Giáo trình Cơ kỹ thuật - Nghề: Công nghệ ô tô - CĐ Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa-Vũng Tàu

(NB) Giáo trình được chia làm hai phần: Phần 1: Cơ học lý thuyết (cơ học vật rắn) trình bày những kiến thức về tĩnh học của cơ hệ. Phần 2: Sức bền vật liệu. Trong phần này Học sinh – Sinh viên được trang bị những kiến thức cơ bản về tính toán các kết cấu (chủ yếu là thanh) về độ bền, độ cứng. Mời các bạn cùng tham khảo

Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: CƠ KỸ THUẬT NGHỀ:CƠNG NGHỆ Ơ TƠ   TRÌNH ĐỘ :CAO ĐẲNG NGHỀ­TRUNG CẤP NGHỀ   Ban hành kèm theo Quyết định số:        /QĐ­CĐN…   ngày…….tháng….năm    …………  của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh BR ­ VT Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2015 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT LỜI NĨI ĐẦU Mơn Cơ  học kỹ  thuật là mơn học cơ  sở  ngành đầu tiên đối với sinh   viên các trường Trung học, Cao đẳng và Đại học các ngành kỹ  thuật khơng  chun về cơ khí hay xây dựng. Giáo trình Cơ kỹ thuật gồm kiến thức của hai   mơn học Cơ học lý thuyết  và Sức bền vật liệu như một số trường Đại học   và Cao đẳng khác đang sử dụng. Giáo trình được chia làm hai phần: Phần 1: Cơ  học lý thuyết (cơ  học vật rắn) trình bày những kiến thức  về tĩnh học của cơ hệ Phần 2: Sức bền vật liệu. Trong phần này Học sinh – Sinh  viên được  trang bị  những kiến thức cơ bản về tính tốn các kết cấu (chủ yếu là thanh)  về độ bền, độ cứng.  Giáo trình này được dùng  để  giảng dạy cho sinh viên Cao đẳng và  Trung cấp Nghề  của trường CDN BR ­ VT, đồng thời cũng có thể  sử  dụng  làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật Khi  biên soạn quyển giáo trình này chúng tơi  đã cố  gắng cập nhật  những kiến thức mới  về ngành cơ học. Tuy nhiên, do trình độ và thời gian có  hạn, chắc chắn sẽ khơng thiếu những sai sót. Rất mong đồng nghiệp và sinh   viên góp ý kiến cho lần tái bản sau Mọi ý kiến đóng góp xin được gửi về theo địa chỉ: Khoa Cơ Khí, Trường Cao đẳng Nghề Bà Rịa – Vũng Tàu              Tác giả                                                                               Thạc sĩ: Nguyễn Hữu Tuấn Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT MỤC LỤC Lời nói đầu Mục lục CHƯƠNG 1: CƠ HỌC LÝ THUYẾT – TĨNH HỌC BÀI  1: Các khái niệm cơ bản  1.1. Những khái niệm cơ bản .4 1.2. Các tiên đề tĩnh học .7 1.3. Liên kết và phản lực liên kết .9 BÀI 2: Hệ lực phẳng 15 A. HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY 15 2.1. Khảo sát hệ lực phẳng đồng quy bằng phương pháp hình học 15 2.2. Khảo sát hệ lực phẳng đồng quy bằng phương pháp giải tích 20 B. HỆ LỰC PHẲNG SONG SONG 23 2.3. Thu gọn hệ lực phẳng song song .23 BÀI 3: Momen của một lực đối với một điểm – Ngẫu lực .27 3.1. Momen của một lực đối với một điểm .27 3.2. Ngẫu lực .28 BÀI 4 : Hệ lực phẳng bất kỳ 30 4.1. Thu gọn hệ lực phẳng bất kỳ 30 4.2. Điều kiện cân bằng – Các phương trình cân bằng của hệ lực phẳng 33 BÀI 5 :Masat 40 5.1. Định luật masat trượt 40 5.2. Định luật masat lăn .42 BÀI 6 :Trọng Tâm 45 6.1. Tâm của hệ lực phẳng song song 45 6.2. Trọng tâm của vật rắn .46 6.3. Trọng tâm của các vật đồng chất 46 6.4. Phương pháp xác định trọng tâm của vật rắn 47 6.5. Trọng tâm của một số vật rắn thường gặp 50 BÀI 7 :Động học điểm 51 7.1. Một số khái niệm .51 7.2. Khảo sát chuyển động bằng phương pháp tự  nhiên 51 7.3. Khảo sát chuyển động bằng phương pháp tọa độ 56 BÀI 8 :Chuyển động cơ bản của vật rắn 61 8.1. Chuyển động tịnh tiến .61 8.2. Chuyển động quay quanh trục cố định 62 8.3. Chuyển động của điểm thuộc vật quay quanh trục cố định .64 BÀI 9 :Chuyển động song phẳng của vật rắn 68 9.1. Khái niệm 68 9.2. Khảo sát chuyển động song phẳng bằng phương pháp tịnh tiến và quay 69 9.3. Khảo sát chuyển động song phẳng bằng phép quay quanh tâm quay tức thời 72 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT CHƯƠNG  2: SỨC BỀN VẬT LIỆU .77 BÀI 1: Các khái niệm cơ bản về sức bền vật liệu 77 1.1. Đối tượng, mục tiêu  nghiên cứu .77 1.2. Nội lực ­ Ứng suất .78 1.3. Các giả thiết cơ bản của sức bền vật liệu .82 BÀI 2: Kéo – nén đúng tâm .83 2.1. Kéo ­ nén đúng tâm .83 2.2. Ba bài toán cơ bản của thanh chịu kéo­nén đúng tâm 91 3.3. Bài toán siêu tĩnh 91 BÀI 3: Cắt – Dập 98 3.1. Cắt  98 3.2. Dập .99 3.3. Bài tập áp dụng 100 BÀI 4: Xoắn thuần túy thanh thẳng mặt cắt tròn 102 4.1. Định nghĩa – nội lực 102 4.2. Ứng suất trên thanh mặt cắt tròn chịu xoắn 103 4.3. Biến dạng của thanh mặt cắt tròn chịu xoắn 105 4.4. Điều kiện bền và điều kiện cứng của thanh mặt cắt tròn chịu xoắn 106 BÀI 5: Uốn phẳng 112 5.1. Định nghĩa – nội lực  112 5.2. Uốn phẳng thuần túy .117 5.3. Uốn ngang phẳng  122 5.4. Điều kiện bền  124 BÀI TẬP THAM KHẢO 127 PHỤ LỤC .133 TÀI LIỆU THAM KHẢO .137 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT CHƯƠNG  1 CƠ HỌC LÝ THUYẾT – TĨNH HỌC  Mục tiêu:  Học xong chương này người học có khả năng: ­ Trinh bay đây đu cac tiên đê, cac khai niêm va cach biêu diên l ̀ ̀ ̀ ̉ ́ ̀ ́ ́ ̣ ̀ ́ ̉ ̃ ực, cac loai liên kêt  ́ ̣ ́ cơ ban ̉ ­ Biêu diên va tinh toan chinh xac l ̉ ̃ ̀ ́ ́ ́ ́ ực tac dung va cac phan l ́ ̣ ̀ ́ ̉ ực liên kêt ́ ­ Trinh bay đ ̀ ̀ ược cac khai niêm vê mômen cua l ́ ́ ̣ ̀ ̉ ực đôi v ́ ới môt điêm, ngâu l ̣ ̉ ̃ ực ­ Lâp đ ̣ ược phương trinh mô men tinh toan hê l ̀ ́ ́ ̣ ực tac dung đung 90% ́ ̣ ́ ­ Tinh toan chinh xac cac bai toan hê l ́ ́ ́ ́ ́ ̀ ́ ̣ ực phăng song song ̉ ­ Giai thich ro nguyên nhân sinh ra ma sat tr ̉ ́ ̃ ́ ượt, ma sat lăn ́ ­ Trinh bay đ ̀ ̀ ược đây đu cac khai niêm, cac ph ̀ ̉ ́ ́ ̣ ́ ương trinh biêu diên đông l ̀ ̉ ̃ ̣ ực hoc,  ̣ công, công suât, đông năng, thê năng ́ ̣ ́ ­ Tinh toan đung l ́ ́ ́ ực, công, công suât, đông năng, thê năng cua vât chuyên đông.  ́ ̣ ́ ̉ ̣ ̉ ̣ BÀI 1:      CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1.1 Vật rắn tuyệt đối  là một tập hợp vơ số  các chất điểm mà khoảng  cách giữa hai chất điểm bất kỳ ln ln khơng đổi. Vật rắn tuyệt đối   là mơ hình đơn giản của vật thể  khi biến dạng của nó có thể  bỏ  qua   được do q bé hoặc khơng đóng vai trị quan trọng trong q trình khảo  sát.Vật rắn tuyệt đối được gọi tắt là vật rắn 1.1.2 Cân bằng là trạng thái đứng yên của vật rắn so với một vật rắn khác  được chọn làm chuẩn ( hệ qui chiếu ). Trong tĩnh học hệ qui chiếu được  chọn phải làm thoả  mãn định luật quán tính của Galilê (hệ  qui chiếu   đứng yên tuyệt đối). Cân bằng như vậy được gọi là cân bằng tuyệt đối 1.1.3 Lực là tương tác giữa các vật mà kết quả  là gây ra sự biến đổi trạng  thái chuyển động cơ  học (tức là sự  thay đổi vị  trí, bao gồm cả  biến   dạng) mà cân bằng chỉ là trường hợp riêng.  Thí dụ 1: Hộp phấn đặt trên bàn sẽ tác dụng lên bàn một lực ép, ngược lại bàn cũng sẽ  tác dụng lên hộp phấn một lực đẩy, kết quả hộp phấn khơng bị rơi, tức là thay đổi trạng   thái của chuyển động  Kinh nghiệm và thực nghiệm xác minh rằng lực được đặc trưng bởi các yếu tố  sau :  a) Điểm đặt của lực là điểm mà tại đó vật nhận được tác dụng cơ học từ vật khác Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT b) Phương chiều của lực biểu thị khuynh hướng chuyển động của lực gây cho vật c) Cường độ của lực là độ lớn của lực, là số đo mạnh yếu của tương tác cơ học.  Đơn vị  lực là Niutơn, kí hiệu là N, cùng các bội số  của nó như  KiloNiutơn, kí  hiệu kN 1KN = 1000N, 1MG = 1000KN = 1.000.000N Biểu diễn lực:  Lực là một đại lượng Vector. Vector có gốc trùng với điểm đặt của lực, phương  chiều trùng với phương chiều của lực, độ dài tỷ lệ với trị số của lực  Mơ hình tốn học của lực là vectơ  lực, kí hiệu   F  Điểm đặt của vectơ  lực là  điểm đặt của lực. Phương chiều của vectơ lực là phương chiều tác dụng của lực   Mođun của vectơ  lực biểu diễn cường độ  tác dụng của lực (với tỉ  lệ  xích được  chọn) . Giá mang vectơ lực được gọi là đường tác dụng của lực (hình 1­1)  Hình 1­2 Hình 1­1 1.1.4.  Các định nghĩa khác a) Hệ  lực  là một tập hợp nhiều lực    tác lên một vật rắn, được kí hiệu     ( F1 , F2 , , FN ) hình (1­2).  Hai hệ  lực gọi là tương đương khi chúng  gây cho cùng một vật rắn các trạng thái  chuyển   động     học     nhau,   kí   hiệu       (hình 1­3) :  ( F1 , F2 , , FN ) ( , k ) Hình 1­3 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT Hợp   lực    hệ   lực       lực   duy   nhất tương đương với hệ  lực. Gọi   R là     hợp lực của hệ lực  ( F1 , F2 , , FN )  thì (hình  1­4) :          R    ( F1 , F2 , , FN ) n     Fi        Hình 1­4 i Hệ lực cân bằng là hệ lực mà dưới tác  dụng       vật   rắn   nằm     vị   trí   cân  bằng (hình 1­5) :     ( F1 , F2 , , FN )      Hình 1­5 b) Ngẫu  lực      hệ   lực   gồm   hai  lực song song ngược chiều và cùng  cường độ. Một ngẫu lực được đặc  trưng bởi các yếu tố sau       ­ Mặt   phẳng   tác   dụng   ngẫu   lực   là  mặt   phẳng   P   chứa   hai   lực   thành  phần của ngẫu lực (hình 1­6) ­ Chiều quay của ngẫu lực nằm trong mặt phẳng của nó ­ Cường độ tác dụng của ngẫu lực được đặc trưng bằng tích số  F.d, trong đó   F là giá trị của các lực thành phần, d là khoảng cách vng góc giữa hai lực   thành  phần    gọi    cánh  tay  đòn    ngẫu  lực   Đơn  vị   ngẫu  lực   là  Niutơn.mét, kí hiệu Nm,và các bội của nó như kNm, MNm Hình 1­6 Trong khơng gian, khi các ngẫu lực nằm trong những mặt phẳng khác nhau,   ngẫu lực được biểu diễn bằng vectơ momen ngẫu lực, kí hiệu là  m ; được xác định  như sau (hình 1­7): ­ Phương vng góc với mặt  phẳng chứa ngẫu lực ­ Chiều : nhìn từ ngọn xuống  thấy chiều quay ngẫu lực  ngược chiều quay kim đồng hồ ­ Mođun của vectơ momen ngẫu  lực bằng momen ngẫu lực, tức  bằng F.d                 Hình 1­7  Qui ước gốc của vectơ  m  tại mặt  phẳng ngẫu lực Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT Trong trường hợp khi các ngẫu lực  nằm trong cùng một mặt phẳng hoặc  trong các mặt phẳng song song nhau,  ngẫu lực được biểu diễn qua momen  F.d ,  đại số ngẫu lực, kí hiệu là :  m lấy   “+”     ngược   chiều   quay   kim  đồng hồ  và lấy dấu “­” trong trường  hợp   ngược   lại,   ví   dụ   (hình   1­8),  m1 F1 d , m2 F2 d , m3 F3 d Hình 1­8 1.2 CÁC TIÊN ĐỀ TĨNH HỌC 1.2.1. Tiên đề 1 (Tiên đề về hai lực cân bằng) Điều kiện cần và đủ để một vật rắn nằm cân bằng dưới tác dụng của hai lực  là hai lực đó có cùng đường tác dụng, ngược chiều và cùng cường độ Hai lực thoả mãn điều kiện này được gọi là hai lực cân bằng (hình 1­9a,b)                           Hình 1­9 1.2.2. Tiên đề 2 (Tiên đề thêm bớt hai lực cân bằng) Tác dụng của một hệ lực khơng thay đổi nếu thêm vào hoặc bớt đi hai lực cân bằng   Như vậy nếu ( F, F' ) là hai lực cân bằng thì (hình 1­10a) :     ( F1 , F2 , , FN )      ( F1 , F2 , , FN , F ' , F )   Hoặc nếu hệ lực  có hai lực  F1  và  F2 cân bằng nhau thì (hình 1­10b) :        ( F1 , F2 , , FN ) ( F3 , F4 , , FN )                         Hình 1­10a Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT                     Hình 1­10b Hệ quả (định lý trượt lực):  Tác dụng của lực khơng thay đổi khi trượt lực trên đường tác dụng của nó    Thực vậy thêm hai lực cân bằng nhau ( FB , FB' ) tại B có cùng cường độ với lực  FA , ta  có (hình 1­11) :   ( FA )    ( FB , FB' , FA )  ( FB )                   Hình 1­11 Như vậy trong trường hợp lực tác dụng lên vật rắn (và chỉ đối với vật rắn)  điểm đặt lực khơng quan trọng, chỉ có đường tác dụng là quan trọng. Lực trong tĩnh  học vật rắn được biểu diễn bằng vectơ trượt 1.2.3. Tiên đề 3 (Tiên đề hình bình hành lực) Hai   lực   tác   dụng       điểm   tương đương với một lực tác dụng   tại cùng điểm đó và có vectơ  lực     vectơ   chéo     hình   bình   hành với hai cạnh là hai vectơ  lực   đã cho (hình 1­12) Hình 1­12 Nhờ tiên đề 3 phép cộng vectơ được sử dụng cho phép tính lực. Cần lưu ý rằng   nhờ hệ quả trượt lực, điều kiện hai lực đặt tại một điểm có thể thay thể bằng điều  kiện hai đường tác dụng của hai lực gặp nhau 1.2.4. Tiên đề 4 (Tiên đề tác dụng và phản tác dụng) Lực tác dụng và lực phản tác dụng giữa hai vật có cùng đường tác dụng và   hướng ngược chiều nhau (hình 1­13) Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT            Hình 1­13 Chú ý rằng lực tác dụng và lực phản tác dụng khơng phải là hai lực cân bằng vì   chúng khơng tác dụng lên cùng một vật rắn. Tiên đề  tác dụng và phản tác dụng  đúng cho mọi hệ qui chiếu (hệ qui chiếu qn tính và khơng qn tính) và là cơ  sở  cho phép mở rộng các kết quả đã khảo sát đối với bài tốn một vật sang bài tốn hệ  vật 1.2.5. Tiên đề 5 (Tiên đề hố rắn) Một vật biến dạng đã cân bằng dưới tác dụng của một hệ lực thì khi hố rắn   nó vẫn cân bằng (hình 1­14) Vậy hệ lực tác dụng lên “vật biến  dạng   cân   bằng”   phải   thoả   mãn   các  điều kiện như hệ lực tác dụng lên vật  rắn cân bằng. Do đó có thể  sử  dụng  các kết quả  khảo sát đối với vật rắn   cân Hình 1­14 bằng cho trường hợp vật biến dạng cân bằng. Tuy nhiên đó chỉ  là điều kiện cần   chứ khơng phải là điều kiện đủ. Để khảo sát bài tốn cân bằng của vật biến dạng  ngồi các kết quả  nhận được khi khảo sát vật rắn cân bằng cần thêm vào các giả  thiết về biến dạng (ví dụ, định luật Húc trong sức bền vật liệu) 1.2.6. Tiên đề 6 (Tiên đề thay thế tương đương liên kết) Vật khơng tự do cân bằng có thể được xem là vật tự do cân bằng bằng cách giải  phóng tất cả các liên kết và thay thế tác dụng các liên kết được giải phóng bằng các   phản lực liên kết thích hợp (hình 1­15)                                Hình 1­15 Qui tắc tìm các đặc trưng của phản lực liên kết đối với một số liên kết thường   gặp (các liên kết khơng ma sát) 10 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT A Trên mặt cắt ngang của dầm uốn ngang phẳng  C trụ c có cả  ứng suất pháp và ứng suất tiếp nên việc tìm  B vị trí điểm nguy hiểm và viết điều kiện bền sẽ dựa   C A vào biểu  đồ  phân bố   ứng suất pháp và tiếp dọc  Hình 5.21 theo chiều cao mặt cắt ngang (hình 5.21) Ở các điểm ngồi mép xa trục trung hồ nhất (tại A),  ứng suất pháp có trị  số  lớn  nhất và ứng suất tiếp bằng khơng + Đối với vật liệu dẽo: max z =  Mx max Wx + Đối với vật liệu giịn:  max k Z =  Mx max   max σ nZ =  k W xk Mx max n W xn Ở các điểm trên trục trung hồ (tại B), ứng suất pháp bằng khơng và ứng suất tiếp   có trị số lớn nhất. Điều kiện bền trên tồn dầm ở mặt cắt có  Q y max max     [ ] + Theo thuyết bền ứng suất tiếp cực đại: [ ] =  [ σ] + Theo thuyết bền thế năng biến đổi hình dạng cực đại: [ ] =  + Theo thuyết bền Mo (Mohz): [τ] =  [ σ] k Ở các điểm có cả ứng suất pháp và ứng suất tiếp (tại C) max  td    [ ] + Theo thuyết bền ứng suất tiếp cực đại: td z (C ) zy ( C ) + Theo thuyết bền thế năng biến đổi hình dạng cực đại: td z (C ) zy ( C ) + Theo thuyết bền Mo (Mohz): td 1­ z C 2 z C zy C Chú ý: thuyết bền ứng suất tiếp cực đại và thuyết bền thế năng biến đổi hình dạng cực   đại dùng cho vật liệu dẻo; thuyết bền Mo dùng cho vật liệu giịn, với  α =  Từ điều kiện bền, ta có ba bài tốn cơ bản sau:  + Kiểm tra dầm thỏa điều kiện bền + Xác định kích thước mặt cắt ngang dầm            + Xác định tải trọng cho phép tác dụng lên dầm 132 [ σ] k [ σ] n Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT Câu hỏi: 1. Nêu các định nghĩa về thanh chịu uốn, mặt phẳng tải trọng, đường tải trọng, mặt   phẳng đối xứng và uốn phẳng? 2. Phát biểu quy tắc tìm nội lực cắt ngang Q và mơmen uốn Mu ở một mặt cắt? 3. Nêu thứ  tự  các bước và những chú ý khi vẽ  biểu đồ  nội lực Q và Mu (cách vẽ  nhanh) 4. Định nghĩa uốn phẳng thuần t? 5. Thế nào là lớp trung hồ, trục trung hồ? 6. Viết cơng thức tính  ứng suất pháp   tại một điểm bất kỳ    mặt cắt ngang đang  xét. Giải thích các đại lượng trung cơng thức? 7. Vẽ biểu đồ phân bố ứng suất   trên mặt cắt ngang đang xét? 8. Viết cơng thức  max;  min ở mặt cắt ngang đang xét? Giải thích các đại lượng trong   cơng thức 9. Nêu điều kiện bền của thanh chịu uốn phẳng thuần t? 10. Định nghĩa uốn ngang phẳng 11. Nêu điều kiện bền của thanh chịu uốn ngang phẳng? Bài tập: 1. Vẽ biểu đồ nội lực Q và Mu của thanh có liên kết, có kích thước và chịu lực như  hình 5­21; hình 5­22; hình 5­23; hình 5­24; hình 5­25 2. Một thanh thép chữ I, số hiệu mặt cắt là 22a, có chiều dài và chịu lực tác dụng như  hình 5­26. Hãy tính  max của thanh với q=104N/m, a=2m 3. Thanh thép mặt cắt chữ nhật h = 2b = 0,2 m  chịu lực như hình 5­27 Nghiệm bền thanh trong hai trường hợp mặt cắt đặt đứng và đặt nằm, biết thanh có  [ ] = 110 MN/m2 Hình 5­21 133 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT    134 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT BÀI TẬP THAM KHẢO Bài 1. Xác định hệ lực tác dụng lên vật có trọng lượng P như hình vẽ? Hình 1                                            Hình 2 Hình 3                                             Hình 4 Hình 5                                             Hình 6     Hình 7                                                 Hình 8 Hình 9                                                Hình 10 135 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT Bài 2. Cho hệ lực phẳng đồng quy (  ,  , , ), có  = = 100N,  = 150N,  = 200N. Góc  giữa các hợp lực cho như hình vẽ 11. Xác định hợp lực của các hệ lực đó? Hình 11 Bài 3. Vật đồng chất có trọng lượng G = 100KN được treo bởi 2 sợi dây AB và CD . Tìm sức  căng 2 dây khi vật treo cân bằng như hình vẽ 12? Hình 12 Bài 4. Dây treo một vật có trọng lượng P = 80KN, được vắt qua rịng rọc A và được giữ bởi tời   D. Rịng rọc A có bán kính khơng đáng kể. Xác định phản lực của thanh AB và AC ? (Bỏ qua ma   sát ở rịng rọc và trọng lượng của các thanh và dây). Hình 13 Hình 13 Bài 5. Xác định tọa độ trọng tâm hình phẳng bằng bìa cứng như hình vẽ 14. Các kích thước  được cho như sau: OA = 28cm, AB = 18cm, CD = 7cm, DF= 16cm, OE = 34cm 136 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT Hình 15 Bài 6. Hai tấm ghép có bề rộng b= 180mm,  = 10 mm, được nối với nhau bởi 2 bản thép khác   cùng bề rộng có bề dày   = 8 mm, đinh tán có đường kính d = 20mm. Tính lực kéo P cho phép  đặt vào 2 tấm thép biết vật liệu làm đinh tán có: [  = 100MN/ ,   [  = 280MN/ ,  [  =  160MN/ Hình 16 Bài 7. Cho dầm thép chịu uốn ngang phẳng như  hình vẽ. Dầm chịu tác dụng bởi tải trọng P =  3qa;  , với q = 3KN/m; a=1m; và [  = 10KN/ M = 2q  và phản lực tại hai gối là  = 15KN,   = 6KN a Vẽ biểu đồ lực cắt Qy và Moomen uốn Mx.(3đ) b Bỏ  qua  ảnh hưởng của lực cắt, xác định đường kính d của dầm theo điều kiện bền tương  ứng  với  trường hợp sau: + Hình trịn đặc có đường kính d (2đ) Hình 17 Bài 8. Cho cột thép chịu lực như hình vẽ 18 , cho bieát F2 = 2F1 , [ ] = 16 KN/cm2, P1 = 100 KN, P2 = 50 KN, P3 = 200 KN, E= 2.104 KN/cm2 a vẽ biểu đồ nội lực (1đ) b xác định đường kính cột thỏa mãn điều kiện bền (2đ) 137 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT Bài 9.Cho dầm thép chịu uốn ngang phẳng như hình vẽ 19. Dầm chịu tác dụng bởi tải trọng P =  4qa;  M = 2q , với q = 3KN/m; a=1m; và [  = 10KN/  và phản lực tại hai gối là  = 8KN,   =  10KN a Vẽ biểu đồ lực cắt Qy và Moomen uốn Mx.(3đ) b Bỏ qua ảnh hưởng của lực cắt, xác định kích thước b của dầm theo điều kiện bền tương ứng với   trường hợp sau: + Hình có tiết diện b*2b (2đ) Hình 18                               Hình 19 Bài 10. Cho dầm thép chịu uốn ngang phẳng như hình vẽ 20. Dầm chịu tác dụng bởi tải trọng P   = 2N;  m= 10Nm, với q = 2N/m; và [  = 10N/  và phản lực tại hai gối là  = 6N,   = 4N a Vẽ biểu đồ lực cắt Qy và Moomen uốn Mx.(3đ) b Bỏ qua  ảnh hưởng của lực cắt, xác định đường kính D của dầm theo điều kiện bền tương ứng   với  trường hợp sau: + Hình vành khăn D=2d .(2đ) Hình 20 Bài 11.Cho dầm thép chịu uốn ngang phẳng như hình vẽ 21. Dầm chịu tác dụng bởi tải trọng P =  5KN;  m = 2KNm, với q = 10KN/m; và [  = 5 KN/ 23KN 138  và phản lực tại hai gối là  = 12KN,   =  Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT a Vẽ biểu đồ lực cắt Qy và Moomen uốn Mx.(3đ) b Bỏ qua ảnh hưởng của lực cắt, xác định kích thước b của dầm theo điều kiện bền tương ứng với   trường hợp sau: + Hình có tiết diện 6b*14b .(2đ) Bài 12.Xác định phản lực liên kết tại 2 gối A và B của dầm AC chịu lực như hình vẽ 22 . Biết P  = 3KN; m= 2KNm, với q = 2KN/m; và a = 1m Hình 22 Bài 13.Cho dầm có sơ đồ chịu lực như hình vẽ 23 với a = 2m,  P = 40KN;  m = 8KNm, với q =   4KN/m. Tìm phản lực liên kết tại các gối? Hình 23 Bài 14.Xác định phản lực liên kết tại 2 gối A và B của dầm AC chịu lực như hình vẽ 24 . Biết P  = 3KN; m= 2KNm, với q = 2KN/m; và a = 1m Hình 24 139 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT Bài 15.Thanh AB tựa trên 2 gối A và B chịu tải trọng như hình vẽ 25. Xác định phản lực liên kết  tại 2 gối A và B như hình vẽ . Biết P = 8KN; với q = 2KN/m; và a = 1m Hình 25 Bài 16.Xác định trọng tâm của vật phẳng có kích thước như hình vẽ 26? Hình 26 Bài 17.Vật nặng có trọng lượng Q=10KN, được kéo lên mặt phẳng nằm nghiêng một góc   ,   hệ số masát giữa vật và mặt phẳng nằm nghiêng là f = 0,1. Góc hợp bởi lực P và mặt trượt là    =    .Tìm trị số lực kéo P để vật có thể đi lên mặt phẳng nghiêng? Hình 27 Bài 18.Xác định trọng tâm của hình phẳng có kích thước như hình vẽ 28? Hình 27                                                 Hình 28 Bài 19.Dầm AB đặt nằm ngang trên 2 gối A, B. Tác dụng lên dầm lực P =100KN, lực Q =   50KN. Xác định phản lực ở các gối đỡ A và B? Hình 29 Bài 20.Xác định trọng tâm của hình phẳng có kích thước như hình vẽ 30? 140 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT Hình 29                                               Hình 30 PHỤ LỤC HỆ ĐƠN VỊ CƠ HỌC Các đơn vị đo lường chính thức thuộc hệ đơn vị SI Bảng 1. Các đơn vị cơ bản TT Đại lượng Tên đơn vị Ký hiệu đơn vị mét m kilôgam kg độ dài khối lượng thời gian giây s cường độ dòng điện ampe A nhiệt độ nhiệt động học kenvin K lượng vật chất  mol mol cường độ sáng candela cd Bảng 2. Các đơn vị dẫn xuất  TT Đại lượng Đơn vị Tên Ký hiệu Thể hiện theo đơn vị cơ  bản thuộc hệ đơn vị SI 1. Đơn vị khơng gian, thời gian và hiện tượng tuần hồn 1.1 góc phẳng (góc) 1.2 góc khối radian rad m/m steradian sr m2/m2 141 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT TT Đại lượng Đơn vị Tên Ký hiệu Thể hiện theo đơn vị cơ  bản thuộc hệ đơn vị SI 1.3 diện tích mét vng m2 m.m 1.4 thể tích (dung tích) Mét khối m3 m.m.m 1.5 tần số héc Hz s­1 1.6 vận tốc góc radian  rad/s s­1 radian trên  giây bình  phương rad/s2 s­2 trên giây 1.7 gia tốc góc 1.8 vận tốc mét trên giây m/s m.s­1 1.9 gia tốc mét trên giây  bình phương m/s2 m.s­2 khối lượng theo  chiều dài (mật độ  dài) kilơgam  kg/m kg.m­1 2.2 khối lượng theo bề  mặt (mật độ mặt) kilôgam trên  mét vuông kg/m2 kg.m­2 2.3 khối lượng riêng      (mật độ) kilôgam trên  mét khối kg/m3  kg.m­3 2.4 lực niutơn N m.kg.s­2 2.5 mômen lực niutơn mét N.m m2.kg.s­2 2.6 áp suất, ứng suất Pascal Pa m­1.kg.s­2 2.7 độ nhớt động lực  Pascal giây Pa.s m­1.kg.s­1 2.8 độ nhớt động học mét vuông trên  giây m2/s m2.s­1 2.9 công, năng lượng jun J m2.kg.s­2 2. Đơn vị cơ 2.1 trên mét 142 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT TT Đại lượng 2.10 cơng suất 2.11 lưu lượng thể tích Đơn vị Thể hiện theo đơn vị cơ  bản thuộc hệ đơn vị SI Tên Ký hiệu oát W m2.kg.s­3 mét khối  m3/s m3.s­1 kg/s kg.s­1 trên giây 2.12 lưu lượng khối  lượng kilơgam  trên giây Các đơn vị đo lường theo thơng lệ quốc tế quy định Bảng 3. Các đơn vị đo lường chính thức ngồi hệ đơn vị SI  143 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT Đơn vị đo lường  theo thơng lệ  TT quốc tế Đại  lượng góc  phẳng thể tích,  dung tích thời gian khối  lượng áp suất cơng,  năng  lượng quãng tần  số Giá trị  Ghi chú Một (01) đơn  vị đo lường  theo thông lệ  quốc tế Chuyển đổi theo  đơn vị đo lường  thuộc hệ đơn vị SI Tên Ký  hiệu độ o 1o ( /180) rad phút ' 1' = (1/60)o ( /10 800) rad giây " 1" = (1/60)' ( /648 000) rad lít L 1 L 1 dm3 hoặc l phút 1 min  60 s h 1 h = 60 min 3 600 s ngày d 1 d = 24 h 86 400 s t 1 t  1 000 kg đơn vị  nguyên  tử khối  thống  u 1 u 1,660 538 86.10­27 kg bar bar 1 bar  100 000 Pa ốt giờ W.h 1 W.h  3 600 J electronv ơn eV 1 eV 1,602 177.10­19 J ôcta octa 1 octa _ 144 lg2(f2/f1) =  lg22 Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT Đơn vị đo lường  theo thông lệ  TT Đại  lượng quốc tế Tên mức to Giá trị  Ký  hiệu Một (01) đơn  vị đo lường  theo thông lệ  quốc tế Ghi chú Chuyển đổi theo  đơn vị đo lường  thuộc hệ đơn vị SI phon 1 phon  _ Tương ứng 1  dB. Đối với  âm thanh  đơn sắc 1  phon tương  ứng với 1 dB  ở tần số 1  kHz nepe Np 1 Np  _ ln (F/Fo) = ln  e ben B 1 B _ ln (F/Fo) phôn   9. Các đại lượng logarit 9.1 9.2 mức của  đại  lượng  trường mức của  đại  lượng  công  suất = 2 lg101/2 B deciben dB 1 dB  _ nepe Np 1 Np _ 1 dB = (1/10)  B  (1/2) ln  (P/Po) = (1/2) lne2 ben B 1 B _ (1/2) ln  (P/Po) = lg 10 B deciben dB 1 dB  145 _ 1 dB = (1/10)  B   Cơ kỹ thuật – Cao đẳng Nghề BR ­VT TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.  Đỗ Sanh (chủ biên), Cơ học ứng dụng, NXB Giáo dục,  Hà Nội, 2001 Đỗ Sanh (chủ biên) Giáo trình Cơ kỹ thuật, NXB Giáo dục, Hà Nội, 2005 Bùi Trọng Lựu (chủ  biên),  Sức bền vật liệu, NXB Đại học và Trung học chun  nghiệp, 1993 Chu Tạo Đoan, Cơ học lý thuyết, NXB Giao thơng Vận tải, Hà Nội, 2001 Vũ Đình Lai, Nguyễn Xn Lựu, Sức bền vật liệu, NXB Giao thơng Vận tải, Hà  nội, 2002.  Trần Văn Địch, Ngơ Trí Phúc: Sổ  tay thép thế  giới; Nhà Xuất bản Khoa học và Kỹ  thuật, 2006 Nguyễn Đức Lợi, Vũ Diễm Hương, Nguyễn Khắc Xương:  Vật liệu kỹ thuật nhiệt   và kỹ thuật lạnh; Nhà Xuất bản Giáo dục, 1998 Nguyễn Khắc Xương: Vật liệu kim loại màu; Nhà Xuất bản Khoa học và Kỹ thuật,  2003 Đinh Cơng Mễ, Hồng Tùng:  Cơ  khí đại cương; Nhà Xuất bản Khoa học và Kỹ  thuật, 2003 Department of Transportation (The USA):  Metallic materials properties development   and standardization;  2003.  10 Myer Kuzt: Handbook of materials selections; John Wiley & Sons, New York, 2002 11 R   E   Smallman,   R   J   Bishop:  Modern   Physical   Metallurgy   and   Materials   Engineering; Reed Educational and Professional Publishing Ltd (UK), 1999 12 Phạm Thị Minh Phương, Tạ Văn Thất: Công nghệ nhiệt luyện; Nhà Xuất bản Giáo  dục, 2000 13 Hồng Tùng: Cơng nghệ  kim loại và Nhiệt luyện; Nhà Xuất bản Khoa học và Kỹ  thuật, 2003 14 Đỗ  Minh Nghiệp, Nguyễn Khắc Cường, Trần Quốc Thắng, Nguyễn Văn Sứ:  Các   phương pháp nghiên cứu kim loại và hợp kim, Nhà Xuất bản Bách Khoa Hà Nội,  1990 15 Trương Ngọc Liên:  Ăn mòn và bảo vệ  kim loại ; Nhà Xuất bản Khoa học và Kỹ  thuật, 2004 16 W. T. Lankford, N. L. Samways, R. F. Craven, H. E. McGannon: The making, shaping   and treating of steel; United States Steel, 1985 17 Randall   M   German:  Powder   Metallurgy   of   Iron   and   Steel;   A   Wiley­Interscience  Publication, 2000 18 John  E  Neely,   Thomas  J.  Bertone:  Practical  metallurgy  and  materials  of  industry;  Prentice Hall, 2000 19 Department   of   Defence   (The   USA):  Nondestructive   active   testing   techniques   for   structural composites; 1989 20 A.R   Clarke   and   C   N   Eberhardt:  Microscopy   Techniques   for   Materials   Science;  Woodhead Publishing Limited, Cambridge England, 2002 21 C. B. Boss and K. J. Fredeen: Concepts, instrumentation and techniques in inductively   coupled plasma optical emission spectrometry; The Perkin­Elmer Corporation, 1997 146 ... ương trinh biêu diên đông l ̀ ̉ ̃ ̣ ực hoc,  ̣ công, ? ?công? ?suât, đông năng, thê năng ́ ̣ ́ ­ Tinh toan đung l ́ ́ ́ ực,? ?công, ? ?công? ?suât, đông năng, thê năng cua vât chuyên đông.  ́ ̣ ́ ̉ ̣ ̉ ̣ BÀI 1:      CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN... Cơ? ?kỹ? ?thuật? ?– Cao đẳng Nghề BR ­VT 26 Cơ? ?kỹ? ?thuật? ?– Cao đẳng Nghề BR ­VT 27 Cơ? ?kỹ? ?thuật? ?– Cao đẳng Nghề BR ­VT 2.3.2 Trường hợp hai lực phẳng song song ngược chiều 28 Cơ? ?kỹ? ?thuật? ?– Cao đẳng Nghề BR ­VT 29 Cơ? ?kỹ? ?thuật? ?– Cao đẳng Nghề BR ­VT.. .Cơ? ?kỹ? ?thuật? ?– Cao đẳng Nghề BR ­VT LỜI NĨI ĐẦU Mơn? ?Cơ  học? ?kỹ ? ?thuật? ?là mơn học? ?cơ  sở  ngành đầu tiên đối với sinh   viên các trường Trung học, Cao đẳng và Đại học các ngành? ?kỹ ? ?thuật? ?khơng