iên Xlfl = — ( c o s - c o s a ) ct í r.xfl.d0 = M , ta có: c A/T = - —- —(sin a -2 a c o s2 a ) 4.17 COS2 0; sin a q ơ0= sin 29 s i n 9; T,tì = sin a sin a 4.18 Hướng dẫn: Đối với toán chịu kéo ƠJ theo phương X, góc góc phân tố xét với trục X, chịu kéo theo 71 phương y, cần thay 9, = - —; ta có: í R2 R l-4 ^ V + ^ V R r / + 1+ V , ^ = R2 oR r R4 \ * / sin 20 + —r - - — COS / COS '\ y 188 R 4.19 H ướng dẫn: Tính r, ơ(), T,fl theo hàm ứng suất cp(r, 9), trường hợp b cần thêm vào lời giải với lực khối R = gcos0; s = -gsinO; nghiệm riêng phương trình vi phân cân với lực khối là: ơ* = -grCOS0; ơ* = - g r c o s O ; =0 4.20 H ướng dấn: Bài toán giải gồm phần: 1) Đ iểm A điểm gốc lực nén ơ, theo phương AB; thành phần ứng suất bằng: 2P COS0 a = 71 r : ơn =T lO ; T'rên mật đĩa, với r = 2Rcos0, ứng suất bằng: r = -yR; ơx= -yR cos2 0; y = - y R sin2 9; Txy = yR sin 20 2) Để triệt tiêu thành phần ứng suất x, y, Txy, cần thêm hệ ứng suất: ỡ 2(p Y / n X ổ 2(p ỵ V x = I Ĩ = Í ( R _ X ) ; Ơ, = i ^ = ^ ( R + x ) : Txy axz õytừ hàm ứng suất: cp = X a 2cp Ỵ ổxổy , xác định R ( x + y 2) - y 2x CHƯƠNG 5.1 w = 0; = - — = 2Cr dr d w Mr = - D dr = 2Ca V dw + -— — = C D ( l + v ) ^ V r r dr Vậy tròn tựa tự biên chịu m ôm en uốn biên với cường độ: m = 2CD(1 + v) 5.2 Sử dụng cơng thức tính độ võng lớn tâm tấm: 1) Biên tựa khớp: wmax = + v qa4 + v 64D 2) Biên ngàm: w max = qa 64D 189 với a - bán kính tấm; D - độ cứng chống uốn; V - hệ số Pốtxơng Ta có độ võng tâm có biên tựa khớp lớn có biên ngàm 5.3 Độ võng lớn đạt tâm bằng: Pa wm ax = 647iD ứ ng suất lớn dược tính theo cơng thức: Với: _ f- Mr max _ , Mt = -— ;ơ =6 h2 ' h max a M r = — (l + v)ln —-1 4n r M = (l + v )l n 4n (*) a Khi r —> 0, biểu thức (*), (**) tiến tới co, khơng cịn thích hợp để tính a max Ta sử dụng cơng thức hiệu chỉnh sau để tính ứng suất lớn điểm mặt tâm tấm: max = p ( l + v ) 0,485 l n - + 0,52 h h2 Đối với biên tựa tự ta có: (l + v) , In —+ 0,52 + 0,48 V h a max = h 5.4 Độ võng điểm có khoảng cách < r < a tính theo công thức (sử dụng kết 5.1): w= m (l + v)D Suy ra: ma w 2(l + v)D 5.5 p w= 2.2 a ^ - a z 1b + b * ln i 167iD(a2 - b 2) 5.6 M c = -31 N cm /cm ;M |: = 5200N cm /cm ;w A = ,4 c m ;w B= -0 ,4 c m 5.7 ^ , = 75 M N /m < [ơl 190 5.8 t ss 1,7cm 5.9 emax = ,9 10"4; Emin = -0 ,625.10 5.10 a) Bình treo phía thân hình trụ: vmax = ,6 M N /m 2; k = 4,45M N /m 2; Jay = M N /m b) Bình đặt giá đữ phía thân hình trụ: = ,66M N /m 2; k = 0; diy = 5M N /m 5.11 H ướng dẫn: thay giá trị độ võng w vào điều kiện biên: vmax dw =_ 0;n r = a; w _= n0 ; -dr r = b : M_ = - D f d 2w + dr = 0: Q , = - D ^ dr r dr dr dw ' = r dr Giải hệ phương trình để tìm số C|, C2, G,, C4, thu được: w= qa l + ( l - - p 2) ( l - p 2) + p - k l n p - p 2p l n p 64D L r p= =c a ( l - v ) p + ( l + v ) ( l + 4p2 lnp) „ p í xA p: ( l - v ) + (l + v ) p + y q ;c = u D 24 16 24 a + a 2b2 + b4 Biểu đồ độ võng, mômen uốn M x, My, lực cắt Q x, Qy hình vẽ: y \A-U- h / / / b — V \ q/ 5,4 CD \W \W \ \\ \ \ \ \ \ \ \ ' x ° 6,7CD V \\v v v w C \ 93CD/_ 8,0 CD y y 42 C D /a 2.4CD 6.7CD / 42 CD/a3 Hình B5.13 191 Hình B5.13 ƠK = ỵR s i n cp ( l - c o s 3ẹ ) ; v = yz(H -h-z)R 5.14 yR cos(p _ y R ( H - h - z ) ( H - h + 2z) ÔH ’ K 6ôH cosa y (H - h ) R y(H -h); R a, H-h ơ, 45H K H- h 16ÔH cos a a , = max (ơ™ax; ơ'™x ] ; = Theo thuyết bền ƯSLN: id - Ơ ~ ° } - [Ơ ta tính dược bề dày cho phép ô 5.15 rq ƠK = = 5.16 \ (ứng suất nén); h(^l + cos(pj rq h + coscp coscp ƠK = -5 , k N /m đỉnh vòm; (ứng suất nén) ƠK = - 786,0 k N /m chân vòm; v = - 587,5 kN /m đỉnh vòm; v = 195,0 k N /m chân v òm (ứng suất kéo) ứ ng suất vòng v = nếu: 1 + coscp 192 cos(pc = (p0 = 51,8" 5.17 Hướng dẫn: Phương trình cân phần vỏ (hình B5.17) có dạng: K.2rcơ(a + Rsincp)sinọ = p 7i[(a + Rsincp)2 - a2] pR (2a + Rsincp) từ đ ó : ƠK = — - -7 - / 2Ô (a + Rsincp) Thay vào phương trình Laplace với p K = R; p v = a + ^ s i n - ta có sincp ứng suất tương đương lớn đạt
b) ( b - a 2) 5.20 Xét điểm A phần đáy bình có tọa độ (r, y), ứng suất kinh tuyến vĩ tuyến có giá trị sau: = Y bỗr: a^b+ H r - | b ( a - - r ) f Ị ] ^ ) r2 + a ; 193 = r ị n “(b2 - a 2) r + a 4' 4- ^ yH _2 ( b 2- a 2) r 2+ a 4' 2bỗ ị w - * y - w l - r- j —- a a2 §r2i l 32 - a 2) r + a ya ƠK = Tại đáy bình: r = ta có l+ » s by ya' = H 1+ ô Khi a = b, ta có cơng thức ứng suất phần đáy hình bán cầu: ya ƠK = ơ„ = H r + - a - - a ( a - r 2) J i - 3 1V a2 2ỗr: (2a v + a yaH " í * - 3ôr2 + Y 2S Tại r = 0: ƠK = y a ( a + H) y a ( a + H) i ơv 2ơ 2ơ CHƯƠNG 6.1 Ip] = 4680 N; Zb = 0,33 m m 6.2 [p] = 108 kN 6.3 a = 0,65 cm; b = 0,5 cm; p„ = 1 k N /c m 6.4 a = 0,489 cm; b = 0,057 cm; p, = 291 kN /cm 6.5 1) a = 0,063 mm; p„ = 300 kN /cm 2; = 0,026 m m 2) a = 0,07 mm; p„ = 230 kN/crn2; = 0,033 m m 6.6 Chi dẫn: sử dụng liên hệ: r2 = ( r - A ) + 'l (hình 6.24b) 2 Từ k n = - ; k 12 = ■; k,, = ; k 22 = — r d d 194 Sau sử dụng cơng thức tính p, bảng 6.2: p P“ = n ' K Ỉ ta có n 0 | , p „ = ,3 }/| 1000 = 2600 kg / cm 1.358 ' 6.7 Chí dẫn: sử dụng cịng thức tính độ lún: w= (l-v ) ttGR R Trên mặt phảng biên z = 0; độ lún điểm nêm nhau: rp(x>y)dxdy E — »— — — ; với Eị = ínE F Ậ 2+ y2 ' i-v p(x, y): áp lực điểm có tọa độ (x, y) m iền tiếp xúc Mặt khác w L 0= const = p = |p (x ,y )d x d y F Ta có p(x, y) = với < p„° = 2J1 _ ĩlẵ 6.8 p ( x , y ) = r / X In a b ịỉ V U J \2 / _ \2 ỵ Vb J 6.9 C hi dẫn: sử dụng điều kiện biên: z =° w= : T xy = T x/ = ° ; z = ° r = ự x + y : < a |-p ( x , y ) d x d y nE, l ựx2+y2 z = r > a: p(x, y) = Phương trình cân tĩnh học: 'ễ ^mnHỊỊỊỊ I Hình B6.9 ^T z = 0=> jp ( x ,y )d x d y = p F X = = > f p ( x , y ) x d x d y = p.e F Z M X= ^ Jp( x’y)ydxdy = F 195 ta thu được: p p(x)= 7ia 'I xe 1+ a í Av \ 2 jl l+4f Tta' ^ xe \ Biểu đồ phân b ố p(x) hình 6.30 M 'ĩ.' Vb / a —V 6.10 w /=0 với k o» k,: hệ sô phụ thuộc tỉ s ố — b 6.11 Đ i ề u kiện biên: y = => Txy = (l-v = ) y = 0; - a < X < a: J p (y in |x -^ |d = A tiE y = X> a , p => p(£) = ta có p ( x ) = — J— X < —a K \ A_ p - _ x với q„ = f-;x =2a 6.12 a Chỉ dẫn: điều kiện biên: y =0 =0 y = 0và-a< x< a: ( 1- V 2) “ - - E- - J p ( ^ ) l n | x - ị d = Bx -a với y = v a < x < c o - 00 < X < - a : p(ệ) = a Phư ơng trình cân bằng: £ m ,= J -a T a thu được: p ( x ) = 2M 7ĩa ' i a - X 196 p (5)4J5 = m a -X TÀI LIỆU THAM KHẢO J Đào Huy Bích, Vũ Đình Lai, Lê Quang Minh, Nguyễn Hoa Thịnh "Cơ học m ôi trường liên tực" NXB Đại học & THCN Hà Nội, 1993 Phan Nguyên Di "Cơhọc môi trường liên tục" NXB KHKT Hà Nội, 2002 Lê Công Trung "Lý thuyết đàn hồi ứng dụng" NXB KHKT Hà Nội, 1999 Nhữ Phương Mai, Lê Quang Minh, Nguycn Nhượng, Vũ Duy Quang, Đào Duy Tiến "Cơ học m ôi trườnq liên tục" Trường Đại học Bách khoa, Ha Nội, 1991 Bùi Trọng Lựu, Nguyễn Vãn Vượng "Bài lập sức bền vật liệu", NXB Giáo dục, Hà Nội, 1996 Nguyễn Xuân Lựu "Bài tập lý thuyết đàn liổi" NXB Trường Đại học Giao thông, Hà Nội, 2000 Lè Ngọc Hồng, Lê Ngọc Thạch: "Cơ học m ỏi trường liên tục lí thuyết đàn liổi" NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 1999 Tơ Văn Tấn "Lí thuyết dàn liồi" NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 1991 IHMOLUGIỈKO c n /Ị>k Fyaep "Teopm ynpysocmu" MocKBa "Hayica", 1979 10 JI.M CeaoB "MexaHUKíi cmouuibix cpeờ" Tom MocKBa "HayKa", 1976 ] PyKan B r "PyKOũoỏscmeo Kpeuiemuo 3CIÒCIH nu meopuuynpyeocmu" MocKHa "Bbicmaa LUKOJia" 1977 12 Alain L e l u a n Méccmique ties m ilieux continus —T heorie de iélesticité" École Centrale de Paris 1991 13 W a n g - C h i- T e n "Applied Elasticity" Me Graw—Hill Book Company, NY 1953 14 Jean Salenẹon "Méeanique des milieux contililts" École Polytechnique de Paris 1988 197 M Ụ■ C L Ụ■ C Lời nói d ầ u Chương 1: TRẠNG THÁI ÚNG SưẤT - TRẠNG THÁI BIÊN DẠNG 1.1 Tenxơ ứng suất 1.1.1 ứng suất mặt nghiêng tronghệtọa độĐ ềcác 1.1.2 ứng suất chính, phương chínhcủa tenxơ ứng suất .6 1.2 Tenxơ biến d n g * 1.2.1 Hệ thức Côsi biến dạng chuyển vị .7 1.2.2 Biến dạng - Phương tenxơ biến dạng Bài tập tự giải 16 Chương 2: HỆ PIIUƠNG TRÌNH c BẢN CỦA LÍ THUYẾT ĐÀN H ồi ÚNG DỤNG 2.1 Phương trinh vi phân cân tĩnh học - điều kiện biên 20 2.2 Phương trình tương thích biến dạng Saint-Venant 22 2.3 Định luật I lúc tổng q u t 22 2.4 Phương trình cân biểu diễn qua chuyển v ị 23 2.5 Phương trình tương thích biểu diễn qua thành phần tenxơ ứng suất 25 Bài tập tự giải 32 Chưong 3: BÀI TOÁN PIIANG TRONG TỌA ĐỘ ĐÊ CÁC 3.1 Bài toán ứng suất phảng - Bài toán biến dạng phẳng 38 3.1.1 Bài toán ứng suất phảng 38 3.1.2 Bài toán biến dạng phảng 39 3.2 Hàm ứng suất Ery - Áp dụng toán t ấ m 41 3.3 Hàm ứng suất Prandtl - Áp dụng toán mặt cắt ngang chịu x o ắ n 52 3.3.1 Hàm ứng suất Prandtl (1903) 52 3.3.2 Hàm v ê n h .55 Bài tập tự giải 61 Chương 4: BÀI TOÁN PI IANG TRONG TỌA ĐỘ ĐỘC c ự c 4.1 Các phương trình 67 4.1.1 Phương trình cân 67 4.1.2 Các phương trình hình h ọ c 67 4.1.3 Các phương trình vật l í 68 4.1.4 Hàm ứng suất 68 198 4.2 Ong dày chịu áp suất phân bố bên pa bên pb 68 4.2.1 Chuyến vị 68 4.2.2 ứng suất (đối với ống chịu áp suất bên bên ngoài) 69 4.3 Ống g h é p 70 4.3 Tấm chịu kéo có lỗ trịn n h ị .83 4.4 Đĩa quay 85 Bai tập tự giải 86 Chương 5: BẢI TOÁN Đ ố i XÚNG TRỤC 5.1 Tấm tròn chịu tái trọng dối xứng trục 92 5.1.1 Nội lực, ứng suất tròn chịu uốn 92 5.1.2 Phương trình vi phân độ võng 93 5.1.3 Các diều kiện biên 94 5.1.4 Các dạng tải trọng đối xứng trục 96 5.2 Vò mòng tròn xoay chịu áp suất phân bố đ ề u 129 5.2.1 Phương trình Laplace 129 5.2.2 Phương trình cân tĩnh học phần v ỏ 129 5.2.3 Mặt cong chịu áp lực cùa chất lỏng 130 Bài tập tự giai 141 Chương 6: BẢI TOÁN ÚNG SUẤT TIẾP x ú c ỉ Bài toán But-xi-net (Bousinesq) bán không gian đàn hổi chịu lực tập trung mặt phảng biên 146 6.2 Bài toán Héc-xơ (Hertz) áp lực, độ dịch gần diện tích miền tiếp xúc hai vật thể 152 6.2.1 Liên hệ hình học bể mặt vặtthểtiếp x ú c 152 6.2.2 Kích thước diện tích tiếp xúc, độ dịch gần áp lực lớn diện tích tiếp xúc 156 Bài tập tự giải 169 ĐÁP SỐ VÀ CHỈ DẪN 174 TÀI LIỆU THAM KHẢO 197 M U C L U C .198 199 C h ịu trách n h iệ m x u ấ t bản: Chủ tịch H Đ Q T k iêm Tổng G iám đốc N G Ô TRÂN ÁI P h ó Tổng G iám đốc kiêm Tống biên tậ p N G U Y Ê N QUÝ THAO T ố chức thảo chịu trách n h iệ m nội dung: C h ủ tịch H Đ Q T k iêm G iám đốc Công ty C P Sách Đ H - D N TRẦN N H Ậ T TÂN B iên tập nội d u n g sử a b ả n in: NGUYỄN TRỌNG HÙNG T r ìn h bày bia: Đ IN H XUÂN DỮNG T h iết k ế sách c h ế bản: T R Ị N H T H Ụ C KIM D U N G BÀI TẬP ĐÀN HỔI ỨNG DỤNG ■ ■ M ã số: K y - D A I In 1.000 (QĐ : 56), khổ 16 X 24 cm In Nhà in Đại học Quốc Gia Hà Nội Địa c h ỉ: 16 Hàng Chuối, Hà Nội SỐĐKKH xuất : 04 - 2009/CXB/404 - 2117/GD In xong nộp lưu chiểu tháng năm 2009 ... sách ? ?Bài tập Đàn hồi ứng dụng? ?? xuất lần đầu năm 2003, nhóm tá c giả giảng viên lâu năm Trường Đại học Bách khoa Hà Nội biên soạn, dựa kiến thức Lý thuyết đàn hồi Nội dung gồm ch n g (tương ứng. .. luật đối ứng ứng suất tiếp): ij = ji 1.1.2 ứng suất chính, phương tenxơ ứng suất Mặt phảng có thành phần ứng suất pháp, khơng có ứng suất tiếp, gọi mặt chính, ú n g suất pháp mặt gọi ứng suất... định ứng suất chính, ứng suất tiếp cực đại? 1.8 Xác định ứng suất chính, phương tenxơ ứng suất: I -2 n I -2 V- -2 /6 T„ = Trạng thái ứng suất gì? 1.9 Xác định ứng suất chính, phương tcnxơ ứng