Bài giảng Cơ học kỹ thuật - Hồ Minh Tú
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ học kỹ thuật - Hồ Minh Tú", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tài liệu đính kèm:
- bai_giang_co_hoc_ky_thuat_ho_minh_tu.pdf
Nội dung text: Bài giảng Cơ học kỹ thuật - Hồ Minh Tú
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 3
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT MỞ ĐẦU 1. Nhiệm vụ của môn học: 1.1. Mục tiêu - Cung cấp những kiến thức cơ bản về cân bằng, chuyển động của vật rắn và các phương pháp giải các bài toán Cơ học trong kỹ thuật. - Những kiến thức cơ bản về tính chất cơ học của vật liệu biến dạng và phương pháp giải các bài toán về bền, cứng trong các trạng thái chịu tải trọng tĩnh. 1.2. Yêu cầu - Sinh viên hiểu lý thuyết về các quy luật cân bằng và chuyển động của vật rắn dưới tác dụng của lực. - Biết sử dụng các phương pháp giải bài toán tĩnh học, động học và động lực học trong kỹ thuật. - Xác định tính chất cơ học của vật liệu biến dạng, nội dung tính toán về điều kiện bền, điều kiện cứng cho vật ở trong các trạng thái chịu lực khác nhau. - Thành thạo trong việc xác định các thành phần nội lực, ứng suất và biến dạng, tìm mặt cắt nguy hiểm đối với dầm chịu lực đơn giản, phức tạp; - Biết lập và giải được các bài toán về bền, về cứng trong kỹ thuật. 2. Mô tả vắn tắt nội dung môn học 2.1. Phần một: Cơ học vật rắn (Chương 1 ÷ Chương 3) - Tĩnh học: Nghiên cứu sự cân bằng của vật dưới tác dụng của hệ lực. - Động học: Động học điểm và vật rắn về phương diện hình học không liên quan đến lực tác dụng bao gồm: Động học điểm; Các chuyển động cơ bản của vật rắn; Chuyển động song phẳng của vật rắn; tổng hợp chuyển động chất điểm và vật rắn; động học một số cơ cấu phẳng toàn khớp thấp. - Động lực học: Nghiên cứu chuyển động của điểm và vật rắn dưới tác dụng hệ lực bao gồm: Các định luật cơ bản và phương trình vi phân chuyển động cơ hệ; Các định lý tổng quát động lực học cơ hệ; Động lực học vật rắn. 2.2. Phần hai: Sức bền vật liệu (Chương 4 ÷ Chương 8) - Các khái niệm, phương pháp xác định nội lực và ứng suất - Nội dung và cách giải ba bài toán về bền trong các trạng thái chịu lực: + Kéo (nén) đúng tâm, + Xoắn thuần túy, + Uốn thuần túy, uốn ngang phẳng. ThS Hồ Minh Tú 4
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Chương 1. TĨNH HỌC VẬT RẮN 1.1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học 1.1.1. Các khái niệm cơ bản ThS Hồ Minh Tú 5
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 6
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 1.1.2. Hệ tiên đề tĩnh học ThS Hồ Minh Tú 7
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 8
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 9
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 10
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 1.2. Lý thuyết về hệ lực 1.2.1. Mô men của lực và ngẫu lực ThS Hồ Minh Tú 11
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 12
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT IV. Định nghĩa Ngẫu lực ThS Hồ Minh Tú 13
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT V. Tính chất của ngẫu lực ThS Hồ Minh Tú 14
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 15
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT VI. Mô men các lực của ngẫu lực đối với 1 điểm ThS Hồ Minh Tú 16
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT VII. Hợp hệ ngẫu lực φ (mk) 3. Định lý dời lực song song đến 1 điểm bất kỳ ThS Hồ Minh Tú 17
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 1.2.2. Các đặc trưng cơ bản của hệ lực I. Vectơ chính của hệ lực Đó chính là vectơ tổng của các vectơ lực của hệ lực II. Vectơ mômen chính của hệ lực đối với tâm O Đó chính là vectơ tổng của các vectơ mômen của các lực đối với tâm O Nếu là hệ lực phẳng thì Mômen chính của hệ lực đối với tâm O là: 1.2.3. Định lý thu gọn hệ lực về 1 tâm ThS Hồ Minh Tú 18
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT III. Các dạng tối giản của hệ lực bất kỳ 1. Hệ lực cân bằng ThS Hồ Minh Tú 19
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 2. Hệ lực tương đương với 1 ngẫu lực 3. Hệ lực tương đương với 1 hợp lực 4. Hệ lực tương đương 2 lực chéo nhau ThS Hồ Minh Tú 20
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 1.2.4. Điều kiện cân bằng và các phương trình cân bằng vật rắn ThS Hồ Minh Tú 21
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 22
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 1.2.5. Các bài toán tĩnh học ThS Hồ Minh Tú 23
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 1.3. Ma sát 1.3.1. Ma sát và lực ma sát 1.3.2. Ma sát trượt và điều kiện cân bằng ThS Hồ Minh Tú 24
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 25
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 1.3.3. Ma sát lăn và điều kiện cân bằng ThS Hồ Minh Tú 26
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 1.4. Trọng tâm của vật rắn 1.4.1. Định nghĩa và công thức tổng quát 1.4.2. Trọng tâm của vật rắn đồng chất - Vật rắn có hình dạng đối xứng: ThS Hồ Minh Tú 27
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 1.4.3. Trọng tâm một số hình thường gặp ThS Hồ Minh Tú 28
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 29
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 30
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 1.5. Bài tập Tĩnh học vật rắn Bài 1.1: Bánh xe O bán kính R, trọng lượng P có xu hướng lăn trên mp nằm ngang, hệ số ma sát lăn giữa bánh xe O và mp ngang là μ. Xác định giá trị của lực kéo Q để bánh xe vẫn cân bằng? Giải: Bài 1.2: Hệ 3 lực (F1, F2, F3) đặt tai 3 điểm A,B,C và có chiều như hình. Biết OA=OB=OC = a + Tìm điều kiện để hệ lực thu về 1 ngẫu lực? + Tìm điều kiện để hệ lực thu về 1 lực? Giải: Gọi i, j, k lần lượt là vectơ đơn vị theo các phương Ox, Oy, Oz - Tìm ΣX, ΣY, ΣZ => Ro = - Tìm Σmx(F) , Σmy(F) , Σmz(F) => Mo - Điều kiện thu về 1 ngẫu lực: Ro = 0 => F1 = F2 = F3 - Điều kiện thu về 1 hợp lực: Ro ≠ 0 => F1 ≠ F2 ≠ F3 ThS Hồ Minh Tú 31
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 1.3: Giải: Xét cân bằng của bản lề B (nút B) ThS Hồ Minh Tú 32
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 1.4: Cho kết cấu có liên kết và chịu lực như hình. Cho: P = 2qa ; M = qa2 . Xác định các phản lực tại các liên kết A, B ? Giải: - Hợp lực phân bố theo hình chữ nhật nằm giữa đoạn - Hợp lực phân bố theo hình tam giác nằm cách góc vuông 1/3 đoạn - Độ lớn hợp lực phân bố bằng diện tích hình phân bố → Xét cân bằng hệ lực phẳng Bài 1.5: Cột AB cố định vào nền nghiêng 600 và liên kết với dầm CD tại bản lề B. Cố định dầm CD nằm ngang bằng thanh EF Bỏ qua trọng lượng cột, dầm, thanh Cho AE=EB=BC=BF = 1/2FD = a Xác định phản lực tại A và các lực liên kết tại B, E, F ? Giải: ThS Hồ Minh Tú 33
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 1.6: Quả cầu trọng lượng P. Xác định sức căng T của dây và phản lực N của mặt nghiêng tác dụng lên quả cầu? Giải: Bài 1.7: Giải: ThS Hồ Minh Tú 34
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 1.8: Bản lề tại B; Lực P = 2 tấn; Bỏ qua trọng lượng các thanh, dây Xác định phản lực tại A, C và sức căng dây EF ? Giải: Bài 1.9: Khung AB quay quanh O, đầu A treo vật nặng Q. Hỏi lực P bằng bao nhiêu để khung AB cân bằng ? Giải: ThS Hồ Minh Tú 35
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 1.10: Thanh AB và BC liên kết tại bản lề B; Cho Lực P1 = 10 kN ; P2 = 20 kN ; q = 20 kN/m Xác định phản lực tại A và C ? Giải: Bài 1.11: Hệ số ma sát trượt là f Hệ số ma sát lăn là μ Xác định góc nghiêng α để khối trụ P bán kính R cân bằng ? Giải: ThS Hồ Minh Tú 36
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 1.12: Giải: ThS Hồ Minh Tú 37
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Chương 2. ĐỘNG HỌC 2.1 Động học điểm 2.1.1. Chuyển động, vận tốc, gia tốc 2.1.2. Các phương pháp xác định chuyển động điểm ThS Hồ Minh Tú 38
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 39
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT III. Một số chuyển động thường gặp ThS Hồ Minh Tú 40
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 2.2 Chuyển động cơ bản của vật rắn 2.2.1. Chuyển động tịnh tiến ThS Hồ Minh Tú 41
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 42
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 2.2.2. Chuyển động vật rắn quay quanh 1 trục cố định A. Khảo sát chuyển động của vật rắn quay ThS Hồ Minh Tú 43
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 44
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT B. Khảo sát chuyển động của điểm thuộc vật rắn quay ThS Hồ Minh Tú 45
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 46
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 2.3 Chuyển động song phẳng của vật rắn 2.3.1. Định nghĩa và mô hình ThS Hồ Minh Tú 47
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 2.3.2. Khảo sát chuyển động song phẳng vật rắn ThS Hồ Minh Tú 48
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 2.3.3. Khảo sát chuyển động song phẳng của điểm thuộc vật ThS Hồ Minh Tú 49
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 50
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 51
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 52
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 53
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 54
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 55
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 2.4 Tổng hợp chuyển động của điểm 2.4.1. Định nghĩa các chuyển động ThS Hồ Minh Tú 56
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 2.4.2. Định lý hợp vận tốc và gia tốc ThS Hồ Minh Tú 57
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 58
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 59
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 60
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 61
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 62
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 2.5 Bài tập Động học Bài 2.1: Giải: Theo phương pháp tọa độ Đề các, ta có: - Vận tốc chất điểm - Gia tốc chất điểm Bài 2.2: Giải: ThS Hồ Minh Tú 63
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 2.3: Giải: Bánh xe chuyển động ? ThS Hồ Minh Tú 64
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 2.4: Giải: ThS Hồ Minh Tú 65
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 2.5: Giải: ThS Hồ Minh Tú 66
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 2.6: Giải: ThS Hồ Minh Tú 67
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Chương 3. ĐỘNG LỰC HỌC 3.1 Các định luật Newton và Phương trình vi phân chuyển động 3.1.1. Các định luật động lực học ThS Hồ Minh Tú 68
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3.1.2. Phương trình vi phân chuyển động chất điểm ThS Hồ Minh Tú 69
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3.1.3. Hai dạng bài toán cơ bản động lực học ThS Hồ Minh Tú 70
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3.2 Các định lý cơ bản của động lực học vật rắn 3.2.1. Đặc trưng hình học khối của cơ hệ và vật rắn ThS Hồ Minh Tú 71
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 72
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 73
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 74
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 75
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3.2.2. Định lý về chuyển động khối tâm ThS Hồ Minh Tú 76
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 77
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3.2.3. Định lý biến thiên động lượng ThS Hồ Minh Tú 78
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 79
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 80
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3.2.4. Định lý biến thiên Mômen động lượng ThS Hồ Minh Tú 81
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 82
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3.2.5. Định lý biến thiên động năng ThS Hồ Minh Tú 83
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 84
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 85
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 86
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 87
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 88
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 89
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3.2.6. Định luật bảo toàn cơ năng ThS Hồ Minh Tú 90
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 91
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 92
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3.3. Bài tập Động lực học Bài 3.1: Giải: Xét chuyển động của pittông B (theo phương ngang) - Xác định gia tốc Wx : - Thay vào pt cơ bản động lực học Bài 3.2: Giải: Khảo sát vật nặng; lực tác dụng lên vật: ThS Hồ Minh Tú 93
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 3.3: Giải: Bài 3.4: Giải: ThS Hồ Minh Tú 94
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 3.5: Giải: Bài 3.6: Giải: ThS Hồ Minh Tú 95
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 3.7: Bài 3.8: ThS Hồ Minh Tú 96
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 3.9: Bài giải: Bài 3.10: ThS Hồ Minh Tú 97
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 3.11: Bài 3.12: Bài giải: ThS Hồ Minh Tú 98
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3.4. Nguyên lý D’Alembert 3.4.1. Lực quán tính ThS Hồ Minh Tú 99
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 100
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3.4.2. Nguyên lý D’Alembert đối với chất điểm 3.4.3. Nguyên lý D’Alembert đối với cơ hệ Từ đó ta lập các phương trình cân bằng được gọi là các phương trình cân bằng tĩnh - động, giúp ta giải bài toán động lực học và đây chính là phương pháp tĩnh - động. 3.4.4. Xác định phản lực trục quay ThS Hồ Minh Tú 101
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 102
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 103
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3.5. Bài tập D’Alembert Bài 3.13: ThS Hồ Minh Tú 104
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 3.14: ThS Hồ Minh Tú 105
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 3.15: Bài giải: ThS Hồ Minh Tú 106
- Trường ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài 3.16: Xác định áp lực nằm ngang của gờ E.? Bài giải: ThS Hồ Minh Tú 107