bài giảng sức bền vật liệu

SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
MECHANICS OF MATERIALS
STRENGTH OF MATERIALS


GIỚI THIỆU MÔN HỌC
•
•
•
•

KHOA GD

KHOA CƠ KHÍ

Số tiết

45t (3 tín chỉ)

Kiểm tra

Giữa kỳ + BT nhóm

Hình thức thi

Tự luận


SỨC BỀN VẬT LIỆU LÀ GÌ?
•
•

Là môn học kỹ thuật cơ sở, cung cấp các kiến thức cho nhiều ngành:
xây dựng, cơ khí, thủy lợi, giao thông, vận tải, hàng hải, hàng không, …
Nghiên cứu tính chất chịu lực của vật liệu để đề ra phương pháp tính về
độ bền, độ cứng và độ ổn định của vật thể.



TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. SBVL – Đỗ Kiến Quốc (chủ biên)
2. SBVL – Lê Hoàng Tuấn
3. Bài tập SBVL
4. SBVL – Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng


NỘI DUNG MÔN HỌC
•
•
•
•
•
•
•

Chương 1

Khái niệm cơ bản

Chương 2

Kéo-nén đúng tâm

Chương 3

Đặc tính hình học mặt cắt ngang

Chương 4

Uốn phẳng thanh thẳng

Chương 5

Chuyển vị của dầm chịu uốn

Chương 6

Xoắn thuần túy

Chương 7

Thanh chịu lực phức tạp


Chương 1

KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1 Đối tượng nghiên cứu-Nhiệm vụ môn học
1.2 Giả thuyết cơ bản của vật liệu
1.3 Các loại biến dạng
1.4 Đặc điểm môn học

1.5 Ngoại lực
1.6 Nội lực
1.7 Biểu đồ nội lực
1.8 Ứng suất – Trạng thái ứng suất- Mối quan hệ
1.9 Mối quan hệ giữa M, Q, q

giữa ứng suất và nội lực


MỤC TIÊU
1.
2.
3.
4.

Nhận dạng các dạng bài toán vật rắn biến dạng
Nhận biết ngoại lực, các dạng nội lực
Phân biệt các thành phần ứng suất
Mối quan hệ giữa các đại lượng q, Q, M để vẽ biểu đồ nội lực


1.1

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu vật rắn thực hay vật rắn có biến dạng. Chủ yếu là thanh và hệ thanh.

 Thanh chịu nén dọc trục
 Trục chịu xoắn
 Dầm chịu uốn

1.1 NHIỆM VỤ MÔN HỌC
Nghiên cứu phương pháp tính toán của đối tượng thỏa mãn các yêu cầu

•
•
•

Độ bền

không bị phá hoại (vỡ, nứt, …)

Độ cứng biến dạng và chuyển vị nằm trong phạm vi cho phép
Độ ổn định bảo toàn hình thức biến dạng ban đầu


1.2 GIẢ THUYẾT VẬT LIỆU
Giả thuyết 1 Vật liệu có tính liên tục, đồng
chất và đẳng hướng
 Liên tục  không có lổ hổng.
 Đồng chất  tính chẩt cơ học và vật lý tại mọi
điểm của vật liệu giống nhau.
 Đẳng hướng  tính chất cơ học và vật lý xung
quanh một điểm và theo hướng bất kỳ như
nhau.


1.2 GIẢ THUYẾT VẬT LIỆU
Giả thuyết 2  Vật liệu đàn hồi tuyệt đối và

tuân theo định luật Húc
Giả thuyết 3  Biến dạng của vật thể là bé


1.3
•

CÁC LOẠI BIẾN DẠNG

Biến dạng dài

F

 Biến dạng dài tuyệt đối

∆l = l1 − l

l
l1

 Biến dạng dài tương đối

δdx
εx =
dx

δdy
εy =
dy

δdz
εz =
dz


1.3 CÁC LOẠI BIẾN DẠNG
γ

Biến dạng góc γ góc trượt phân tố

dy

•

γ

dx

• Chuyển vị là sự dịch chuyển
của 1 điểm, 1 đường, 1 mặt khỏi
vị trí ban đầu.
 Chuyển vị dài
 Chuyển vị góc

P

A1
A2

B1

B2


1.4
•
•

ĐẶC ĐIỂM MÔN HỌC

Khảo sát nội lực và biến dạng của vật thực, nhưng vẫn áp dụng cơ học lý thuyết.
Môn học là môn khoa học thực nghiệm với phương pháp nghiên cứu như sau

Quan sát thực tế
Đề ra các giả thuyết và tính toán
Thí nghiệm kiểm tra.


1.5 NGOẠI LỰC
Là lực tác dụng của môi trường bên ngoài hay vật thể bên ngoài lên vật
thể đang xét.
Ngoại lực gồm:
1. Tải trọng đã biết trước gồm

Lực phân bố (phân bố thể tích, bề mặt, đường
thẳng)
Lực tập trung, mômen (ngẫu lực).


1.5 NGOẠI LỰC

1.5 NGOẠI LỰC
2. Phản lực Là lực phát sinh tại nơi
tiếp giáp giữa hai vật thể.
Phương trình cân bằng

∑ F = 0

∑ M O Fi = 0

( )


1.5 NGOẠI LỰC
•

Bài toán phẳng

∑ FX = 0

∑ FY = 0

∑ M O Fi = 0

( )

• Bài toán không gian

∑ FX = 0


∑ FY = 0

∑ FZ = 0

∑ M X Fi = 0

∑ M Y Fi = 0

∑ M Z Fi = 0

( )
( )
( )


1.6 NỘI LỰC
Phương pháp mặt cắt


1.6 NỘI LỰC


1.6 NỘI LỰC (BÀI TOÁN PHẲNG)


1.6 NỘI LỰC
Phương pháp phân tích

 Xác đònh phản lực liên kết bằng cách xét cân bằng
tòan hệ

 Tưởng tượng1 mặt cắt cắt qua vật thể
 Xét cân bằng một phần bò chia


Thí dụ 1.1
Xác đònh nội lực tại tiết
diện C

 ∑ Fx = 0  ⇒ NC = 0
 ∑ Fy = 0  ⇒ VC = −58,8N
 ∑ MC = 0  ⇒ MC = −5,69N.m


Thí duï 1.2
•

Xác định nội lực tại mặt cắt qua
C
Xét cân bằng cho thanh BC
 NC = 0
 VC = 540 N
 MC = -1080 N