Bài giảng Cơ học vật liệu

•BÀI GIẢNG
•CƠ HỌC VẬT LIỆU
Tài liệu tham khảo:
•R.C Hibbeler, Mechanic of Materials, Prentice Hall International, Inc
•GS. Nguyễn Đăng Hưng, Nhập môn về cơ học vật rắn biến dạng


NỘI DUNG
Khái niệm về ứng suất (Stress)
Ứng suất & biến dạng (Stress &
Strain)
Xoắn thuần túy (Torsion)
Uốn thuần túy (Bending)
Phân tích dầm chịu uốn
Ứng suất cắt trong dầm
Sự biến dạng (Transformation)
Phân tích ứng suất & biến dạng
Độ lệch dầm (Beam deflection)
Năng lượng

2


GiỚI THIỆU CHUNG
• Giả thuyết về mơi trường liên tục
• Tĩnh học: khảo sát các lực và ứng suất của vật liệu (độc lập với Động học)
• Động học: khảo sát về chuyển động của vật liệu khi chịu tác dụng lực (chuyển vị,
biến dạng,…)
• Định luật về vật liệu: biểu diễn các ứng xử của vật liệu trong điều kiện xác định
(khả năng chịu kéo, chịu uốn,…)

3


CÂN BẰNG TĨNH

4


KHÁI NIỆM NỘI LỰC

• Tầm quan trọng: nội lực -> ứng suất -> tính chất kéo nén của vật liệu


VÍ DỤ
Hệ thống:
• Dầm AB(khối lượng khơng đáng kể),
• Dây BC
• Chịu lực tác dụng P tại B

Dầm AB chịu lực kéo hay nén?
Dây BC chịu lực kéo hay nén?


Lực P tác dụng lên dầm.
Tách khối ABCD trong dầm

 avg

V


A

 avg ?


LỰC CẮT GIỮA 2 CHI TIẾT LIÊN KẾT NHAU
F, FA, FB của bulông là nội lực
hay ngoại lực?


LỰC CẮT KHƠNG VNG GĨC VỚI MẶT CẮT

 max ,  min   ?
 max , min   ?


LỰC ĐỆM GIỮA 2 CHI TIẾT LIÊN KẾT NHAU

Xuất hiện lực đệm khi 2 chi tiết
liên kết được nén với nhau


Ứng suất pháp tuyến của dây

Ứng suất tại vòng đệm

b 



P

4

 avg

P

A

2
2
d

0.735




QUAN HỆ GIỮA CÁC THÀNH PHẦN ỨNG SUẤT


XÁC ĐỊNH CƠ TÍNH CỦA VẬT LIỆU
Ví dụ: xác định khả năng chịu kéo của vật liêu


Xác định dAB và dC để chi tiết chịu
được ứng suất cho phép

•Chương 2
•Quan hệ ứng suất – biến
dạng


QUAN HỆ ỨNG SUẤT – BIẾN DẠNG
Hầu hết các vấn đề về biến dạng chỉ xét
trong giai đoạn tuyến tính. Do đó:
Mối quan hệ ứng suất và biến dạng được
biểu diễn qua hằng số Young E (module
đàn hồi của vật liệu).



L

Định luật Hook:

 E


BiỂU THỨC XÁC ĐỊNH BIẾN DẠNG

P x 
d

E
A x 
dx
P x 

  
dx
EA  x 
0
L


Giả sử vật liệu đồng nhất E = const
Tiết diện mặt cắt A là như nhau:
A = const

L

P
PL
  dx 
EA 0
EA


  AB   BC ?

 ?


Xác định chiều của nội lực ?

  F / D   C / D   C / B