Bài giảng môn sức bền vật liệu potx

Chương mởđầu
Bộ môn SứcbềnVậtliệu
Trường ĐạihọcGTVT
BÀI GIẢNG

BG1- Vị trí, nhiệmvụ, đốitượng
và phương pháp nghiên cứucủamônhọc
Liệucó
gẫy
không
nhỉ?
Võng
quá?
Mỏng manh
quá?
BG1- Vị trí, nhiệmvụ, đốitượng
và phương pháp nghiên cứucủamônhọc
Tính toán vềđộbền
Tính toán bảo đảmchokếtcấu không bị phá hỏng (đứt, trượt,
gẫy…).
Tính toán vềđộcứng
Tính toán bảo đảmchokếtcấubiếndạng ở mức độ sao cho khai thác
đượcbìnhthường.
Tính toán vềổn định
Tính toán về khả năng củakếtcấugiữđượchìnhtháibiếndạng hữu
hạnban đầu.
BG1- Vị trí, nhiệmvụ, đốitượng
và phương pháp nghiên cứucủamônhọc
BG1- Vị trí, nhiệmvụ, đốitượng
và phương pháp nghiên cứucủamônhọc
p

δ
x
z
y
h
Phân loạivậtthể thực
Thanh Tấm, vỏ Vậtthể khối
Trụcthanh
Mặt trung bình
BG1- Vị trí, nhiệmvụ, đốitượng
và phương pháp nghiên cứucủamônhọc
Để xây dựng phương pháp tính, dựavào:
9 Phương trình cân bằng tĩnh (hay động)
9 Phương trình biếndạng
9 Phương trình vậtlý
Ba bài toán cơ bảncủaSứcbềnvậtliệu
9 Bài toán kiểmtra
9 Bài toán xác định tải cho phép
9 Bài toán xác định kích thướchìnhhọc
BG2- Sơđồtính, tải,
các liên kếtvàphảnlực liên kết
Sơđồtính
l
àhìnhvẽđốitượng tính toán đã được đơngiản hóa, chỉ còn mang
những đặc điểmcầnthiếtchoviệc tính toán.
(cm)
40
160
120 2040
20

O
BG2- Sơđồtính, tải,
các liên kếtvàphảnlực liên kết
BG2- Sơ đồ tính, ngoạilực,
các liên kếtvàphảnlực liên kết
Ngoạilực: làyếutố từ môi trường bên ngoài tác động vào kếtcấu
gây ra nộilực, biếndạng cho kếtcấu.
Lựcmặt
Lựcthể tích
Ngoạilực
Tảitrọng Phảnlựcliênkết

BG2- Sơđồtính, tải,
các liên kết và phảnlực liên kết
Liên kết làchi tiếtràngbuộc các bộ phậnkếtcấuvới nhau hoặcvới
môi trường bên ngoài (đất…).
Lựcliênkếtvàphảnlực liên kết làcáclựctương tác giữa các bộ
phậnkếtcấuvớinhauhoặcgiữa các bộ phậnkếtcấuvớimôi
trường bên ngoài (đất…) thông qua các liên kết.
Mộtsố loạiliênkếtthường gặp
Gốidiđộng Gốicốđịnh Ngàm Ngàm trượtGối đàn hồi
BG3- Chuyểnvị, biếndạng
y
z
x
O
M'
M
w
v

u
Δ
s
s’
γ
Δ là chuyểnvị đường của điểmM
u là chuyểnvị đường theo phương x của điểmM
v là chuyểnvị đường theo phương y của điểmM
w là chuyểnvị đường theo phương z của điểmM
γ làchuyểnvị góc của đoạns
BG3- Chuyểnvị, biếndạng
y
z
x
O
dl
dl+
Δ
dl
γ
Δdl là biếndạng dài tuyệt đốicủa đoạn dl
ε là biếndạng dài tỷđối(tương đối) của đoạn dl
ε
x
là biếndạng dài tỷđối(tương đối) của đoạn dl theo phương x
ε
y
là biếndạng dài tỷđối(tương đối) của đoạn dl theo phương y
ε
z

là biếndạng dài tỷđối(tương đối) của đoạn dl theo phương z
γ là góc trượt trong mặtphẳng chứa góc vuông đang xét
γ
xy
là góc trượttrongmặtphẳng song song vớimặtphẳng xoy
γ
yz
là góc trượttrongmặtphẳng song song vớimặtphẳng yoz
γ
zx
là góc trượttrongmặtphẳng song song vớimặtphẳng zox
ε
xy
= γ
xy
/2; ε
yz
= γ
yz
/2; ε
zx
= γ
zx
/2 là các biếndạng góc (biếndạng trượt)
dl
dl
Δ
=
ε
dx

dx
x
Δ
=
ε
dy
dy
y
Δ
=
ε
dz
dz
z
Δ
=
ε
BG4- Nộilực, ứng suất
Δ
F
n
K
z
x
y
pΔ
n
p
A
B

O
Để xác định nộilựctasử dụng phương pháp mặtcắt
F
p
p
tb
Δ
Δ
=
F
p
p
F
n
Δ
Δ
=
→Δ 0
lim
Δ
F
K
n
p
n
n
σ
n
τ
ứng suất là mật độ phân bố củanộilực

p
tb
là ứng suấttoànphần trung bình tại điểmK trênmặtcắt đang xét
p
n
là ứng suấttoànphầntại điểmK trênmặtcắt đang xét
σ
n
là ứng suất pháp tại điểmK trênmặtcópháptuyếnn
τ
n
là ứng suấttiếptại điểmK trênmặtcópháptuyếnn
Nộilực là lượng biếnthiêncủalực liên kếtgiữa các phầntử vậtchất
củavậtthể khi có ngoạilựctácdụng.
K
O
z
x
y
BG4- Nộilực, ứng suất
Nộilựcthugọn trên mặtcắt ngang thanh
N
z
-lùcdäctrôc,
Q
x
,Q
y
-lùcc¾t,
M

x
,M
y
- m« men uèn,
M
z
- m« men xo¾n.
x
y
z
M
R
M
z
x
y
z
Q
x
Q
y
M
y
M
x
N
z
x
y
z

BG4- Nộilực, ứng suất
Hiệu ứng biếndạng củasáuthànhphầnnộilựctrênmặtcắt ngang thanh
BG4- Nộilực, ứng suất
Quan hệ giữa các nộilực thu gọn và các thành phần ứng suấttrên
mặtcắt ngang thanh
M
z
x
y
z
Q
x
Q
y
M
y
M
x
N
z
dF
z
σ
zy
τ
zx
τ
x
y
ρ

∫
=
F
zz
dFN
σ
∫
=
F
zxx
dFQ
τ
∫
=
F
zyy
dFQ
τ
∫
=
F
zx
dFyM
σ
∫
=
F
zy
dFxM
σ

(
)
∫
−=
F
zxzyz
dFyxM
ττ
BG5- Các giả thiếtcủamônhọc
Vậtliệu:
-Liêntục, đồng nhất, đẳng hướng,
- Đàn hồituyếntính.
Kếtcấu: Biếndạng nhỏ.
Nguyên lý Saint – Venant:
P
P
P
Ởđủxa nơi đặtlực, trạng thái ứng suấtvàbiếndạng không phụ
thuộc vào cách đặtlựcmàchỉ phụ thuộcvàohợplực.
P
BG6- Khái niệmbàitoántĩnh định,
bài toán siêu tĩnh
Bài toán tĩnh định:
là bài toán có thể tính được các thành phầnnộilựcchỉ
cầndựa vào các phương trình cân bằng tĩnh học
Bàitoánsiêutĩnh:
là bài toán không thể tính được các thành phầnnộilực
nếuchỉ cầndựa vào các phương trình cân bằng tĩnh
học.
Cách giải: bổ sung thêm các phương trình biếndạng,

phương trình vậtlý
Ôn tậptạilớp
Học gì???
Hiểu gì???
Làm gì???
Hãy tính phảnlực liên kếtcủa các kếtcấu sau:
Hãy đổi các đơnvị sau đây:
20kN/cm
2
= … bar
20daN/cm
2
= … MPa
20MN/cm
2
= … bar
20MPa = … bar
Hãy cho biếtmônCơ họclýthuyếtnằm ởđâu trong sơđồ
hình cây củacơ học?
1m 1m2 m
P=10kN
M=5kNm
A
CD
B
1)
q=10kN/m
q
3a
a

a
P=qa
M=qa
2
2)
Bài tập& Câuhỏiôntập
Bài tậpvề nhà
Bài tậpsố 3,4 trang 22 sách giáo trình
Câu hỏiôntập
Hãy tìm 5 thí dụ thựctế mà sơđồtính đưavề thanh và hệ
thanh, 5 thí dụ về tấmhoặcvỏ?
Hãy cho 2 thí dụ thựctế về lựcthể tích, lựcmặt?