Bài giảng Sức bền vật liệu: Chương 4 - ĐH Công nghiệp TP.HCM

Bài giảng cung cấp cho người học một số ví dụ thanh chịu xoắn, khái niệm chung, biểu đồ mômen xoắn, ứng suất trên mặt cắt ngang, biểu đồ ứng suất tiếp trên mặt cắt ngang,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa Cơng nghệ Cơ khí CHƯƠNG IV: XOẮN – TRƯỢT – CẮT – DẬP Thời lượng: tiết Ví dụ chịu xoắn 11/04/2020 Ví dụ chịu xoắn Khái niệm chung Thanh gọi chịu xoắn túy mặt cắt ngang tồn thành phần ứng lực mômen xoắn Mz (hoặc T) nằm mặt phẳng vng góc với trục Ngoại lực gây xoắn: mơ men tập trung, mômen phân bố, ngẫu lực mặt cắt ngang 11/04/2020 Khái niệm chung M M M A M B C C Mz  M  Khái niệm chung M M M B M A C C Mz  M  Biểu đồ mômen xoắn Biểu đồ lực dọc: Đồ thị Mz = f(z) Cách vẽ: bước: Xác định phản lực liên kết (nếu cần) Chia đoạn: Cơ sở: Sự biến đổi ngoại lực Xét đoạn: dùng PP mặt cắt điều kiện cân  Mz = f(z) Chú ý dấu Mz Vẽ đồ thị hàm số trên: Biểu đồ nội lực 11/04/2020 Biểu đồ mômen xoắn – ví dụ Biểu đồ mơmen xoắn – ví dụ Biểu đồ mơmen xoắn – ví dụ 11/04/2020 10 42 19 Bài tốn siêu tĩnh Tác dụng vào trục siêu tĩnh nhiều đoạn mômen xoắn M1, M2, M3 Vẽ biểu đồ mômen xoắn, ứng suất tiếp lớn góc xoắn dọc trục Môđun đàn hồi trượt G = 80 GPa Các kích thước cho [m] Vi du _ 42.pdf d1 = 0.19 m; d2 = 0.14 m; d3 = 0.16 m; d4 = 0.17 m; M1 = 16 kN.m; M2 = 20 kN.m; M3 = kN.m 20 Bài tập tổng hợp 1 Xác định kích thước a từ điều kiện đồng đẳng ứng suất tiếp lớn đoạn hình vẽ Tìm tải trọng cho phép [M] Vẽ biểu đồ Mz, τmax, θ, ϕ M = [M] τ0 = 240 MPa, n = 2, d = 100 mm, l = m, G = 80 GPa 43 20 Bài tập tổng hợp 44 Vi du _ 44.pdf Vẽ biểu đồ mơmen, ứng suất tiếp max, góc xoắn Tính công ngoại lực biến dạng đàn hồi Xác định kích thước mặt cắt trục tính góc xoắn lớn τ0 = 200 MPa, n = 2, M = 400 N.m, l = 0.1 m, G = 80 GPa Cắt (trượt) - shear c Ứng suất cắt trung bình Q c  Ac Q – lực cắt bề mặt cắt Ac – diện tích bề mặt cắt Công thức đoạn AC (hoặc BD) nhỏ (ngắn) để không trở tình chịu uốn Khi uốn ứng suất tiếp (cắt) trung bình khơng tính Cắt (trượt) – shear stress P c  Ac 46 Biến dạng cắt Dưới tác dụng hai lực nằm hai mặt cắt ab cd gần Giả sử mặt cắt ab cố định, mặt cắt cd trượt đến c´d´ sau bị cắt rời a P c I II b a d P d b S t   tg   ac c  Pc´ I P d´ Độ trượt tuyệt đối: S = cc´ = dd´ Độ trượt tương đối (tỷ đối): II Độ trượt tương đối  đơn vị radian (rad) 47 Định luật Hooke trượt Trong phạm vi biến dạng đàn hồi hoàn toàn vật liệu chịu cắt, ứng suất cắt c tỉ lệ thuận với độ trượt tương đối  c  G   G – môđun đàn hồi trượt, đơn vị MN/m2 Vật liệu G (MN/m2) Thép Gang Đồng Nhôm Gỗ (7,88,5).104 4,6.104 4,5.104 (2,83).104 0,055.104 48 49 Tính tốn cắt (trượt) a Kiểm tra cường độ: c  Q    Ac b Chọn tiết diện mặt cắt: Ac  Q   c Tìm tải trọng cho phép: Q  Ac    [] – ứng suất tiếp cho phép Dập - Bearing stress 50 Đây tượng nén cục xảy diện tích truyền lực tương đối nhỏ hai cấu kiện nén vào Trên mặt bị dập cấu kiện phát sinh ứng suất pháp gọi ứng suất dập, ký hiệu d d d Ứng suất dập trung bình Q d  Ad 51 Tính tốn dập a Kiểm tra cường độ: d  Q   d  Ad [d] – ứng suất dập cho phép b Chọn tiết diện mặt cắt: Ad  Q  d  c Tìm tải trọng cho phép: Q  Ad   d  Một số dạng cắt – dập 52 Một số dạng cắt – dập 53 54 Tính tốn cắt dập Thanh tròn bị kéo lực F = 180 kN giữ lại chi tiết máy tiết diện hình chữ nhật Từ điều kiện bền kéo, cắt dập, tìm đường kính d, chiều dài a kích thước t, h, khơng tính đến hiệu ứng uốn Cho ứng suất cho phép [σ]kéo = 160 MPa, [τ]cắt = 100 MPa, [σ]dập = 320 MPa Acat Akeo tam Acat Tinh toan cat-dap_Bai tap 1.pdf Adap 55 Tính tốn cắt dập bulong Acat Adap Kéo lực F = 60 kN vào quay có bulong lồng vào hình vẽ Cho kích thước d = 30 mm, D1 = 60 mm, D2 = 40 mm, b = 40 mm Kiểm tra độ bền cấu theo kéo – nén, cắt dập Cho ứng suất cho phép [σ]kéo = 120 MPa, [τ]cắt = 80 MPa, [σ]dập = 240 MPa vanhkhan Akeo truc Akeo Tinh toan cat-dap_Bai tap 2.pdf Tính tốn cắt dập Bulơng đường kính d = 100 mm chịu tải kéo, đầu giữ Xác định đường kính D độ cao h đầu bulông ứng suất kéo cho phép thân bulông [σ]kéo = 100 MPa, ứng suất cắt cho phép phần đầu bu lông [τ]cắt = 50 MPa ứng suất dập cho phép phần đầu bulông [σ]dập = 50 MPa 56 ... 11/ 04/ 2020 Biểu đồ mơmen xoắn – ví dụ Biểu đồ mơmen xoắn – ví dụ Biểu đồ mơmen xoắn – ví dụ 11/ 04/ 2020 10 Biểu đồ mơmen xoắn – ví dụ 11 Ứng suất mặt cắt ngang 12 Ứng suất mặt cắt ngang 11/ 04/ 2020... mặt cắt ngang 11/ 04/ 2020 13 Ứng suất mặt cắt ngang   ? 14 Ứng suất mặt cắt ngang 11/ 04/ 2020 15 Ứng suất mặt cắt ngang     11/ 04/ 2020 16 Ứng suất mặt cắt ngang 17 d    G    G ... thành phần– ví dụ 11/ 04/ 2020 Vi du _26.pdf 26 Phân tích trạng thái ứng suất Mz Mz  max Mz Mz Mz Mz   R;  45    R IO IO 27 Phân tích trạng thái ứng suất Gỗ 28 10 Điều kiện bền max  max Mz 