- Trang chủ >>
- Khoa Học Tự Nhiên >>
- Vật lý
Tổng hợp toàn bộ kiến thức liên quan môn sức bền vật liệu
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.14 MB, 459 trang )
SỨC BỀN VẬT LIỆU
τ
σ
Chương I
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
!"#$%&'()#*'
(+,)
-##,#.
#*' (+/)#$%#0$
#/1#*'/23##,#*')456
#0$!7!77
Tải trọng l ngoại lực .
8
Tải trọng:
1.1. Nhiệm vụ của môn học Sức bền vật liệu (SBVL).
Các bộ phận của máy móc, công trình cần:
- đảm bảo đủ độ bền
- đảm bảo đủ độ cứng
- đảm bảo độ ổn định
SBVL nghiên cứu các nguyên tắc chung,
làm cơ sở cho việc tính toán các chi tiết,
bộ phận của máy móc công trình theo độ
bền, độ cứng và độ ổn định.
9#: '#)#;$<5=>
?$@A)?$@/B C5)@#D#
$E!")F$&;#5=!")F$GHIJKLM
)#N$#/1#*',)
Đủ độ bền:@#O$#4,P)@",)
Q$N:5N$E R)
)'Q$N#*'$S)7
Đủ độ cứng: )"!$=,)
T'S)#3#U#!
Q$)N# VW:,:5, # !)F#&X
/1#U:<##5UR;
###$#0$#F7
Ổn định,P5, #Y)#Z
5W5'0$#*'@#O$ Q$U#N$,)7
SBVL là môn khoa học được xây dựng trên
cơ sở một số giả thuyết xuất phát từ những
thực nghiệm cho phép đơn giản hoá nhiều vấn
đề phức tạp, nhưng vẫn giữ được những tính
chất cơ bản của hiện tượng được nghiên cứu.
Mục đích và động lực phát triển của SBVL
giải quyết mâu thuẫn giữa thoả mãn các yêu cầu
về độ bền, độ cứng và độ ổn định với yêu cầu tiết
kiệm nguyên vật liệu, giảm giá thành7
HIJK)#;$<5=<#;!<SN
#*'###))@:/Ythanh.
HX/1##@Q$,)#;$#*'HIJK%
##::4##U#1%:5W
##!")F$#'$)F:!1#*'##:
#[$"#1%\@#O$): Y)\@#O$
5#]VZY!!"#$%9)
)@:M
HIJK:##D&^[$"#0$]))T'
##:##D5,_ J"?777!3)##
:[$"#1%7)%$5)@!=HIJK:<
0)@;#Q$'%)@$#
])!3)##[&(Z/-#D7
8
1.2. Lực và biến dạng.
Nội lực: lực liên kết giữa các phần tử của vật thể
)T# !"%AY)/3)U/Y'!`O7
Ngoại lực: tác động cơ học #*'##!"%@
#"#*':)R5 ) !"%#
(V:'S)U/#3##*'!"%
:'S)<)-#a'Z'nội lực phụ.
_#O#*'!"%)1#Y)U/!
#3#5'0$) Y)-#)#/1
#) tính chất đàn hồi.
J"%hoàn toàn đàn hồi@$&'$)5b,)
!"% ^Y)U/!#3#
5'0$
Biến dạng biến mất sau khi bỏ tải được gọi là
biến dạng đàn hồi.
J"%không hoàn toàn đàn hồi:@$ Y)-#
#/1!"%6# !Q$:<)3)Y
4&'$)5b,)!"%
^Y)U/!#3#5'0$:AY)
:<5)@/Y 4G3'bL7
Phần biến dạng không biến mất sau khi bỏ tải gọi
là biến dạng dư hay biến dạng dẻo
7
8
1.3. Các giả thuyết cơ bản của SBVL.
8
1. Trong giới hạn được xét vật liệu được coi
là hoàn toàn đàn hồi,
2. Trong giới hạn được xét hệ thức giữa lực và
biến dạng của vật thể là bậc nhất (định luật Húc).
3. Vật liệu cấu thành vật thể có tính chất liên tục ,
đồng nhất và đẳng hướng .
47Biến dạng do ngoại lực gây ra rất nhỏ so với
kích thước của vật thể nên có thể bỏ qua khi
xác định tải trọng và phản lực liên kết.
K?$@HIJK - lý thuyết tuyến tính và gần đúng
1.4.1. Phân loại các chi tiết của máy móc,
công trình.
1.47Phân loại các chi tiết của máy móc công
trình và sơ đồ tính toán7
'c\])
5cI,
#cJb
/c_'d
+c_'#
c_')'
Thanh là một vật thể hình học được tạo thành
bởi một hình phẳng F dịch chuyển dọc theo đường
tựa S sao cho trọng tâm của F luôn nằm trên S
và F luôn nằm trong mặt phẳng pháp tuyến của S.
H#)1#'!
e:f#.'7_$g+
U/Y#*'1#'
R)'Z5)F'
dGHRdL
'# GHR# L!'
)'GH:<R5Og )'L7
H
e
1.4.2. Sơ đồ tính toán.
A
I
h
l
1. 5. Ngoại lực và nội lực.
Ngoại lựcT-#/ :)R/ ##!"
%@#"#/1!"%#(V7
Ngoại lựcitải trọng phản lực liên kết7
Tải trọngilực chủ động7
Phản lực liên kếtT-#^T!N)
@)T'!"%'#(V!3)T!"%
($Q$')#4#/1#*',)
h
J
9
I
Các loại tải trọng:j
Lực tập trung lực phân bố,momen tập trung7
D!N -#"$777D!N -#
Z5]+ #)=$/)c:c:777 -#Z
5]+ 5=:fc:
c:
777 -#Z5]
+ %#c:
k
c:
k
: :+::M
/c
'c
+c
5c
#c
8
*Tải trọng tĩnh và tải trọng động.
Tải trọng tĩnhP#":+ R))'# @)
Y3)N&]#$])#l&m/CY)'S)7
Tải trọng độngZ')']#3!U@%
5bQ$'-#Q$7
n
R
n
R
1
H
n
n
n
Ba loại liên kết Rf:
o])p5,=/)<
o])p5,=#]N
:
n
R
n
R
1
H
n
n
n
q#N##0,-#C)=$)F
#Z5W7
0=∑ X
;
0=∑Y
;
0=∑
A
M
.
G(& & L
0=∑
A
M
;
0=∑
B
M
;
0=∑
C
M
.
GI9dL
0=∑
A
M
;
0=∑
B
M
;
0=∑ X
.
GI!$4#!3)(L
.0;0;0
;0;0;0
=∑=∑=∑
=∑=∑=∑
zyx
MMM
ZYX
I) d
I) )'
8
Bài toán tĩnh định: số thành phần phản lực liên kết bằng số
phương trình cân bằng tĩnh học và nếu các liên kết được bố
trí hợp lý thì có thể xác định được các thành phần phản lực
liên kết bằng tĩnh học.
Bài toán siêu tĩnh >&]0,-#)@
3D&]DUa#G#0,)":
các phương trình bổ sung)7
HIJK#r)#;$0<)-#1($O)F)
!"%#N$#/1#*' Y)-#
h
J
I
I
h
J
J
I
8
1.6. Phương pháp mặt cắt.
h
s
h
(
t
(
u
Q
z
(
M
z
M
y
h
s
h
H$DU#Z
5W(#N&$
0<)-#>
(
0-#/##*'<)-#:f#.v
i
X∑
SU#)@$#*' Y)-#
^:<5:f#.($]1#(7
h
s
h
(
t
h
(
t
8
1.7. Biểu đồ nội lực.
Quy ước về dấu của các thành phần nội lực
Lực dọc #4)N/D)Z'5)@/YV
!)NZ:)Z'5)@/YVv
Lực ngang Q#4)N/D)#4#/1Q$'
0#(V+ #)=$):AA!)NZ:
)Q$'0#(VQ$'##)=$):AA7
Momen uốn#4)N/D@$#4#/1:#
T3/#'#N$V!#4)NZ:)
T3/#'#N$V 7
Momen xoắn: /O$#-'#$g?.
u
u
Thí dụ 1.1. Xác định nội lực trong các thanh 1 và 2
của hệ chịu lực P như hình vẽ khi α=30
o
.
h
s
(
I
h
α
I
9
w
8
Thí dụ 1. 2. Vẽ biểu đồ nội lực của thanh
chịu kéo, nén như hình vẽ.
kh
h
s
h
(
s
1
s
h
xh
9
I
s
l
2
YI9
N
2
= - 2P+5P = 3P.
221
lxl ≤≤
h
I
xh
s
(
2
YI>y(
s
y
s
v
s
ih7
s
s
8
Thí dụ 1. 3. Vẽ biểu đồ momen uốn và lực
cắt ngang của dầm trên hình vẽ
G:L
k
s
:'(
ikz{
k
(
|
#
ii
h7}J
5
7k~Q77s~v
hik
Qikc:
ik:
J
5
i
J
#
i
=
++
=
3
24 MqP
V
b
.70
3
3030.230.4
kN=
++
|
I
ii
h7sQ77~~J
#
7kv
=
−−
=
3
4 MPq
V
c
.20
3
303030.4
kN=
−−
}
uGL
k
u
(
•
I
C
D
1m
1m
2m
{
\)%:'>h~J
5
Q7~J
#
i7
h
(
s
u
s
s
1
1
Đoạn BDGs:y(
y:L
Q
2
= – P +V
B
= – 30 + 70
= 40 kN = const7
M
2
= – Px
2
+ V
b
(x
2
– 1)
= – 30x
2
+ 70(x
2
– 1).
^B>x
2
= 1m; M
2
= – 30 kNmv
^D:x
2
= 2m; M
2
= 10 kNm7
Đoạn ABGy(
s
ys:L
I
1
(
u
h
2
J
5
u
s
ihiki# &v
s
ih(
s
v
}
uGL
k
u
(
•
G:L
k
s
:'(
ikz{
k
(
€(
s
iv
s
iv
€I(
s
is:v
s
ik:7
