Bài giảng Công nghệ hàn: Chương 4 Các nguyên lý cơ bản sử dụng trong phân tích kết cấu hàn cung cấp cho người đọc những kiến thức như: Khái niệm cơ bản về kết cấu hàn; Các nguyên lý cơ bản về lực; Cân bằng lực; Các dạng liên kết cơ bản; Sơ đồ kết cấu dầm hai gối tựa; Xác định bậc siêu tĩnh của kết cấu. Mời các bạn cùng tham khảo!
Chương cu u du o ng th an co ng c om Các nguyên lý sử dụng phân tích kết cấu hàn - I VVP HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang I.1 Khái niệm I.1.1 Mơ hình nghiên cứu .c om Về mặt Vật lý VVP ng Liên tục, đồng chất đẳng hướng Tính liên tục Đồng chất Đẳng hướng th an co • Một phân tố bé tùy ý chứa vô số điểm • Tính chất – lý điểm • Tính chất – lý theo phương ng Đàn hồi tuyến tính, biến dạng chuyển vị bé cu u du o • Ngoại lực vật rắn biến dạng Nội lực • Có khả phục hồi hồn tồn hình dạng kích thước sau ngoại lực thơi tác dụng • Biến dạng đàn hồi tỷ lệ bậc với nội lực • Điểm đặt vị trí tương đối ngoại lực không thay đổi bị biến dạng Biến dạng bé • Quan hệ nội lực biến dạng bậc (tuyến tính) khơng phụ thuộc vào trình tự đặt lực Ngun lý độc lập tác dụng lực HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang I.1 Khái niệm VVP c om I.1.1 Mơ hình nghiên cứu Về mặt hình học an co ng Kết cấu thanh: Vật thể có kích thước theo phương lớn so với phương Kết cấu vỏ : Vật thể có kích thước phương lớn so với phương thứ Lực kéo Lực nén Lực tác dụng theo nhiều phương cu u Chỉ có lực kéo du o ng th Mô men xoắn Kéo – Nén theo nhiều phương HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang I.1 Khái niệm VVP c om I.1.2 Các dạng tải trọng cu F u du o ng th an co ng Hệ tải trọng, thay đổi nhiệt độ chuyển vị cưỡng BiẾN DẠNG Lực tập trung (F): Lực tác dụng lên kết cấu diện tích nhỏ tác dụng điểm Đơn vị: N, kN, KG,… Lực phân bố (Q): Lực tác dụng lên kết cấu diện tích đủ lớn Đơn vị: N/mm2, kN/mm2, kG/cm2,… Trong kỹ thuật, thường thay tải trọng tác dụng dải diện tích hẹp tải trọng phân bố theo đường (N/mm, kN/mm, kG/cm,…) Kết cấu thực HUST-DWE/ F Q Q Sơ đồ hóa kết cấu Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang I.1 Khái niệm c om I.1.2 Các dạng tải trọng VVP ng Tùy theo tính chất thay đổi tải trọng theo thời gian an co Tải trọng tĩnh: Thay đổi chậm chuyển vị gần khơng có gia tốc Tải trọng động: Độ lớn vị trí bị thay đổi thời gian ngắn (gia tốc lớn) ng th Tùy thuộc vào thời gian tác động cu u du o Tải trọng thường xuyên: Tác dụng liên tục lên kết cấu (vd: tự trọng,…) Tải trọng tạm thời: Thời gian tác dụng lên kết cấu khơng lâu (vd: áp lực đồn tàu lên cầu, ôtô chở hàng,…) HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang I.2 Các nguyên lý lực c om Lực = Khối lượng x Gia tốc ng F[N] = m[kg] x a[m/s2] VVP ng th an co Lực xác định thông qua giá trị độ lớn, hướng tác động đường tác động cu u du o Biểu thị Véctơ lực - Độ lớn amount - Hướng α - Đường tác động: - - - HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang I.2 Các nguyên lý lực Phân tích & Tổng hợp lực VVP an co ng Nếu có nhiều lực tác động lên điểm đường tác động đồng quy điểm thay lực tương đương .c om cu u du o ng th Lực tương đương xác định phương pháp dựng hình phương pháp số học HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang I.2 Các nguyên lý lực co ng VVP th an Trên mặt phẳng, lực phân tích thành hai lực khác theo quy tắc hình bình hành .c om Phân tích & Tổng hợp lực cu u du o ng Dùng phương pháp dựng hình để xây dựng đa giác lực muốn quy đổi tương đương nhiều lực tác động lên điểm mặt phẳng HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang Ví dụ: Phân tích lực tác động lên kết cấu dàn (2D) VVP cu u du o ng th an co ng c om HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang I.2 Các nguyên lý lực c om Hệ lực cân du o ng th an co ng Lực tác động đối ngẫu VVP cu u Đa giác tổng hợp lực khép kín HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang 10 I.2 Các nguyên lý lực VVP ng co an th Mơmen lực hình thành có cặp lực có độ lớn, ngược chiều có hai đường tác dụng song song với (Đối ngẫu) c om Mômen du o ng M = F.a [Nm] M M cu u Mômen lực điểm HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang 11 I.3 Cân lực c om Hệ phương trình cân lực VVP th an co ng Khái niệm nội lực: Dưới tác dụng ngoại lực kết cấu bị thay đổi vị trí hình dáng hình thành bên kết cấu hệ nội lực (liên kết) có tác dụng trì hình dáng định bảo đảm tính liên tục biến dạng với xu hướng trì lại hình dáng vị trí cũ du o ng Xác định nội lực hệ phương trình cân lực: cu u ∑X=0 ∑Y=0 ∑Z=0 HUST-DWE/ ∑ Mx = ∑ My = ∑ Mz = Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang 12 I.4 Các dạng liên kết Các dạng liên kết kết cấu với bên (2D) c om VVP Khớp cố định ng Khớp di động Ngàm co Kiểu liên kết th an Ký hiệu cu Phản lực thay u du o ng Bậc tự Số bậc bị khống chế HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang 13 I.4 Các dạng liên kết Khớp trượt ngang Khớp cầu co Kiểu liên kết ng c om Các dạng liên kết cấu kiện bên kết cấu (2D) VVP Cứng th an Ký hiệu Khớp trượt dọc ng Bậc tự cu Phản lực thay u du o - Số bậc bị khống chế HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang 14 I.5 Sơ đồ kết cấu dầm hai gối tựa VVP co ng Ngoại lực dầm phân tích mặt phẳng Hệ 2D c om Ngoại lực tác dụng lên dầm bao gồm lực F, phản lực gối tựa Av , AH , Bv ng th an Sử dụng hệ phương trình cân lực để xác định nội lực dầm cu u du o Khi phân tích nội lực, dầm có tiết diện sơ đồ hóa đường thẳng (đường tâm, đường trung hịa) HUST-DWE/ Chương – Các nguyên lý phân tích kết cấu hàn-1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trang 15 I.6 Xác định bậc siêu tĩnh kết cấu a = số bậc tự bị không chế kết cấu với bên z = số bậc tự bị khống chế liên kết cấu kiện kết cấu s = số lượng cấu kiện n>0 th an co n = a + z – 3.s ng c om Trước xác định nội lực, ứng suất biến dạng kết cấu, cần VVP phải xác định bậc siêu tĩnh (n) Bậc siêu tĩnh xác định theo công thức sau: ng Tương ứng với n, có loại kết cấu sau: du o Hệ siêu tĩnh bậc n Hệ tĩnh định Hệ bất định u n=0 cu n>0 n=0 n