz > 0: có chiều dương hướng ngồi mặt cắt + Qy > 0: quay vector pháp tuyến góc 900 theo chiều kim đồng hồ + Mx > 0: làm căng thớ dương trục y (thớ dưới) dùng mặt cắt có hồnh độ z, viết biểu thức nội lực theo z vẽ đồ thị HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 17/09/201414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4 Biểu đồ nội lực cho toán phẳng 2.4 Biểu đồ nội lực cho toán phẳng Phương pháp giải tích *** Trình tự vẽ biểu đồ nội lực *** Ví dụ Phương pháp giải tích F  2qa B A Bước 1: Giải phóng liên kết, xác định phản lực Bước 2: Phân đoạn theo điều kiện cho đoạn khơng có thay đổi đột ngột lực (đối với khung thêm điều kiện: đoạn khung khơng có thay đổi phương khung) Bước 3: Phân tích thành phần nội lực đoạn thanh, sau dùng phương trình cân tĩnh học để viết biểu thức cho đoạn AC  CB  a C F  2qa B A C Ay  qa By  qa Bước 4: Vẽ biểu đồ nội lực (tương tự khảo sát hàm số) Applied Mechanic HCM 06/2014 HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Phân đoạn F  2qa A C Ay  qa Đoạn AC: A 0 za ĐKCB Ay  qa y  N z   Fiz   Qy   Fiy    M x   mxC  Fi   Applied Mechanic Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực a Mx Nz By  qa z Qy Nz   Qy  Ay    M x  Ay z  Đoạn CB: A N z   Qy  qa  HCM 06/2014  M x  qa.z Hochiminh city University of Technology ĐKCB F  2qa a a  z  2a a z B Ay  qa y Mx Nz C z z Qy  N z   Fiz  N z    Qy  Ay  F  Qy   Fiy     M x  Ay z  F  z  a    M x   mxC  Fi    M x  2qa  qa.z  Qy  qa  N z  HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 17/09/201414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4 Biểu đồ nội lực cho toán phẳng Vẽ za z0 *** Trình tự vẽ biểu đồ nội lực *** z  2a Phương pháp “vẽ nhanh” qa qa   qa qa  Bước 1: Giải phóng liên kết, xác định phản lực Bước 2: Phân đoạn theo điều kiện cho đoạn khơng có thay đổi đột ngột lực Bước 3: Xác định vẽ biểu đồ từ trái sang phải từ phải sang trái Dùng mặt cắt cắt theo chiều vẽ chọn Bước 4: Vẽ nhanh biểu đồ nội lực Qy qa  Mx Mx 0 M x 0 Nz  z Nz  z y HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Qy  Quy ước dấu vẽ từ trái sang phải Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4 Biểu đồ nội lực cho toán phẳng Ví dụ *** Trình tự vẽ biểu đồ nội lực *** F1  5qa A Phương pháp “vẽ nhanh” Biểu đồ lực dọc trục Nz: (Quan tâm thành phần lực theo phương z, trục thanh) - Nz = tổng lực theo phương z tính từ mặt cắt xét đến phần lại F2  3qa Vẽ từ trái sang Xét mặt cắt C 2qa  2qa  - Các lực chiều với quy ước dương Nz mang dấu âm (-) (lực nén) 2qa NZ 2qa 3qa - Các lực ngược chiều với quy ước dương Nz mang dấu dương(+) (lực kéo) HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology B C F  2qa Bước 4: Vẽ nhanh biểu đồ nội lực Applied Mechanic Qy  y Quy ước dấu vẽ từ phải sang trái HCM 06/2014 Xét mặt cắt B NZ  3qa HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 17/09/201414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4 Biểu đồ nội lực cho tốn phẳng Ví dụ F1  5qa A F  2qa F2  3qa C Xét mặt cắt C Vẽ từ phải sang NZ Xét mặt cắt A 2qa  3qa 3qa Phương pháp “vẽ nhanh” Bước 4: Vẽ nhanh biểu đồ nội lực Biểu đồ lực cắt Qy: (Quan tâm thành phần lực theo phương y) 3qa - Qy = tổng lực theo phương y tính từ mặt cắt xét đến phần lại 2qa  NZ *** Trình tự vẽ biểu đồ nội lực *** B  - Các lực chiều với quy ước dương Qy mang dấu âm (-) 3qa HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực - Các lực ngược chiều với quy ước dương Qy mang dấu dương(+) HCM 06/2014 Applied Mechanic Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4 Biểu đồ nội lực cho toán phẳng 2.4 Biểu đồ nội lực cho tốn phẳng *** Trình tự vẽ biểu đồ nội lực *** *** Một số đặc điểm biểu đồ nội lực *** Phương pháp “vẽ nhanh” Bước 4: Vẽ nhanh biểu đồ nội lực Biểu đồ moment uốn Mx: (Quan tâm thành phần lực theo phương y moment tập trung) - Mx = tổng moment lực theo phương y, moment tập trung gây mặt cắt xét (tính từ  dM x  z   Qy  z   Ta có:  dz (Tham khảo thêm sách)   dQ y  z   q  z   dz Trên thanh, đoạn có lực phân bố số biểu đồ Qy đường bậc nhất, Mx đường cong bậc (parabol) mặt cắt xét đến phần lại) - Các moment làm căng thớ mang dấu dương (+) q  z   q  const - Các moment làm căng thớ mang dấu âm (-) HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic  dM x  z   Qy  z   dz   dQy  z   q  dz Qy  z   q.z  C   M x  z   q.z /  C.z  D HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology 17/09/201414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Lực phân bố 2.4 Biểu đồ nội lực cho toán phẳng *** Một số đặc điểm biểu đồ nội lực ***  dM x  z   dz  Q y  z    dQ y  z   q  z   dz Những đoạn khơng có lực phân bố, biểu đồ Qy số, Mx đường bậc Đường bậc Đường bậc q z  HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực  dM x  z   Qy  z   dz   dQy  z    dz Applied Mechanic Qy  z   C   M x  z   C.z  D HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4 Biểu đồ nội lực cho toán phẳng Khơng có Lực phân bố *** Một số đặc điểm biểu đồ nội lực *** dM x  z   Qy  z   dz Tại vị trí có lực tập trung, biểu đồ Qy có bước nhảy, độ lớn bước nhảy độ lớn lực tập trung Đồ thị Mx đạt cực trị vị trí Qy = Hằng số Xét từ trái sang phải, chiều bước nhảy chiều lực tập trung Tại vị trí có moment tập trung, biểu đồ Mx có bước nhảy, độ lớn bước nhảy độ lớn moment tập trung Đường bậc Tại vị trí có moment phân bố, biểu đồ Mx đường bậc HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 17/09/201414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực M A  qa Ay  qa Mx đạt cưc trị Bước nhảy 3qa s2  4qa s1  qa Qy  M  M1  S1 Bước nhảy Applied Mechanic M  M  S2 M1 HCM 06/2014 HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4 Biểu đồ nội lực cho toán phẳng M  20kNm Ví dụ 1: q  20kN / m Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực P  20kN A q  20 Ay  1m B By  45 1m C 1m 1m  20 1m 1m  HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology 20 Qy  25 Applied Mechanic F  20 M  20 25 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 10 17/09/201414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực M  20 A C q  20 Ay  1m 1m Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực F  20 B By  45 1m 2.4 Biểu đồ nội lực cho tốn phẳng Ví dụ 2: P1  2qa 3q A   Mx   4q B M  qa2 a C a a E D P2 3qa a 15 20 Applied Mechanic HCM 06/2014 HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology Hochiminh city University of Technology Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực M  qa A 3q a 3qa  0,5qa C a qa P2  3qa E a a Cho hệ hình Hãy tính phản lực liên kết A, B, C, D Vẽ biểu đồ nội lực 0, 25a qa 1,5qa  2.4 Biểu đồ nội lực cho tốn phẳng Ví dụ 3: D B qa  Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 4q P1  2qa Applied Mechanic Qy  3qa   1, 625qa  qa Mx HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 11 17/09/201414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4 Biểu đồ nội lực cho tốn phẳng Ví dụ 3: Applied Mechanic 2.4 Biểu đồ nội lực cho tốn phẳng Ví dụ 3: HCM 06/2014 HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Nz Qy 3qa Qy qa Qy Nz   3qa 2qa   Nz   2qa  2qa qa 3qa Nz Qy Qy HCM 06/2014 Applied Mechanic   2qa  Hochiminh city University of Technology HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 12 17/09/201414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Mx 2qa Mx 3qa qa  4qa Applied Mechanic  4qa   Mx  HCM 06/2014 HCM 06/2014 Hochiminh city University of Technology Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic 13 ... Technology 20 Qy  25 Applied Mechanic F  20 M  20 25 HCM 06 /20 14 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 10 17/09 /20 1414 Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực M  20 A C q  20 Ay... đồ nội lực F  20 B By  45 1m 2. 4 Biểu đồ nội lực cho tốn phẳng Ví dụ 2: P1  2qa 3q A   Mx   4q B M  qa2 a C a a E D P2 3qa a 15 20 Applied Mechanic HCM 06 /20 14 HCM 06 /20 14 Hochiminh... Chương II Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2. 2 Các thành phần nội lực cách xác định 2. 2.1 Các thành phần nội lực: 2. 2 Các thành phần nội lực cách xác định 2. 2.1 Các thành phần nội lực: Tại trọng tâm