Bài giảng Sức bền vật liệu: Chương 4 - TS. Lương Văn Hải

Nội dung chính của bài giảng trình bày khái niệm về trạng thái ứng suất, trạng thái ứng suất trong bài toán phẳng - phương pháp giảng tích, trạng thái ứng suất trong bài toán phẳng - phương pháp đồ thị. Mời các bạn tham khảo!

CHƯƠNG - TRẠ TRANG NG THAI THÁI ỨNG SUẤT TS Lương Văn Hải Khoa Kỹ thuật Xây dựng Đaii họ Đạ hocc Bach Bách Khoa TpHCM KHÁ KHAII NIỆM VE VỀ TTƯS TẠ TAII MỘT ĐIỂM 11.1.Định Định nghóa TTƯS: TTƯS điểm tập hợp tấát cảû ứng suất mặët qua điểm P1 y C z P3 P2  p  P4 x KHÁ KHAII NIỆM VE VỀ TTƯS TẠ TAII MỘT ĐIỂM 1.2 Biểu diễn TTƯS tạïi mộät điểm + Ba ứng suất pháp: x , y , z + Sá S ùu ứng suấát ti tieááp: xy, yx, xz, zx, yz, zy yz zy z z y y yx xy zx  xz x x KHÁ KHAII NIỆM VE VỀ TTƯS TẠ TAII MỘT ĐIỂM 1.3 Định luật đối ứng ứng suất tiếp T ân h Trê haii mặt vuôâng góùc, nếáu  mặt có ứng suất tiếp hướng  vào cạnh (hướng khỏi cạnh) mặt cũ cung ng có co ưng ứng suấ suatt  tiếp hướng vào cạnh (hướng  khỏi canh) khoi cạnh), trị so số hai ứ ưng ng suấ suatt  xy=    yx;   xz=   zx ; yz=zy KHÁ KHAII NIỆM VE VỀ TTƯS TẠ TAII MỘT ĐIỂM 1.4 Mặt chính, phương chính, ứng suấát chính, phân loại TTƯS Ư Mặët chínhM hí h Mặ M ët kh khôâng có  Phương chính- Pháp tuyến mặt , I, II, III Ứng suất chính- ư/s mặt : 1> 2 > 3 II 2 1 1 3 III I KHÁ KHAII NIỆM VE VỀ TTƯS TẠ TAII MỘT ĐIỂM  Phan Phân loạ loaii TTƯS II 1 1 3 III II 2 1 1 I 2 TTƯS KHỐI II 2 1 I III 2 TTƯS PHẲNG 1 I III TTƯS ĐƠN TTƯS TRONG BÀ BAII TOAN TOÁN PHẲ PHANG NGPHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 2.1 Cách biểu diễn – Q Quyy ước dấu  Cách biểu diển: y y yx y xy x x x z y y yx xy x x xy yx y x TTƯS TRONG BÀ BAII TOAN TOÁN PHẲ PHANG NGPHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 2.1 Cách biểu diễn – Quy ước dấu  Quy ước dấu:  dương  dương dươ y y yx xy x x xy yx y x TTƯS TRONG BÀ BAII TOAN TOÁN PHẲ PHANG NGPHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 2.2.Ứng suất mặt cắt nghiêng bất kỳ: M ët cắét nghiê Mặ hi âng phá h ùp ttuyếán u, vớ ới ((x,u)= )  > quay ngược kim đồng hồ kể từ trục x y y  yx v xy x x x z y y x u xy yx y u yx  uv y xy x x TTÖS TRONG BÀ BAII TOAN TOÁN PHẲ PHANG NGPHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 2.2.Ứng suất mặt cắt nghiêng bất kỳ: Tính u ,uv y v z  uv yx dx dz x y ds  y dy u u xy x y u  x  x uv yx SƠ LƯ LƯƠC C VỀ VE TTƯS KHỐ KHOII   Cac Các ứ ưng ng suấ suatt tiế tiep p lớ lơn n mặt nầy biểu dien bieu diển bang cac ban bán kính vòng Mohr  Dễ thấy ứng suất tiếp lớn nhấ lơn nhatt phan phân to tố 13 max  1 3 (7) 1,3 2,3 1,2  O    LIEN LIÊN HỆ GIƯA GIỮA ƯNG ỨNG SUAT SUẤT VA VÀ BIẾN DẠNG 5.1 Định luật Hooke tổng quát 1- Liên hệ ứng suất pháp bien va biến dang dạng dà daii TTƯS đơn:       E  '  "    E '' '''' LIEN LIÊN HỆ GIƯA GIỮA ƯNG ỨNG SUAT SUẤT VA VÀ BIẾN DẠNG 5.1 Định luật Hooke tổng quát Liê 1i n hệ ứùng suấát pháùp II biến dạng dài 1 TTƯS khối:    ( )   ( )   ( ) 1 2 2 1      E E E      (   )  E 2 1 3 III I LIEN LIÊN HỆ GIƯA GIỮA ƯNG ỨNG SUAT SUẤT VA VÀ BIẾN DẠNG 5.1 Định luật Hooke tổng quát Liê 1i n hệ ứùng suấát pháùp II biến dạng dài 1 TTƯS khối:      (   )  E      (   )  E      (   )  E 2 1 3 III I LIEN LIÊN HỆ GIƯA GIỮA ƯNG ỨNG SUAT SUẤT VA VÀ BIẾN DẠNG 5.1 Định luật Hooke tổng quát Liê 1i n hệ ứùng suấát pháùp biến dạng dài yz TTƯS tổng quát: zy        x   x   ( y   z ) E  y   y   ( z   x ) E  z   z   ( x   y ) E z z y y yx xy zx  xz x x LIEN LIÊN HỆ GIƯA GIỮA ƯNG ỨNG SUAT SUẤT VA VÀ BIẾN DẠNG  5.1 Định luật Hooke tổng quát Liê 2i n hệ ứùng suấát tiế i áp biến dạng góc:  TTƯS trượt túy:    G  -Biếán dạng góc (góc trượt) G - la mun môđun đan đàn hoi hồi trươt, trượt, va  G E 2(1   ) g y n G [[lưc/(chiề ï ( u dài)2] Thứ nguyê đơn vị thường dùng N/m2 hay MN/m2 LIEN LIÊN HỆ GIƯA GIỮA ƯNG ỨNG SUAT SUẤT VA VÀ BIẾN DẠNG 5.2 Định luật Hooke khối V0 = da1 da2 da3 V1 =(da1+da1).(da ) (da2+da2) ) (da3+da3) ) Bieán dang Bien dạng thể the tích tương đoi đối  V1  V o    1     Vo  2 1       E II 2 1 1 3 III I LIEN LIÊN HỆ GIƯA GIỮA ƯNG ỨNG SUAT SUẤT VA VÀ BIẾN DẠNG 5.2 Định luật Hooke khối Biến dạng thể tích tương ñoái   2 1       E Tổng ứng suất pháp    II 2 1 1  2    E 3 III I LIEN LIEÂN HỆ GIƯA GIỮA ƯNG ỨNG SUAT SUẤT VA VÀ BIẾN DẠNG II 5.2 Định luật Hooke khối    2  E 2 1 1 Nhận xét 1:  Nếu vậät liệäu có hệä số Poisson III  = 0,5 ( cao su),  không tứ khong tưcc la the thể tích khong không đổ đoii tác dụng ngoại lực 3 I LIEN LIÊN HỆ GIƯA GIỮA ƯNG ỨNG SUAT SUẤT VA VÀ BIẾN DẠNG II 5.2 Định luật Hooke khối   Nhận xét 2:  2  E  Thay ay cac ứng suat suất cchính ứng suất trung bình tb  1      tb   3  2  2 Thì 1  tb  tb  tb    E E 2 1 1 3 III  khong không đổ đoii I LIEN LIÊN HỆ GIƯA GIỮA ƯNG ỨNG SUAT SUẤT VA VÀ BIẾN DẠNG Ý nghóa nhận xét 2: II III II 2 3 1 I Đổåi thể Đ h å tích í h Đổi hình dáng tb  III II tb tb tb I 2-tb 1- tb  Đổåi thể Đ th å tí tích h Không đổi hình dáng I III 3-tb Khong Khô ng đoi đổi the thể tích Đổi hình dáng THE THẾ NANG NĂNG BIEN BIẾN DẠ DANG NG ĐAN ĐÀN HỒ HOII  Thanh kéo hay nén ( chương 3): TTỨ ỨS đơn, chỉỉ có  TNBDĐH riê rieng ng : u     TTỨS khối: Có 1,2,3 TNBDĐH riêng: u  1   2 2   3  II 2 1 1 3 III I THE THẾ NANG NĂNG BIEN BIẾN DẠ DANG NG ĐAN ĐÀN HỒ HOII II thay 1,2,3 từ định luật HooKe   u    22   32    1   2   3  2E 2E Phaân tích TNBDĐH u thành : Thế nang The bien biến đoi đổi thể the tích utt Thế biến đổi hình dáng uhd u = utt + uhd 2 1 1 3 III I THE THEÁ NANG NĂNG BIEN BIẾN DẠ DANG NG ĐAN ĐÀN HỒ HOII II III II 2 3 1 I Đổi thể tích  Đổi hình dáng u tb  III II tb tb tb I 1-tb  Đổi thể tích  Không đổi hình dáng utt 2-tb I III 3-tb Không đổi thể tích Đổi hình dáng uhd THE THẾ NANG NĂNG BIEN BIẾN DẠ DANG NG ĐAN ĐÀN HỒ HOII Thế biến đổi hình dáng u hd 1   1  22  32  12  2 3  13 3E  Thế biến đổi hình dáng TTƯS đơn: 1    u hd 3E  ... trò: t ò  max    x  y   4? ?? xy2 III 0 max  (4) I  min TTÖS TRONG BÀ BAII TOAN TOÁN PHẲ PHANG NGPHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 2 .4 Các trường hợp đặc biệt: 1- TTƯS phẳng đặc biệt: C ùc ứùng... TAII MỘT ĐIỂM 1 .4 Mặt chính, phương chính, ứng suấát chính, phân loại TTƯS Ư Mặët chínhM hí h Mặ M ët kh khôâng có  Phương chính- Pháp tuyến mặt , I, II, III Ứng suất chính- ư/s mặt : 1>... h :      1,   max, mini      4? ?? ; 2   (5) TTƯS TRONG BÀ BAII TOAN TOÁN PHẲ PHANG NGPHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 2 .4 Các trường hợp đặc biệt: 2- TTƯS trượt túy:   C ùc ứùng suấát Cá