›
›

Bài giảng Cơ học kỹ thuật (Phần 2) - Hồ Minh Tú

pdf 66 trang Gia Huy 25/05/2022 2480
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ học kỹ thuật (Phần 2) - Hồ Minh Tú", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_co_hoc_ky_thuat_phan_2_ho_minh_tu.pdf

Nội dung text: Bài giảng Cơ học kỹ thuật (Phần 2) - Hồ Minh Tú

  1. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Chƣơng 4. NỘI LỰC và ỨNG SUẤT 4.1. Lý thuyết về ngoại lực và nội lực 4.1.1. Khái niệm về ngoại lực và nội lực 1. Ngoại lực: 2. Nội lực: ThS Hồ Minh Tú 108
  2. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 4.1.2. Các thành phần nội lực ThS Hồ Minh Tú 109
  3. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 110
  4. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 4.1.3. Biểu đồ nội lực A. Ví dụ vẽ biểu đồ nội lực Ví dụ 1: Vẽ biểu đồ nội lực Hướng dẫn giải ThS Hồ Minh Tú 111
  5. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Ví dụ 2: Vẽ biểu đồ nội lực Hướng dẫn giải ThS Hồ Minh Tú 112
  6. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT B. Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực (phương pháp nhận xét) C. Ví dụ vẽ biểu đồ nội lực bằng pp nhận xét (Vẽ lại biểu đồ nội lực bằng phương pháp nhận xét với Ví dụ 1 và 2) ThS Hồ Minh Tú 113
  7. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 4.1.4. Liên hệ vi phân giữa lực cắt, mômen uốn và tải trọng phân bố 4.2. Ứng suất và trạng thái ứng suất 4.2.1. Ứng suất và các thành phần (đã xét ở mục 4.1.1 – Nội lực) * Ứng suất là đại lượng đặc trưng cho giá trị của nội lực tại một vị trí nhất định mà ta đang xét * Xét ứng suất tại điểm M trên diện tích ΔF trong mặt cắt ngang của thanh gồm các thành phần: ứng suất tiếp trên trục Ox; Oy → là các véc tơ đơn vị chỉ phương theo các trục Ox, Oy, Oz ThS Hồ Minh Tú 114
  8. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 4.2.2. Trạng thái ứng suất tại một điểm ThS Hồ Minh Tú 115
  9. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 4.2.3. Ứng suất trên mặt cắt xiên ThS Hồ Minh Tú 116
  10. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 4.2.4. Thế năng biến dạng đàn hồi * Thế năng riêng biến dạng đàn hồi - Trạng thái ứng suất đơn 1 u   2 xx - Trạng thái ứng suất khối Xét phân tố chính với ứng suất và biến dạng dài tương ứng. Do tương quan giữa biến dạng và ứng suất là bậc nhất nên Công thế năng bằng tổng công thực của tất cả các ứng suất trên các biến dạng tương ứng. Vậy thế năng biến dạng đàn hồi riêng là: ( ) σx εx, εx, εx là biến dạng dài theo các phương chính do tất cả các ứng suất chính gây ra : μ ( ) μ ( ) ε x μ ( ) μ - hệ số Poatxông : tỷ số biến dạng giữa 2 phương vuông góc Suy ra: μ ( ) ThS Hồ Minh Tú 117
  11. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT * Thế năng biến dạng đàn hồi thể tích và hình dáng Có thể phân tích trạng thái ứng suất khối thành tổng hai TTƯS: - Một trạng thái ứng suất trung bình là ứng suất chính (kéo/nén đều 3 phương) σtb = (σ1 + σ2 + σ3)/3 → chỉ biến dạng thể tích - Một trạng thái đặc trưng bởi các ứng suất chính: σ1’ = σ1 – σtb ; σ2’ = σ2 – σtb ; σ3’ = σ3 – σtb Vì σ1’ + σ2’ + σ3’ = 0 nên chỉ thay đổi về hình dáng Vậy: μ μ ( ) +μ ( ) 4.2.5. Tính chất cơ học của vật liệu ThS Hồ Minh Tú 118
  12. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 119
  13. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 120
  14. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 4.2.6. Ứng suất cho phép và hệ số an toàn 4.2.7. Các thuyết bền Khi kiểm tra 1 điểm của bộ phận công trình chịu lực phức tạp, không có mẫu thử thí nghiệm tương tự đã nghiên cứu, thì người ta căn cứ vào những giả thuyết về độ bền hay những lý thuyết bền 1 – Thuyết bền ứng suất pháp (TTƯS đơn) * Nguyên nhân gây ra sự phả hủy vật liệu là do trị số lớn nhất của ứng suất pháp đạt tới giới hạn xác định, giới hạn này không phụ thuộc vào dạng của TTƯS. σ1 ≤ [σ]k ; |σ3| ≤ [σ]n 2 – Thuyết bền biến dạng dài (phù hợp vật liệu giòn) * Nguyên nhân gây ra sự phả hủy vật liệu ở TTƯS khối là do trị số của biến dạng dài lớn nhất đạt tới giới hạn xác định, giới hạn này không phụ thuộc vào dạng của TTƯS. Biến dạng dài lớn nhất của ε = σ/E có giới hạn [σ]/E  ĐK bền: σ1 – μ(σ2 + σ3) ≤ [σ] ThS Hồ Minh Tú 121
  15. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 3 – Thuyết bền ứng suất tiếp (phù hợp vật liệu dẻo) * Nguyên nhân gây ra sự phả hủy vật liệu ở TTƯS khối là do trị số lớn nhất của ứng suất tiếp đạt tới giới hạn xác định, giới hạn này không phụ thuộc vào dạng của TTƯS. Ứng suất tiếp lớn nhất có giới hạn τmax = [σ]/2  ĐK bền: σ1 –σ3 ≤ [σ] 4 – Thuyết bền thế năng biến đổi hình dáng (vật liệu dẻo) * Nguyên nhân gây ra sự phả hủy vật liệu ở TTƯS khối là do trị số lớn nhất của TNBĐHD đạt tới giới hạn xác định, giới hạn này không phụ thuộc vào dạng của TTƯS. 2 TNBĐHD lớn nhất có giới hạn Uhd = [(1+μ)/3E].[σ] 5 - Thuyết bền Mohr (TTƯS tới hạn) * Trên cơ sở kết quả các thí nghiệm, mỗi TTƯS khối với các ứng suất chính σ1 ; σ2 ; σ3 sẽ có 3 vòng tròn Mohr với các đường kính tương ứng σ1 – σ2 ; σ2 – σ3 ; σ1 – σ3. Đường bao giới hạn miền an toàn gần đúng bằng tiếp tuyến chung của 2 vòng tròn giới hạn. Vòng tròn Mohr lớn nhất σ1 – σ3 là vòng tròn Mohr giới hạn ThS Hồ Minh Tú 122
  16. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Bài tập Vẽ biểu đồ nội lực BT 4.1 – 4.4: BT 4.5 – 4.6: ThS Hồ Minh Tú 123
  17. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT BT 4.7 – 4.8: Xác định KT? BT 4.9: Vẽ biểu đồ mô men dầm tĩnh định nhiều nhịp ThS Hồ Minh Tú 124
  18. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Chƣơng 5. ĐẶC TRƢNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT NGANG 5.1. Momen tĩnh ThS Hồ Minh Tú 125
  19. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 126
  20. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 5.2. Momen quán tính 5.2.1. Định nghĩa – Biểu thức – Tính chất ThS Hồ Minh Tú 127
  21. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 5.2.2. Công thức chuyển trục song song 5.2.3. Công thức xoay trục ThS Hồ Minh Tú 128
  22. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 5.2.4. Mô men quán tính một số tiết diện thường gặp BT 5.1: ThS Hồ Minh Tú 129
  23. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT BT 5.2: BT 5.3: ThS Hồ Minh Tú 130
  24. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Chƣơng 6 THANH CHỊU KÉO, NÉN ĐÚNG TÂM 6.1. Định nghĩa và các giả thuyết 6.2. Ứng suất trên mặt cắt ngang ThS Hồ Minh Tú 131
  25. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 6.3. Biến dạng của thanh chịu kéo, nén đúng tâm ThS Hồ Minh Tú 132
  26. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 133
  27. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 134
  28. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 6.4. Điều kiện bền 6.5. Bài toán siêu tĩnh ThS Hồ Minh Tú 135
  29. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Nếu trong hệ vật, số ẩn số nhiều hơn số phương trình cân bằng thì bài toán đó là bài toán siêu tĩnh Hệ vật có số ẩn số nhiều hơn số phương trình cân bằng lập được gọi là hệ siêu tĩnh Trong mặt phẳng, nếu số bậc tự do bị khống chế nhiều hơn 3 (có hơn 3 ẩn số) thì đó là bài toán siêu tĩnh Bậc siêu tĩnh là số chênh lệch giữa số ẩn số (phản lực liên kết khống chế bậc tự do) và số phương trình cân bằng lập được Để giải bài toán siêu tĩnh, ngoài các phương trình cân bằng ta phải cần thêm các phương trình biến dạng và các dữ kiện ban đầu. - Chuyển vị tại đầu ngàm bằng 0 - Tổng chuyển vị tại vị trí giữa dầm chịu ngàm hai đầu bằng 0 - v.v ThS Hồ Minh Tú 136
  30. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Ví dụ 6: Tìm chuyển vị tại C, biết độ cứng của thanh là EF. ThS Hồ Minh Tú 137
  31. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Chƣơng 7. XOẮN THANH THẲNG 7.1. Định nghĩa và các giả thuyết 7.1.1. Xoắn thuần túy ThS Hồ Minh Tú 138
  32. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 139
  33. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 140
  34. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 7.1.2. Các giả thuyết về biến dạng a) Thí nghiệ m xoắ n thuầ n túy thanh tròn ThS Hồ Minh Tú 141
  35. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT b) Các giả thuyế t 7.2. Ứng suất khi xoắn thanh tròn ThS Hồ Minh Tú 142
  36. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 143
  37. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 144
  38. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 7.3. Biến dạng của thanh tròn chịu xoắn a) Điề u kiệ n bề n b) Bài toán cơ bả n ThS Hồ Minh Tú 145
  39. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT c) Ví dụ tính thanh tròn chị u xoắ n ThS Hồ Minh Tú 146
  40. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 147
  41. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 7.4. Xoắn thanh có tiết diện hình chữ nhật ThS Hồ Minh Tú 148
  42. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 7.5. Tính lò xo xoắn ốc hình trụ bƣớc ngắn ThS Hồ Minh Tú 149
  43. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 7.6. Bài toán siêu tĩnh trong xoắn ThS Hồ Minh Tú 150
  44. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Ví dụ 5 ThS Hồ Minh Tú 151
  45. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Ví dụ 6 ThS Hồ Minh Tú 152
  46. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT Chƣơng 8. UỐN NGANG PHẲNG CÁC THANH THẲNG 8.1. Uốn phẳng thuần túy 8.1.1. Định nghĩa và các giả thuyết ThS Hồ Minh Tú 153
  47. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 154
  48. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 8.1.2. Ứng suất trên mặt cắt ngang ThS Hồ Minh Tú 155
  49. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 8.2. Uốn ngang phẳng 8.2.1. Ứng suất trên mặt cắt ngang ThS Hồ Minh Tú 156
  50. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 157
  51. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 8.2.2. Kiểm tra bền dầm chịu uốn ngang phẳng ThS Hồ Minh Tú 158
  52. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 159
  53. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 160
  54. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 161
  55. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 8.3. Chuyển vị của dầm chịu uốn 8.3.1. Khái niệm 8.3.2. Phương trình vi phân đường đàn hồi 8.3.2. Phương trình vi phân đường đàn hồi ThS Hồ Minh Tú 162
  56. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 163
  57. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 164
  58. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 165
  59. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 166
  60. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 167
  61. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 168
  62. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 169
  63. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT 8.3.3. Ví dụ bài tập chuyển vị dầm chịu uốn ThS Hồ Minh Tú 170
  64. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 171
  65. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 172
  66. Trƣờng ĐHLN-CS2 Bài giảng CƠ HỌC KỸ THUẬT ThS Hồ Minh Tú 173