Đang tải... (xem toàn văn)
j
Chuyên đề tốt nghiệp Lê Viết Chiến Lớp: CKĐL-K52 Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo Thạc Sỹ Đặng Đình Trình cán giảng dạy mơn Cơ Học Kỹ Thuật, khoa Cơ Điện ,trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội hướng dẫn em suốt trình thực tập Cũng cho em gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo môn Cơ Học Kỹ Thuật với gia đình bạn bè giúp đỡ, động viên em suốt trình thực tập tạo điều kiện để em hoàn thành chuyên đề Em xin cảm ơn! Hà Nội, ngày 25 tháng 04 năm 2012 Sinh viên thực Lê Viết Chiến i Chuyên đề tốt nghiệp Lê Viết Chiến Lớp: CKĐL-K52 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THANH CHỊU UỐN II NỘI LỰC KHI UỐN NGANG PHẲNG Các thành phần nội lực Liên hệ vi phân mô men uốn M, lực cắt Q lực phân bố q III UỐN THUẦN TÚY PHẲNG .5 Khái niệm Biến dạng dầm uốn túy .5 Ứng suất uốn túy .8 IV UỐN NGANG PHẲNG 14 Khái niệm 14 Xác định ứng suất pháp uốn ngang phẳng 15 Xác định ứng suất tiếp uốn ngang phẳng 16 PHẦN 2: MÔ TẢ THIẾT BỊ 21 DỤNG CỤ ĐO LỰC CẮT VÀ MÔ MEN UỐN WP960 21 Cấu tạo 21 Tác dụng 22 Thí nghiệm 23 PHẦN 3: TRÌNH TỰ VẬN HÀNH THIẾT BỊ 28 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34 KẾT LUẬN 34 KIẾN NGHỊ 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 ii Chuyên đề tốt nghiệp Lê Viết Chiến Lớp: CKĐL-K52 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Mơ hình dầm chịu uốn Hình 3.1: Mẫu thử trước sau biến dạng Hình 3.2: Thanh sau biến dạng Hình 3.3: Ứng suất pháp mô men uốn mặt cắt ngang .9 dầm chịu uốn Hình 3.4:Biểu đồ ứng suất pháp mặt cắt hình chữ nhật .12 Hình 3.5: Biểu đồ ứng suất pháp mặt cắt hình chữ T 14 Hình 4.1:Sơ đồ chịu lực dầm chịu uốn ngang phẳng 14 Hình 4.2 .16 Hình 4.3 .16 Hình 4.4 Mặt cắt hình chữ I 19 Hình 4.5: Biểu đồ ứng suât mặt cắt hình trịn 20 iii Chuyên đề tốt nghiệp Lê Viết Chiến Lớp: CKĐL-K52 PHẦN MỞ ĐẦU Ngày nay, khoa học công nghệ xã hội ngày tiến cách vượt bậc, máy móc ngày đại hóa Chính điều yêu cầu sinh viên sau trường cần có kiến thức vững máy móc Điều địi hỏi hệ thống sở vật chất thiết bị dạy học nhà trường phải phát triển để đào tạo sinh viên tốt Hiện sở vật chất thiết bị dạy học xem điều kiện quan trọng để thực nhiệm vụ Giáo dục - Đào tạo Sự phát triển nhanh chóng sở vật chất thiết bị dạy học tạo tiềm sư phạm to lớn cho trình học tập, giảng dạy thí nghiệm Các thí nghiệm góp phần khơng nhỏ vào việc hồn thiện sinh viên Thơng qua q trình thí nghiệm sinh viên hiểu rõ chất tượng, khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn sinh viên linh hoạt hiệu Trong dạy học mơn học kỹ thuật, thí nghiệm khơng có vai trị lớn việc tích cực hóa hoạt động nhận thức sinh viên, khơng góc độ cung cấp kiến thức, rèn luyện kỹ năng, thao tác, mà giúp sinh viên củng cố vận dụng kiến thức cách vững Trên thực tế, máy móc hoạt động, chi tiết bị uốn cắt điều tránh khỏi Vì việc đo đạc tính tốn mơ men uốn lực cắt chi tiết vô cần thiết việc thiết kế sửa chữa máy móc Xuất phát từ lý trên, em chọn đề tài :” Nghiên cứu sử dụng thiết bị đo lực cắt mô men uốn WP960 dạy học môn học kỹ thuật’’ để nghiên cứu viết chuyên đề tốt nghiệp hướng dẫn thầy giáo Thạc sỹ Đặng Đình Trình Chuyên đề tốt nghiệp Lê Viết Chiến Lớp: CKĐL-K52 PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THANH CHỊU UỐN Ta gọi chịu uốn có trục bị uốn cong tác dụng ngoại lực Những chịu uốn gọi dầm, dầm có trục thẳng gọi dầm thẳng, dầm có trục cong gọi dầm cong Trong thực tế ta gặp nhiều chi tiết chịu biến dạng uốn dầm cầu, xà nhà, khung máy,… Xét dầm thẳng AB, đầu ngàm đầu tự do, chịu tác dụng ngoại lực hình vẽ Ta nhận thấy tác dụng ngoại lực lực phân bố q, lực tập trung P mô men uốn M, dầm bị uốn cong cong mặt phẳng đối xứng yoz mặt phẳng chứa ngoại lực Hình 1.1: Mơ hình dầm chịu uốn Chun đề tốt nghiệp Lê Viết Chiến Lớp: CKĐL-K52 Những dầm chịu uốn thực tế thường có mặt cắt ngang hình đối xứng qua trục nên thường ta xét dầm thỏa mãn điều kiện sau: - Mặt cắt ngang dầm có trục đối xứng, dầm có mặt phẳng đối xứng mặt phẳng chứa trục dầm - Các ngoại lực tác dụng nằm mặt phẳng đối xứng dầm ngoại lực tác dụng vng góc với trục dầm - Kích thước ngang dầm nhỏ nhiều so với chiều dài dầm nên uốn dầm không bị ổn định hình dáng (nghĩa khơng xoắn bị uốn) Khi dầm chịu uốn thỏa mãn điều kiện tính chất đối xứng dầm tải trọng nằm mặt phẳng đối xứng Sự uốn gọi uốn ngang phẳng II NỘI LỰC KHI UỐN NGANG PHẲNG Các thành phần nội lực Xét dầm thẳng AB đặt hai gối đỡ Dầm chịu uốn ngang phẳng tải trọng q, P, M, tải trọng nằm mặt phẳng đối xứng yoz dầm Tại hai gối đỡ A B xuất hai phản lực theo phương thẳng đứng VA VB, hai phản lực nằm mặt phẳng đối xứng dầm Để xác định nội lực ta sử dụng phương pháp mặt cắt Xét mặt cắt ngang 1-1 cắt dầm làm hai phần, giữ phần bên trái để xét nội lực Trong trường hợp này, ngoại lực tác dụng nằm mặt phẳng đối xứng dầm, nên nội lực mặt cắt phải nằm mặt cắt Đây trường hợp tốn phẳng Vì vậy, nội lực tồn là: lực dọc N z, lực cắt Qy mô men uốn Mx Hơn dầm thẳng ngoại lực tác dụng ln vng góc với trục dầm nên thành phần lực dọc Nz không Chuyên đề tốt nghiệp Lê Viết Chiến Lớp: CKĐL-K52 Thật vậy, xét cân phần trái ta có: Z N z 0 Y Q y P V A 0 Q y V A P M 1 M x P.a V A z 0 M x V A z P.a Như uốn ngang phẳng mặt cắt ngang dầm thẳng tồn hai nội lực lực cắt Q mô men uốn M Nếu dầm uốn mặt phẳng yoz tồn hai nội lực lực cắt Qy mô men uốn Mx, dầm uốn mặt phẳng xoz tồn hai nội lực lực cắt Qx mô men uốn My Nếu ta xét phần phải nội lực mặt cắt thuộc phần phải có giá trị phần trái có chiều ngược lại Liên hệ vi phân mô men uốn M, lực cắt Q lực phân bố q Để phù hợp, người ta qui ước dấu lực phân bố q sau: lực phân bố q có chiều hướng lên xem dương, ngược lại xem âm Tổng quát để xét lien hệ vi phân M, Q, q ta dùng hai mặt cắt 1-1 2-2 cắt khỏi dầm thẳng đoạn có chiều dài dz chịu tác dụng lực phân bố q có qui luật Trên mặt cắt 1-1 có hai nội lực Q y Mx, mặt cắt 2-2 cách mặt cắt 1-1 khoảng dz có hai nội lực, giá trị nội lực mặt cắt (Q y + dQy) (Mx + dMx) Vì đoạn có chiều dài dz nhỏ nên xem lực phân bố qz lực phân bố Thiết lập phương trình cân cho đoạn xét, ta có: Y Q y q z dz (Q y dQ y ) 0 ; hay qz dQ y dz (1.1) Đạo hàm bậc lực ngang theo chiều dài cường độ lực phân bố q: Chuyên đề tốt nghiệp M 2 Q y dz q z Lê Viết Chiến Lớp: CKĐL-K52 dz ( M x dM x ) 0 ; Đơn giản biểu thức bỏ qua lượng vơ bé bậc cao tao có: Qy dM x dz (1.2) Đạo hàm bậc mô men uốn Mx theo chiều dài lực ngang Qy Từ (1.1) (1.2) ta suy quan hệ: d 2M x qz dz Đạo hàm bậc mô men uốn theo chiều dài cường độ lực phân bố qz Các biểu thức thể mối liên hệ vi phân M, Q q Liên hệ giúp vẽ biểu đồ lực ngang mô men uốn đồng thời kiểm tra tính đắn biểu đồ vẽ III UỐN THUẦN TÚY PHẲNG Khái niệm Ta gọi dầm chịu uốn túy phẳng mặt cắt ngang dầm có thành phần mơ men uốn nội lực nằm mặt phẳng quán tính trung tâm Biến dạng dầm uốn túy Ta xét thí nghiệm uốn túy mẫu thử cao su có mặt cắt ngang hình chữ nhật Trước cho mẫu thử chịu uốn, ta kẻ bề mặt mẫu thử đường thẳng song song với trục dầm cách gọi đường kẻ dọc, đường thẳng vng góc với trục cách gọi đường kẻ ngang, đường kẻ dọc đường kẻ ngang tạo thành lưới ô vuông hình vẽ (hình 3.1a) Cho mẫu thử chịu uốn túy cách tác dụng vào hai đầu hai mơ men uốn ngoại lực có giá trị nhau, chiều ngược nằm mặt Chuyên đề tốt nghiệp Lê Viết Chiến Lớp: CKĐL-K52 phẳng đối xứng yoz dầm Mặt phẳng yoz mặt phẳng tải trọng, trục y mặt cắt ngang đường tỉa trọng Mẫu thử có biến dạng hình vẽ (hình 3.1b) Hình 3.1: Mẫu thử trước sau biến dạng Ta có nhận xét: - Các đường kẻ dọc trở thành đường cong song song với trục dầm (trục dầm cong đi) - Các đường kẻ ngang đường thẳng vng góc với trục dầm - Lưới vng trở thành lưới chữ nhật Do tính chất liên tục vật liệu nên xem biến dạng bên giống bên Nhũng đường kẻ dọc đặc trưng cho thớ dọc đường kẻ ngang đặc trưng cho mặt cắt ngang Từ thí nghiệm ta rút giả thiết để làm sở tính tốn: - Giả thiết mặt cắt phẳng (do Becnuli đề năm 1705): Mặt cắt ngang trước biến dạng mặt phẳng vng góc với trục dầm sau biến dạng phẳng vng góc với trục dầm - Giả thiết thớ dọc: Trong trình biến dạng thớ dọc không ép lên không đẩy nhau, nghĩa khơng có lực tác dụng tương hỗ thớ dọc Ngồi hai giả thiết ta cịn phải thừa nhận giả thiết vật liệu làm việc giới hạn đàn hồi, tuân theo định luật Húc Quan sát biến dạng toàn sau uốn ta nhận thấy thớ phía co ngắn lại, thớ phía dãn dài (hình 3.1b) Do tính liên tục, từ Chuyên đề tốt nghiệp Lê Viết Chiến Lớp: CKĐL-K52 thớ co sang thớ giãn có thớ không co, không giãn mà bị cong đi, thớ gọi thớ trung hịa Các thớ trung hòa lập thành lớp gọi lớp thớ trung hịa, tính đối xứng dầm, lớp thớ trung hịa nằm vng góc với mặt phẳng tải trọng yoz Giao tuyến lớp thớ trung hòa với mặt cắt ngang gọi trục trung hịa Vì thớ phía co lại nên bề rộng mặt cắt phía phình ra, thớ phía dài nên bề rộng mặt cắt phía co hẹp lại Do trục trung hịa đường cong Thực tế chuyển vị điểm mặt cắt nhỏ, nên người ta thường coi mặt cắt sau biến dạng khơng thay đổi hình dáng, nghĩa hình chữ nhật Đường trung hịa đường thẳng vng góc với đường tải trọng Qua phân tích ta thấy chất uốn túy phẳng sụ quay mặt cắt ngang quanh trục trung hòa Dùng hai mặt cắt ngang 1-1 2-2 cắt đoạn dầm có chiều dài dz để xét (hình 3.1) Sau biến dạng hai mặt cắt tạo với góc d , gọi bán kính cong lớp trung hịa Đoạn dầm hình vẽ (hình 3.2) ... III UỐN THUẦN TÚY PHẲNG .5 Khái niệm Biến dạng dầm uốn túy .5 Ứng suất uốn túy .8 IV UỐN NGANG PHẲNG 14 Khái niệm 14 Xác định ứng suất... Viết Chiến Lớp: CKĐL-K52 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THANH CHỊU UỐN II NỘI LỰC KHI UỐN NGANG PHẲNG Các thành phần nội lực ... Đặng Đình Trình Chuyên đề tốt nghiệp Lê Viết Chiến Lớp: CKĐL-K52 PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THANH CHỊU UỐN Ta gọi chịu uốn có trục bị uốn cong tác dụng ngoại lực Những chịu uốn
