BÀI GIẢNG SỨC BÊN VẬT LIỆU (IUH)

SỨC BỀN VẬT LIỆU
GV: Lê Văn Hưng
ĐV: BM Xây dựng
Lớp trưởng: Trần Đình Sáng
Phone: 0974.897.591
Email:


TÀI LIỆU
[1]. Đỗ Kiến Quốc, “Giáo trình Sức bền Vật liệu”,
Nxb. ĐHQG TPHCM, 2010
[2]. Phạm Ngọc Khánh, Vũ Văn Thành,
“Bài tập Sức bền Vật liệu”, NXB. Xây dựng, 2010


Mail download tài liệu:

Pass: tranngoctien



Chú ý: Cấm xóa file và đổi Pass sau khi download
xong tài liệu


THỜI LƯỢNG
1. Lý thuyết: 30 tiết
2. Bài tập/tiểu luận: 15 tiết

ĐÁNH GIÁ

Nội dung: 8 chương
1. Những khái niệm cơ bản
2. Kéo (nén) đúng tâm
3. Đặc trưng hình học của mặt cắt ngang
4. Xoắn thanh tròn
5. Uốn phẳng thanh thẳng
6. Chuyển vị của dầm chịu uốn
7. Thanh chịu lực phức tạp
8. Tải trọng động


Chương 1
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN


Nội dung
1. Khái niệm
2. Các giả thiết và NL Độc lập tác dụng của lực
3. Ngoại lực, nội lực, ứng suất


1. Khái niệm
1.1. Mục đích: Là môn KH nghiên cứu các phương
pháp tính toán công trình trên 3 mặt:




Tính toán độ bền: Bền chắc lâu dài

Tính toán độ cứng: Biến dạng < giá trị cho phép
Tính toán về ổn định: Đảm bảo hình dáng ban đầu
Kinh tế
Nhằm đạt 2 điều kiện:
Kỹ thuật

1.2. Phương pháp nghiên cứu:
Kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm


Quan sát thí nghiệm
Đề ra các giả thiết

Sơ đồ thực

Công cụ toán cơ lý

Sơ đồ tính toán

Đưa ra các phương pháp tính
toán công trình

Thực nghiệm kiểm tra lại

Kiểm định
công trình


1.3. Đối tượng nghiên cứu: 2 loại
1.3.1. Về vật liệu: + CHLT: Vật rắn tuyệt đối

+ SBVL: VL thực = Vật rắn có biến dạng
P

P

P
a)

P
b)

∆

P

∆d

∆ dh

∆ dh >> ∆ d
∆ d > ∆ dh

VL đàn hồi
VL dẻo

1.3.2.Về vật thể: Dạng thanh = mặt cắt + trục thanh: Thẳng,
cong, gãy khúc – mặt cắt không đổi, mặt cắt thay đổi


Thanh thẳng

Thanh gãy khúc

Thanh cong


2. Các giả thiết và nguyên lý ĐLTD của lực
2.1. Các giả thiết
1) VL liên tục (rời rạc), đồng chất (không đồng chất) và
đẳng hướng (dị hướng)
2) VL làm việc trong giai đoạn đàn hồi
3) Biến dạng do TTR gây ra< so với kích thước của vật
4) VL tuân theo định luật Hooke: biến dạng TL lực TD
2.2. Nguyên lý độc lập tác dụng của lực
 Nguyên lý: Tác dụng của hệ lực = tổng tác dụng của
các lực thành phần
 Ý nghĩa: BT phức tạp = tổng các BT đơn giản


P

 Ví dụ:
A

C

q

B
yc

yC = y1 + y2

P
A

C

B
y1
q

A

C
y2

B


3. Ngoại lực, nội lực, ứng suất
3.1. Ngoại lực
Định nghĩa: Lực các vật ngoài TD vào Vật thể
Phân loại:
1) Theo tính chất TD:
lực tĩnh, lực động
2) Theo PP truyền lực:
 Lực phân bố:
+ Truyền qua diện tích tiếp xúc
(PB thể tích, PB mặt, PB đường)

+ Cường độ: q
 Lực tập trung: Truyền qua một điểm


3.2. Nội lực
1) Định nghĩa: Độ tăng của lực liên kết nguyên tử (phân tử)
2) Cách xác định: phương pháp mặt cắt

Mặt phẳng cắt


3) Nội dung của phương pháp mặt cắt
+ Vật thể cân bằng - mặt cắt  2 phần
+ Bỏ 1 phần, giữ 1 phần để xét. Tại mặt cắt thêm lực để cân
bằng - nội lực – nội lực là lực phân bố, cường độ: ứng suất
Hợp nội lực = véc tơ chính + mô men chính N, Q, M
S

Pn

P1
A

K

P1
Mz

B

x

Mx
Qx

A
Nz
My

P2

P3
Hình 1-6

z

Qy

P2
y

Hình 1-7


4) Mối liên hệ giữa nội lực và ngoại lực
∑z

= 0 ⇒ Nz =

( Pi )

PX

∑x

= 0 ⇒ Q x = ∑ X ( Pi )

PX

∑Y

( Pi )

n

∑Z

i =1
n

= 0 ⇒ QY =

∑ mx
∑ my

∑ mz

i =1
n

∑Y

i =1

= 0 ⇒ Mx =

n

i =1

= 0 ⇒ MY =
= 0 ⇒ Mz =

∑ mx
n

i =1
n

∑ mz

i =1

lực cắt
PX

( Pi )

∑ my

lực dọc

PX

Mô men uốn

( Pi )

( Pi )

PX

PX

Mô men xoắn


3.3. Ứng suất
S

P1

x
τ zx
A

K

τ zy

P2
y

Hình 1-9

σz

z


 Mối liên hệ giữa nội lực và ứng suất
P1

Trên phân tố

x

Trên toàn mặt cắt

dN z =σz dF

N z = ∫ σz dF

dQ x =τzx dF

Q x = ∫ τzx dF

τzx

A

F

σz

F

τzy dF

dQ y =τzy dF

Q y = ∫ τzy dF

dM x = σz ydF

M x = ∫ σz ydF

dM y = σz xdF

M y = ∫ σz xdF

F

F

F

dM z = ( τ zx y + τ zy x ) dF M z = F∫ ( τzx y +τzy x ) dF

P2

y

z


3.4. Một số liên kết và phản lực liên kết
Có 4 loai liên kết thường gặp: Gối cố định, gối di động,
ngàm và ngàm trượt
Dầm

H

ur uuur uur
R = H A + VA

Dầm

Dầm

Dầm
Y

Y

a)

b)
Gối di động ( khớp đơn )

Gối cố định ( khớp đôi )

M
Dầm

Y
c)

Ngàm

Dầm

Dầm

X

M
d)

Y

Ngàm trượt


Chương 2

KÉO NÉN ĐÚNG TÂM


Nội dung
1. Định nghĩa và nội lực
2. Ứng suất

3. Biến dạng
4. Đặc trưng cơ học của vật liệu
5. Điều kiện bền và ứng suất cho phép
6. Bài toán siêu tĩnh


2.1 Định nghĩa và nội lực
1. Định nghĩa
 Theo nội lực: trên mặt cắt ngang: Nz - Lực dọc
 Theo ngoại lực:

+ Hợp lực của ngoại lực trùng z
+ Thanh 2 đầu nối khớp giữa thanh không có lực tác dụng
2. Nội lực
+ Một thành phần: lực dọc, Nz > 0 – lực kéo, Nz< 0 – lực nén
Nz > 0

+ Biểu đồ nội lực: Đồ thị Nz = f(z)

Nz < 0


 Cách

vẽ: 4 bước:

1) Xác định phản lực (nếu cần)
2) Chia đoạn: Cơ sở: Sự biến đổi của ngoại lực
3) Xét từng đoạn: dùng PP mặt cắt ->Nz = f(z)
4) Vẽ đồ thị của các hàm số trên: Biểu đồ nội lực

 Ví dụ 1: Vẽ biểu đồ nội lực xuất hiện trong
thanh như hình vẽ


VD2: Vẽ BĐNL phát sinh trong thanh như hình vẽ a)
z

P1= 8KN

a)

A

1m

1

P2=10KN
2

1

C

1m

2

q=5KN/m

D

2m

3

P3=12KN
B

3

z1

b)
c)

P1

N (Z1) = P1

Nz(1)
P2

P1

Nz(2)

( 2)

N Z = P1 − P2

z2

q
N

(3)
z

d)

P3

z3

e)

8KN

8KN
2KN

Nz

2KN

Hình 2-2

12KN

N (Z3) = − P3 + qz