Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Cơ học ứng dụng: Chương VI - ThS. Nguyễn Thanh Nhã
CƠ ỨNG DỤNG Đề cương môn học: Chương 1: Những vấn đề tĩnh học vật rắn tuyệt đối Chương 2: Nội lực Biểu đồ nội lực Chương 3: Ứng suất Biến dạng Chương 4: Lý thuyết bền Chương 5: Đặc trưng hình học mặt cắt ngang Chương 6: Tính bền ứng suất không đổi Chương 7: Các phận truyền động Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi Chương VI Tính bền ứng suất khơng đổi Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Khoa Khoa Học Ứng Dụng – 106B4 ĐT: 08.38660568 – 0909568181 Email: thanhnhanguyendem@gmail.com Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất không đổi 6.1 Khái niệm 6.1.1 Khái niệm - Là tính tốn đảm bảo điều kiện bền - Tính mức độ chịu lực cho không bị phá vỡ làm việc Trong chương xét ứng suất số (không thay đổi theo thời gian, nhiệt độ, hoạt động chi tiết máy…) Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.1 Khái niệm 6.1.2 Phân loại trường hợp chịu lực a Trường hợp chịu lực đơn giản Khi mặt cắt có thành phần nội lực (lực dọc trục): chịu kéo nén tâm (moment uốn): chịu uốn túy (moment xoắn): chịu xoắn túy (lực cắt): chịu cắt Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất không đổi 6.1 Khái niệm 6.1.2 Phân loại trường hợp chịu lực a Trường hợp chịu lực phức tạp Khi mặt cắt có từ hai thành phần nội lực trở lên phẳng : chịu uốn ngang : chịu uốn kéo nén đồng thời : chịu uốn xiên : chịu uốn xoắn đồng thời Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất không đổi 6.2 Thiết lập công thức tính ứng suất pháp tổng quát Hai giả thiết mặt cắt ngang Giả thiết thớ dọc: Trong q trình biến dạng, thớ dọc khơng xơ đẩy lẫn nhau, tức , tồn theo phương song song trục Giả thiết mặt cắt ngang: Trong q trình biến dạng, mặt cắt ngang ln phẳng vng góc với trục Khơng có ứng suất tiếp mặt cắt ngang Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất không đổi 6.2 Thiết lập cơng thức tính ứng suất pháp tổng qt Từ giả thiết trên, chứng minh để thiết lập cơng thức tính ứng suất pháp tổng qt cho thanh, ta cần tính ứng suất pháp theo phương song song trục Giả sử xét chịu lực cho mặt cắt ngang có thành phần nội lực liên hệ vi phân với biểu thức: Từ định luật Hooke ta chứng minh công thức: Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.3 Tính bền chịu kéo nén tâm Khi chịu kéo nén tâm, mặt cắt ngang có thành phần Ứng suất pháp phân bố mặt cắt ngang Điều kiện bền thanh: Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.4 Tính bền chịu uốn túy Khi chịu uốn túy mặt cắt ngang có thành phần moment uốn , nên cơng thức tính ứng suất pháp Ứng suất pháp hàm phân bố bậc theo phương y Những điểm nằm đường song song với trục x có giá trị Những điểm có , ta có lớp trung hịa, mặt cắt ngang trục trung hòa x, chia mặt cắt thành vùng bị kéo Và bị nén Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.4 Tính bền chịu uốn túy ‐ + Tại lớp biên: ứng suất pháp đạt cực trị (min max) Đối với mặt cắt có trục trung hòa trùng với trục đối xứng (mặt cắt hình trịn, hcn, hình chữ I…): Bộ mơn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.5 Tính bền chịu uốn ngang phẳng Trạng thái ứng suất cách tính bền Lớp trung gian (C, C’) Có ƯS pháp ƯS tiếp Trạng thái ƯS phẳng đặc biệt Thuyết bền ƯS tiếp lớn Thuyết bền biến đổi hình dạng Bộ mơn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi Ba dạng tốn tính bền Bài tốn kiểm tra bền - Kiểm tra lớp biên trước - Kiểm tra lớp trung hòa - Kiểm tra lớp trung gian (nếu mặt cắt định hình I, T, L, U ) Bài tốn xác định kích thước mặt cắt ngang - Dựa vào lớp biên để tính sơ kích thước mặt cắt ngang - Kiểm tra bền lớp trung hòa - Kiểm tra lớp trung gian (nếu mặt cắt định hình I, T, L, U ) Bài toán xác định tải trọng cho phép Tương tự dạng Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi Tính bền thanh chịu uốn xoắn đồng thời Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất không đổi Một số trường hợp chịu lực a Trường hợp chịu lực đơn giản Khi mặt cắt có thành phần nội lực (lực dọc trục): chịu kéo nén tâm (moment uốn): chịu uốn túy (moment xoắn): chịu xoắn túy (lực cắt): chịu cắt Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất không đổi Một số trường hợp chịu lực b Trường hợp chịu lực phức tạp Khi mặt cắt có từ hai thành phần nội lực trở lên phẳng : chịu uốn ngang : chịu uốn kéo nén đồng thời : chịu uốn xiên : chịu uốn xoắn đồng thời Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.6 Tính bền chịu uốn xoắn đồng thời - Thanh chịu uốn xoắn đồng thời thường xảy trục quay máy - Trên thường có lắp chi tiết bánh răng, ổ đỡ, ổ đỡ chặn - Tiết diện trục thường hình trịn hay hình vành khăn Bộ mơn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.6 Tính bền chịu uốn xoắn đồng thời Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.6 Tính bền chịu uốn xoắn đồng thời Thiết lập cơng thức tính ứng suất tiếp cho chịu xoắn - Mz >0: Nhìn vào mặt cắt ngang (phần khảo sát) Mz quay theo chiều kim đồng hồ + Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.6 Tính bền chịu uốn xoắn đồng thời Thiết lập cơng thức tính ứng suất tiếp cho chịu xoắn - Mặt cắt ngang chuyển động tròn quanh O Trạng thái US trượt túy - Định luật Hooke: Độ biến dạng góc Bộ mơn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.6 Tính bền chịu uốn xoắn đồng thời Thiết lập cơng thức tính ứng suất tiếp cho chịu xoắn Xét phân tố: Moment chống xoắn: Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.6 Tính bền chịu uốn xoắn đồng thời Cách tính bền Cơng thức tính ứng suất pháp tổng qt: Bộ mơn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.6 Tính bền chịu uốn xoắn đồng thời Cách tính bền N‐ ‐ N+ + Bộ mơn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.6 Tính bền chịu uốn xoắn đồng thời Thuyết bền ứng suất tiếp lớn (TB3) Thuyết bền biến đổi hình dạng (TB4) Bộ mơn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất không đổi Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi 6.6 Tính bền chịu uốn xoắn đồng thời Thiết lập cơng thức tính ứng suất tiếp cho chịu xoắn - Mz >0: Nhìn vào mặt cắt ngang (phần khảo sát) Mz quay theo chiều kim đồng hồ + Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM .. .Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi Chương VI Tính bền ứng suất khơng đổi Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Khoa Khoa Học Ứng Dụng – 106B4 ĐT: 08.38660568 – 0909568181 Email: thanhnhanguyendem@gmail.com... môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất khơng đổi Tính bền thanh chịu uốn xoắn đồng thời Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng. .. dạng Bộ mơn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương VI: Tính bền ứng suất không đổi Ba dạng tốn tính bền Bài tốn kiểm tra bền - Kiểm tra lớp biên trước - Kiểm tra lớp trung hòa - Kiểm tra