2.1. Kéo, nén đúng tâm
2.1.1. Thanh chịu kéo, nén đúng tâma. Định nghĩa a. Định nghĩa
Một thanh chịu kéo (nén) đúng tâm khi trên mọi mặt cắt ngang nội lực chỉ có lực dọc (N).
Hình 3.9
Ví dụ: Thanh chịu tác dụng của hai lực trực đối đặt trùng phương với trục của thanh.
2.1.2. Lực dọc
- Xét một thanh chịu kéo đúng tâm P, bằng phương pháp mặt cắt (tại mặt cắt 1- 1), ta nhận thấy nội lực là những lực có phương song song với trục thanh. Hợp lực của hệ nội lực này có đường tác dụng trùng với trục thanh được gọi là lực dọc.
- Ký hiệu là Nz
Hình 3.10
Điểm đặt: tại trọng tâm mặt cắt
Phương chiều: cùng phương, ngược chiều với ngoại lực P
Trị số : NZ = P
Hình 3.11 - Thanh chịu nén đúng tâm
Hình 3.12
2.1.3: Ứng suất trong thanh chịu kéo (nén)a. Ứng suất a. Ứng suất
Trước khi một thanh chịu lực, ta kẻ trên mặt ngoài thanh những đường thẳng vuông góc với trục thanh biểu thị các mặt cắt ngang và những đường thẳng song song với trục thanh biểu thị cho những thớ dọc thanh (hình 3.13a).
Hình 3.13
Khi tác dụng lực kéo P, nhận thấy những đoạn thẳng vuông góc với trục thanh di chuyển về phía dưới, nhưng vẫn thẳng và vuông góc với trục thanh. Những đường thẳng song song với trục dịch gần lại với nhau nhưng vẫn thẳng và song song với trục thanh (hình 3.13b). Từ những quan sát đó ta có kết luận:
Khi một thanh chịu kéo (nén):
- Các mặt cắt ngang vẫn thẳng và vuông góc với trục thanh.
- Các thớ dọc của thanh có độ giãn dài như nhau vẫn thẳng và song song với trục thanh.
Như vậy nội lực phân bố trên mặt cắt phải có phương song song với trục thanh (vuông góc với mặt cắt), tức là trên mặt cắt chỉ có ứng suất pháp. Mặt khác vì các thớ dọc
Ta ký hiệu ứng suất trong thanh chịu kéo, nén là σk, σn. Biểu thức liên hệ giữa ứng suất σ với nội lực như sau:
Trong đó:
NZ : là hợp lực của hệ nội lực trên mặt cắt ngang (N)
F : là diện tích mặt cắt (m2)
: là trị số nội lực trên một đơn vị diện tích của mặt cắt (N/m2) Dấu (+) : nội lực là lực kéo
(-) : nội lực là lực nén