Bài giảng Sức bền vật liệu 2: Chương 9 - Trần Minh Tú

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

đạ

i hä

<b>S</b>

<b>Ứ</b>

<b>C B</b>

<b>Ề</b>

<b>N V</b>

<b>Ậ</b>

<b>T LI</b>

<b>Ệ</b>

<b>U 2</b>

<b>S</b>

<b>Ứ</b>

<b>C B</b>

<b>Ề</b>

<b>N V</b>

<b>Ậ</b>

<b>T LI</b>

<b>Ệ</b>

<b>U 2</b>

<b>Trần Minh Tú</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

đạ

i hä

<b>Chương 9</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

đạ

i hä

9.1. Các khái ni

ệ

m chung

9.2. Bài toán thanh chuy

ể

n

độ

ng th

ẳ

ng v

ớ

i gia

t

ố

c khơng

đổ

i

9.3. Bài tốn dao

độ

ng

9.4. Bài toán va ch

ạ

m

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

đạ

i hä

9.1. Các khái ni

ệ

m chung

1. Tải trọng tĩnh

Tải trọng có phương, chiều và độ lớn không thay đổi
hoặc thay đổi rất ít theo thời gian, khơng làm phát sinh
lực qn tính

2. Tải trọng động

Tải trọng thay đổi theo thời gian hoặc thay đổi đột ngột,
làm cho hệ phát sinh lực quán tính.

3. Phân loại tải trọng động: theo gia tốc chuyển động
• Chuyển động với gia tốc khơng đổi

– Chuyển động tịnh tiến: chuyển động dây cáp cân cẩu, thang
máy, vận thăng xây dựng,…

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

đạ

i hä

• Chuyển động với gia tốc thay đổi theo thời gian – Bài
tốn dao động: dao động của bệ máy, móng nhà, đầm
rung,…

• Chuyển động với gia tốc thay đổi đột ngột - Bài tốn
va chạm: búa máy, sóng đập vào đê, kè, …

4. Phương pháp nghiên cứu bài toán động

- Các đại lượng nghiên cứu do tải trọng động gây nên:

<b>S_đ</b> (ứng suất, biến dạng, chuyển vị,…)

- Các đại lượng nghiên cứu do tải trọng động nhưng
coi là tĩnh gây nên: <b>S_t</b> (ứng suất, biến dạng, chuyển
vị,…)

<b>S</b> <b>=K</b> <b>.S</b> K - hệ số động => Cần tìm

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

đạ

i hä

• Phương pháp xác định hệ số động

– Phương pháp tĩnh – áp dụng nguyên lý D’Alambert:
một vật thể chuyển động được xem là cân bằng
dưới tác dụng của lực quán tính và các lực tĩnh

– Phương pháp năng lượng - Định luật bảo tồn
năng lượng

• Các giả thiết

– Tính chất vật liệu khi chịu tải trọng tĩnh và động là
như nhau

– Các giả thiết về biến dạng cho trường hợp tải trọng

động và tải trọng tĩnh là như nhau

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

đạ

i hä với gia tốc khơng đổi

P

<b>N_t</b>

<b>P_d=</b>γ<b>Az</b> P

z
γ, <b>A</b>

a

• Dây cáp, một đầu treo vật nặng
trọng lượng P, chuyển động đi lên,
nhanh dần đều với a=const

• γ, A - trọng lượng riêng và diện
tích mặt cắt ngang của dây cáp

Tìm liên hệ giữa N_t và N_đ => K_đ

• Khi dây cáp đứng yên:

<i>t</i>

<i>N</i> = +<i>P</i> γ <i>Az</i>

• Khi dây cáp chuyển động:

P

<b>N_đ</b>

<b>P_d</b>

<b>P_qt(d)</b>

<b>P_qt(P)</b>

<i>d</i>

<i>P</i> <i>Az</i>
<i>N</i> <i>P</i> <i>Az</i> <i>a</i> <i>a</i>

<i>g</i> <i>g</i>
γ
γ
= + + +

(

)

1
<i>d</i>
<i>a</i>

<i>N</i> = +⎛_⎜ ⎞_⎟ <i>P</i> +γ <i>Az</i>

⎝ ⎠ <i>d</i> 1

<i>a</i>
<i>K</i> = +⎛_⎜ ⎞_⎟

⎝ ⎠

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

đạ

i hä

Ví d

ụ

9.1

L=5m No40

φ10
Một dầm thép chữ I số 40

được cần cẩu nâng lên cao
bởi hai sợi dây thép φ10 với
gia tốc chuyển động a=5m/s2_.

Hãy xác định ứng suất
pháp lớn nhất xuất hiện trong
dây và dầm thép khi cần cẩu
làm việc.

<b>Tra bảng thép chữ</b> <b>I số</b> <b>40 có:</b> q=561N/m; W_x=947cm3
Hệ số động: 1 1 5 1,5

10

<i>d</i>
<i>a</i>
<i>K</i>
<i>g</i>
= + = + =

Dây thép chịu kéo đúng tâm bởi trọng

lượng dầm chữ I. Ứng suất tĩnh trong dây: 2 2

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

đạ

i hä

Ví d

ụ

9.1

Ứng suất động trong dây thép khi cần cẩu làm việc:

2

2,68 /

<i>day</i>

<i>d</i> <i>kN cm</i>

σ

=

Dầm chữ I chịu uốn bởi tải trọng bản thân phân bố đều trên chiều
dài. Ứng suất tĩnh lớn nhất trong dầm:

2

max
8
<i>dam</i>
<i>t</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>M</i> <i>qL</i>
<i>W</i> <i>W</i>
σ = =

Khi cần cẩu làm việc, ứng suất động lớn nhất trong dầm:

(

)

2 2

2

5,61.(5.10 )

. 1,5. 277,7 /

8.947

<i>dam</i> <i>dam</i>

<i>d</i> <i>Kd</i> <i>t</i> <i>N cm</i>

σ = σ =

2

<i>dam</i>

σ =

(

2

)

2

2.561.5

. 1,5 2680 /

.1

<i>day</i> <i>day</i>

<i>d</i> <i>Kd</i> <i>t</i> <i>N cm</i>

σ

σ

π

</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>

đạ

i hä Dao động

Dao động

- Dao động cưỡng bức: Dao động do lực ngoài biến thiên theo

thời gian gây nên (Lực kích thích)

- Dao động tự do: Dao động khơng có lực kích thích
I. Phương trình vi phân dao động của hệ một bậc tự do

y₀

y(t)

F(t)

F_qt=my<b>’’</b>
F_c=βy<b>’</b>

• Xét hệ 1 bậc tự do: dầm bỏ qua
trọng lượng, đặt khối lượng m

• Lực tác dụng lên hệ:
- Lực kích thích F(t)
- Lực qn tính F_qt

- Lực cản mơi trường F_c
β - hệ số cản môi trường

</div>

<!--links-->