- Xét đoạn AC: Dùng mặt cắt (33), cắt thanh, giữ lại phần trái để khảo sát
5. TÍNH TỐN VỀ KÉO – NÉN ĐÚNG TÂM
Mục tiêu
- Trình bày được khái niệm ứng suất nguy hiểm, ứng suất cho phép và hệ số an toàn;
- Xác định được điều kiện bền;
- Áp dụng tính tốn được ba bài tốn cơ bản theo điều kiện bền.
5.1. Khái niệm về ứng suất cho phép và hệ số an toàn 5.1.1. Ứng suất nguy hiểm và ứng suất cho phép 5.1.1. Ứng suất nguy hiểm và ứng suất cho phép
- Ứng suất nguy hiểm: là giá trị ứng suất nhỏ nhất mà tương ứng với nó vật
liệu xem như bị phá hỏng, ký hiệu là: o, o
- Ứng suất cho phép: là giá trị ứng suất lớn nhất mà tương ứng với nó vật liệu cịn làm việc được. Nếu vượt quá giá trị đó vật liệu xem như bị phá hỏng.
Ký hiệu là:
: Ứng suất pháp cho phép
: Ứng suất tiếp cho phép
* Giá trị của ứng suất cho phép được tra bảng trong sổ tay kỹ thuật .
5.1.2. Hệ số an toàn : n > 1
Hệ số an toàn là hệ số dự trữ bền tùy theo điều kiện làm việc của chi tiết, nó phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Vật liệu
- Điều kiện làm việc và thời gian làm việc - Trình độ cơng nghệ
- Mức độ quan trọng của chi tiết….
Từ các yếu tố ảnh hưởng trên người ta tổng hợp được hệ số an toàn n 0; n n 0 (2-11) Trong đó: n - là hệ số an tồn
5.2. Điều kiện bền và các bài toán cơ bản 5.2.1. Điều kiện bền 5.2.1. Điều kiện bền
Điều kiện cần và đủ để thanh chịu kéo nén đúng tâm đảm bảo độ bền là ứng suất sinh ra trên mặt cắt ngang của thanh phải nhỏ hơn hoặc bằng ứng suất cho phép.
Z k,n (2-12)
5.2.2. Các bài toán cơ bản 5.2.2.1. Kiểm tra độ bền 5.2.2.1. Kiểm tra độ bền
Từ điều kiện bền ta có cơng thức kiểm tra độ bền: Z kn Z F N , Thanh đảm bảo độ bền (2-13) * Các bước giải bài toán
- Bước 1: Vẽ biểu đồ nội lực (với thanh có tiết diện thay đổi thì phải vẽ biểu đồ ứng suất)
- Bước 2: Xác định đoạn nguy hiểm (đoạn có ứng suất lớn nhất trong thanh). Tính ứng suất sinh ra tại đoạn nguy hiểm
- Bước 3: Áp dụng điều kiện bền để kiểm tra độ bền + Nếu Zmax : Thanh đủ bền
+ Nếu Zmax : Thanh không đủ bền
Bài 1: Cho thanh thẳng chịu kéo đúng tâm (hình 2-14). Diện tích mặt cắt ngang:
F= 20(cm2), P=120 KN. Kiểm tra độ bền cho thanh? Biết = 10 KN/cm2
Bài làm
- Dùng mặt cắt (1-1) cắt thanh làm 2 phần, giữ lại phần phải để khảo sát, Ta có phương trình cân bằng
NZ = P = 120(KN)
- Ứng suất sinh ra trên mặt cắt (1-1) của thanh:
6( / ) 20 120 2 cm KN F NZ Z
Áp dụng điều kiện bền ta thấy : Z
Kết luận : Thanh đảm bảo độ bền
Bài 2: Cho thanh AC có tiết diện trịn đường kính d = 2 cm, chịu tác dụng của
các lực dọc trục P1= 10KN, P2= 30KN .( Hình 2-15) a, Vẽ biểu đồ nội lực cho thanh AC?
Hình 2-14 1 1 1 1 P N Z P
b, Kiểm tra độ bền cho thanh AC? Biết k,n = 10 KN/cm2
Bài làm