Bài giảng Sức bền vật liệu: Chương 1 - TS. Lương Văn Hải

Chương
g1
KHÁI NIỆM CƠ BẢN
(BASIC CONCEPTS)

TS. Lương Văn Hải
Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Đại học Bách khoa Tp.HCM
Tp HCM
Email:
Điện thoại: 0944 282 090
Cập nhập: 29 August 2014


NỘI
Ộ DUNG
I.

Giới thiệu

•
•
•

Các định nghĩa
Vật thể
ể thực
ợ g – vật
ậ thể nghiên
g
cứu

Đối tượng

II. Các trường hợp chịu lực
III. Nhiệm vụ môn học
IV Ngoại lực
IV.
V. Biến dạng
ạ g và chuyển
y
vịị
VI. Các giả thiết


I. GIỚI THIỆU
Ệ
Các định
ị
nghĩa
g
• Sức bền vật liệu là một ngành của Cơ học vật
rắn biến dạng nhằm khảo sát vật thể thực.
• Vật thể thực: vật thể có biến dạng khi chịu tác
dụng của nguyên nhân ngoài.


I. GIỚI THIỆU
Ệ
Vật
ậ thể thực
ự

I. GIỚI THIỆU
Ệ
Vật
ậ thể thực
ự


I. GIỚI THIỆU
Ệ
Vật
ậ thể thực
ự


I. GIỚI THIỆU
Ệ
Vật
ậ thể thực
ự


I. GIỚI THIỆU
Ệ
Đối tượng
ợ g - Vật
ậ thể nghiên
g
cứu

Khối

Tấm & vỏ
Mặt cắt ngang
Trục thanh

Thanh


I. GIỚI THIỆU
Ệ
Đối tượng
ợ g - Vật
ậ thể nghiên
g
cứu

a) Thanh thẳng

c) Khung phẳng

b) Thanh cong

d) Khung không gian

Các dạng thanh


II. CÁC TRƯỜNG HỢP

Ợ CHỊU
Ị LỰC
Ự
• Thanh chịu kéo
é dọc trục

P

P

• Cột chịu
hị nén
é

P

• Bulơng chịu cắt

2P
P


II. CÁC TRƯỜNG HỢP
Ợ CHỊU
Ị LỰC
Ự
• Dầm chịu uốn

• Trục chịu xoắn

T1

T1

T2

T2


III. NHIỆM
Ệ VỤ
Ụ MÔN HỌC
Ọ
Nhằm thỏa mãn các điều kiện
Điều kiện
ệ bền
 không bị nứt, gãy (phá hoại)
Điều kiện cứng
 không biến dạng và chuyển vị quá mức
Điều kiện ổn định
 khơng thay đổi hình thức biến dạng ban
đầu


III. NHIỆM
Ệ VỤ
Ụ MÔN HỌC
Ọ
Khoa học thực nghiệm
Quan sát thực

Q
ự tế  g
giả thiết tính tốn  thí
nghiệm kiểm tra
Sử d
dụng kết quả
ả cân
â bằng
bằ
của
ủ cơ
ơh
học lý thuyết
th ết


IV. NGOẠI
Ạ LỰC
Ự
Các loại tải trọng
a. Lực tập trung
b. Lực phân bố
– Lực thể tích (F/L3)
– Lực bề mặt (F/L2)
– Lực phân bố đường thẳng (F/L)

c. Momen (ngẫu lực)


IV. NGOẠI

Ạ LỰC
Ự
Tính chất của tải trọng
a. Tải trọng tĩnh
– Không đổi
ổ hay biến đổi
ổ chậm
– Không sinh ra lực quán tính, VD: TLBT, tải tường, tải
bàn ghế…

b. Tải trọng động
– Biến đổi nhanh và có gia tốc
– Phát
há sinh
h lực
l
qn
á tính,
í h VD: búa
bú đóng
đó
cọc, động
độ
cơ
xoay…


IV. NGOẠI
Ạ LỰC
Ự

Phản lực liên kết

P

P

H
V

Gối di độ
động

H
V

Gối cố
ố đị
định
h

P

M

V

N à
Ngàm

IV. NGOẠI
Ạ LỰC
Ự
Phương trình cân bằng
a. Bài tốn phẳng, hệ trục Oxy

F

x

0

F

y

0

M

o

0

trong đó O là điểm bất kỳ, x và y khơng song song
b. Bài
à tốn
á khơng
ơ
gian, hệ

ệ trục Oxyz

F  0
M  0
x

x

F  0
M  0
y

y

F  0
M  0
z

z


IV. NGOẠI
Ạ LỰC
Ự
VD 4.1 Tính các phản lực liên kết ngàm

A

B
L

P


IV. NGOẠI
Ạ LỰC
Ự
VD 4.2 Tính các phản lực liên kết gối tựa
P=qL

M=qL2

q
A

C

B
L

L

D
L


V. BIẾN DẠNG
Ạ
VÀ CHUYỂN VỊ
Ị

Các loại biến dạng
a. Biến dạng dài
dx: chiều dài ban đầu
dx: Biến dạng dài tuyệt
đối theo phương x
x = dx/dx : Biến dạng dài

dx

dx

Biế d
Biến
dạng dài


tương
g đối theo p
phương
gx
b. Biến dạng góc
: góc trượt

Biế d
Biến
dạng góc
ó


V. BIẾN DẠNG

Ạ
VÀ CHUYỂN VỊ
Ị
Các loại chuyển vị
a. Chuyển vị dài

P1

P3

AA’ và CC’ là các chuyển vị

A

dài

C

b. Chuyển vị góc

A’


C’

P4

P2

(AC,A’C’): chuyển vị góc

(góc xoay)
(g
y)



P
A'

A

C
C'


VI. CÁC GIẢ THIẾT
Giả thiết về vật
ậ liệu
ệ
 Liên tục, đồng nhất, đẳng hướng
Định luật Hooke
 Quan hệ giữa lực và biến dạng là bậc nhất
Tính đàn hồi
 Vật thể đàn hồi tuyệt đối
Giả thiết về biến dạng và chuyển vị
 Biến dạng, chuyển vị của vật thể bé so với
kích thước ban đầu


VI. CÁC GIẢ THIẾT

Định luật Hooke
Lực

Biến dạng

Đàn hồi tuyến tính


VI. CÁC GIẢ THIẾT
Sơ đồ tính
q: TLBT

Sơ đồ tính của dầm


VI. CÁC GIẢ THIẾT
Nguyên lý cộng tác dụng
Một đại lượng do nhiều nguyên nhân đồng thời
gây
â ra sẽ
ẽ bằng
bằ
tổng
ổ
đ i llượng đó do
đại
d tác
á động
độ
của các nguyên nhân riêng lẻ.

P1

P2

P1

P2

+

∆=

∆1

∆ = ∆1 + ∆2

∆2