BÀI GIẢNG SỨC BỀN VẬT LIỆU 2 FULL

Đánh giá kết thúc học phần:Điểm quá trình là bài thi giữa kỳ (tuần 8) + chuyên cần.Cuối kỳ là bài thi viết (bài tập). ME3050 (hệ số 3:7), 2 tín chỉ, 2(2014), TCHP 3,5Giáo trình tham khảo: Bài giảng Sức bền vật liệu 2 – Tài liệu đang xem. Sức bền vật liệu – Thái Thế Hùng Sức bền vật liệu tập 1,2 – Lê Quang Minh N.V. VượngBT Sức bền vật liệu – Thái Thế Hùng chủ biên.

TS NGUYỄN DANH TRƯỜNG BÀI GIẢNG SỨC BỀN VẬT LIỆU HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 Facebook group: DANH-TRUONG HUST Đánh giá kết thúc học phần: -Điểm trình thi kỳ (tuần 8) + chuyên cần -Cuối kỳ thi viết (bài tập) - ME3050 (hệ số 3:7), tín chỉ, 2(2-0-1-4), TCHP 3,5 Giáo trình tham khảo: - Bài giảng Sức bền vật liệu – Tài liệu xem - Sức bền vật liệu – Thái Thế Hùng - Sức bền vật liệu tập 1,2 – Lê Quang Minh - N.V Vượng -BT Sức bền vật liệu – Thái Thế Hùng chủ biên HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 CHƯƠNG THANH CHỊU LỰC PHỨC TẠP Các chương trước nghiên cứu: kéo(nén), uốn phẳng, xoắn túy Trong chương xét chịu kết hợp trường hợp trên, gọi sức chịu lực phức tạp - Uốn xiên - Uốn kéo(nén) đồng thời hay kéo(nén) lệnh tâm - Uốn xoắn đồng thời Khi xét toán chịu lực phức tạp, ta bỏ qua a/h lực cắt HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 THANH CHỊU LỰC PHỨC TẠP (T1-2) Nhắc lại kiến thức: Kéo, nén: N σz = F Uốn túy: Mx σz = y Jx Xoắn: Mz τ= ρ Jp HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 THANH CHỊU LỰC PHỨC TẠP (T1-2) UỐN XIÊN x z y HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 THANH CHỊU LỰC PHỨC TẠP (T1-2) 1.1 Thanh chịu uốn xiên *) Định nghĩa: Thanh gọi chịu uốn xiên mặt cắt ngang có thành phần nội lực mô men uốn Mu nằm mặt phẳng chứa trục z khơng trùng với mặt phẳng qn tính trung tâm Mặt phẳng chứa Mu gọi mặt phẳng tải trọng Giao tuyến mặt phẳng tải trọng với mặt cắt ngang gọi đường tải trọng mp tải trọng α đường tải trọng HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 THANH CHỊU LỰC PHỨC TẠP (T1-2) 1.1 Thanh chịu uốn xiên Mô men uốn Mu phân tích hai mặt phẳng qn tính là: ìï M = M sin a u ï x í ïï M y = M ucosa ỵ α góc tạo đường tải trọng trục x mp tải trọng Vậy ta nói: Uốn xiên TH mcn dầm có mơmen uốn Mx My Dấu Mx My dương chúng làm căng thớ nằm phía dương trục y, x vị trí mặt cắt đường tải trọng xét α HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 THANH CHỊU LỰC PHỨC TẠP (T1-2) 1.1 Thanh chịu uốn xiên *) Công thức ứng suất tổng quát: s z (M u ) = s z (M x ) + s z (M y ) = Mx J y+ My Jy x mp tải trọng x Trong đó: x, y tọa độ điểm cần tính ứng suất Chú ý dấu mơmen uốn Ví dụ hình vẽ bên: s z (P ) = Mx J x y+ My Jy x =- M u sin a J x y+ M ucosa Jy x α y đường tải trọng A x B HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 THANH CHỊU LỰC PHỨC TẠP (T1-2) 1.1 Thanh chịu uốn xiên *) Mặt ứng suất: mặt phẳng có pt: z= Mx J x y+ My Jy x *) Đường trung hòa: tập hợp điểm ứng suất đường trung hịa khơng Đường thẳng có pt: Mx J *) Nxét: x y+ My Jy x=0 M yJ x y J tgb = = =x M xJ y tga J J Þ tgatgb = - x < Jy α x y y đường tải trọng A x B - Đg trung hịa, đg tải trọng ln khác góc phần tư -Nếu Jx=Jy tức đg trung hòa ┴ đg tải trọng khơng cịn gọi uốn xiên mà chịu uốn túy HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 THANH CHỊU LỰC PHỨC TẠP (T1-2) 1.1 Thanh chịu uốn xiên *) Biểu đồ ứng suất: đường trung hòa α y σzmin A x B (σz) Mu σzmax HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 THANH CHỊU LỰC PHỨC TẠP (T1-2) 10 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 5: Tìm ứng suất lớn chuyển vị ngang C trường hợp: a)Khơng có lị xo b)Có lị xo độ cứng k, trọng lượng lị xo P=Q v v C Q Q 0,5L k® = v gD t C P 0,5L k® = v ỉ P ỗ ữ gỗ + 1ữ Dt ữ ỗ ÷ èQ ø HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 217 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 6: Trọng lượng P=50N rơi từ độ cao H=10mm xuống đầu B dầm dài L=500mm,tiết diện bxh=50.10 mm2 Đầu A ngàm Kiểm tra độ bền dầm với [σ]=100MPa,E=2.105MPa a)Đầu B tự b)Đầu B đỡ lò xo k=104N/m, khối lượng m=2,5 kg c)Đầu B có gắn lị xo k=104N/m, khối lượng m=2,5 kg H b h H H b h HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 218 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 6: Trọng lượng P=50N rơi từ độ cao H=10mm xuống đầu B dầm dài L=500mm,tiết diện bxh=50.10mm2 Đầu A ngàm Kiểm tra độ bền dầm với [σ]=100MPa,E=2.105MPa a)Đầu B tự b)Đầu B đỡ lò xo k=104N/m, khối lượng m=2,5 kg c)Đầu B có gắn lị xo k=104N/m, khối lượng m=2,5 kg H 2H k® = + + Dt QL3 ∆t = 3EJ x =4 =2,5mm M max = k®PL s max N = k®s t(P )= 1,2.10 m HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 219 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 6: Trọng lượng P=50N rơi từ độ cao H=10mm xuống đầu B dầm dài L=500mm,tiết diện bxh=50.10mm2 Đầu A ngàm Kiểm tra độ bền dầm với [σ]=100MPa,E=2.105MPa a)Đầu B tự b)Đầu B đỡ lò xo k=104N/m,khối lượng m=2,5 kg c)Đầu B có gắn lị xo k=104N/m, khối lượng m=2,5 kg 2H k® = + + Dt (P - X )L3 X X = Þ X Þ Dt = 3EJ x k k H M max = k®(P - X )L s max = k®st(P ) HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 220 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 6: Trọng lượng P=50N rơi từ độ cao H=10mm xuống đầu B dầm dài L=500mm,tiết diện bxh=50.10mm2 Đầu A ngàm Kiểm tra độ bền dầm với [σ]=100MPa,E=2.105MPa a)Đầu B tự b)Đầu B đỡ lò xo k=104N/m, khối lượng m=2,5 kg c)Đầu B có gắn lị xo k=104N/m, khối lượng m=2,5 kg k® = + + 2h ỉ mg ỗ ữ + 1ữ Dt ỗ ữ ỗ ÷ èP ø PL3 P ∆t = + 3EJ x k M max = (mg + k®P )L H s max = s t(loxo) + k®st(P ) HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 221 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 7: Qa Thả vật Q rơi tự từ độ cao h = B va chạm vào khung EJ x Tính hệ số động kđ? Xác định kích thước mặt cắt ngang cho phép [b] để khung đủ bền Biết ứng suất cho phép khung [σ] (Bỏ qua ảnh hưởng khối lượng hệ ảnh hưởng lực dọc, lực cắt) HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 222 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 7: HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 223 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 7: 1ỉ 10 a ữ ỗ ữ d11 = M 1M = aa a + a aa = ỗ ữ ỗ ữ 3EJ EJ EJ ố2 ø 1 D 1q = M 1M q = EJ EJ Þ X1 = - D 1q d11 ổ1 Qa ữ ỗ ữ Qaaa = ỗ ữ ỗ ữ 2EJ ố ứ = Q 20 HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 224 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 7: 1 D 1q = M 1M q = EJ EJ ỉ 117 Qa ữ ỗ ữ Qaa a Qaa a ; 0,2583 ỗ ữ ỗ ữ 20 ø EJ è2 20 2h k® = + + » 3,96 Dt HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 225 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 8: Thanh AB có tiết diện mặt cắt ngang F, dầm CD có mơmen qn tính Jx , mômen chống uốn Wx Môđun đàn Jx 57Qa3 hồi hai E Biết , F = ;h = 8EJ a x - Tính hệ số kđ trường hợp a, b thêm lò xo độ cứng? k= 2EJ x 19a3 HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 226 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 8: Qa Q a 1 ỉ 13 23 13 23 Q ữ ỗ ữ Dt = Qa a a + Qaa a + Q a + ỗ ( ) ữ EJ x ỗ 34 24 34 ÷ k è2 ø EF HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 227 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 9: Khung ABC có mơmen qn tính Jx, mơđun đàn hồi E Độ cứng lị xo gối B k= 2EJ x 19a Tính hệ số kđ ? Q HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 228 5.9 Ví dụ tốn tải trọng động Ví dụ 9: 2Qa Qa Qa Q 2a a a 3 ỉ 2 2 4 ữ ỗ ữ Dt = Qa a a + Qaa a + Qa a a ỗ ữ ỗ ÷ EJ x è2 23 33 23 33 ø 2 + Q kloxo 3 HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TẢI TRỌNG ĐỘNG (T12-14) 229 ÔN TẬP THI CUỐI KỲ - Cách vẽ biểu đồ lực dọc (Nz), lực cắt (Qy), momen uốn (Mx) - Cách nhân biểu đồ Vê-ra-sê-ghin để tính chuyển vị - Cách giải tốn siêu tĩnh - Cách giải toán tải trọng động HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 TS NGUYỄN DANH TRƯỜNG Let's study hard HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/16/21 ... viết (bài tập) - ME3050 (hệ số 3:7), tín chỉ, 2( 2-0-1-4), TCHP 3,5 Giáo trình tham khảo: - Bài giảng Sức bền vật liệu – Tài liệu xem - Sức bền vật liệu – Thái Thế Hùng - Sức bền vật liệu tập 1 ,2. .. P1 b Jy2 x- P1 y- 2P2L - P1b F B A D y P1 h + P2(z - L ) x Jy q(L - z )2 + y 2J x h =20 cm P2= 80kN C L=2m z P1= 50kN b=15cm x Mặt cắt ngang nguy hiểm ngàm: s z = P1h + qL2 2J x 2J y x- P1 F Điểm... có ứng suất pháp tiếp nên để kiểm tra bền ta cần dùng thuyết bền: *) ƯSTLN: σ td = ? ?2+ 4? ?2 = *) TNBĐHD: σ = ? ?2+ 3? ?2 = td M u2+M z2 Wu £ éσù ê ëú û M u2+0,75M z2 Wu £ éσ ù ê ëú û HANOI UNIVERSITY