Ths NGUYỄN DANH TRƯỜNG BÀI GIẢNG SỨC BỀN VẬT LIỆU HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 SỨC BỀN VẬT LIỆU Đánh giá kết thúc học phần: -Điểm trình thi kỳ ( tuần 7,8) + chuyên cần -Cuối kỳ thi viết ( tập) - ME3040 (hệ số 4:6), tín chỉ, 2(2-0-1-4), TCHP 3,5 - ME3041 (hệ số 3:7), tín chỉ, 3(3-0-1-6), TCHP 4,5 - ME3050 (hệ số 3:7), tín chỉ, 2(2-0-1-4), TCHP 3,5 - ME3190 (hệ số 3:7), tín chỉ, 2(2-0-0-4), TCHP 2,0 - ME3191 (hệ số 3:7), tín chỉ, 3(3-1-0-6), TCHP 4,0 Giáo trình tham khảo: - Bài giảng Sức bền vật liệu – Tác giả: Nguyễn Danh Trường - Sức bền vật liệu – Tác giả: Thái Thế Hùng - Sức bền vật liệu tập 1,2 – Tác giả: Lê Quang Minh - N.V Vượng -BT Sức bền vật liệu – Nhóm tác giả, Thái Thế Hùng chủ biên HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 CÁC KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 0.1 Nhiệm vụ mơn học Sức bền vật liệu khoa học tính toán kỹ thuật độ bền, độ cứng, độ ổn định chi tiết máy, kết cấu, cơng trình - Độ bền: khả kết cấu chịu tải trọng định mà không bị phá hỏng thời gian gọi tuổi thọ kết cấu - Độ cứng: khả kết cấu chống lại tác động lực tác dụng mặt biến dạng Đủ độ cứng tức biến dạng kết cấu nằm giới hạn cho phép - Độ ổn định: khả kết cấu bảo toàn trạng thái cân ban đầu chịu tác dụng lực Nhiệm vụ môn học nhằm đưa tính tốn tối ưu đảm bảo kết cấu chịu lực đủ bền, đủ cứng, ổn định với chi phí thấp HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 CÁC KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU 0.2 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu môn học kết cấu làm từ vật liệu thực như: sắt, thép, gang, gỗ, bê tông cốt thép, … gọi vật rắn thực Trong trình chịu lực, vật rắn thực bị biến dạng mơn SBVL có xét đến biến dạng Chú ý: Trong học lý thuyết đối tượng nghiêm cứu vật rắn tuyệt đối, không xét tới biến dạng, mà quan tâm chuyển động, cân HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 CÁC KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU 0.3 Phương pháp nghiên cứu - Lý thuyết kết hợp với thực nghiệm - Mơ hình hóa: thành chi tiết khối, tấm, Giới hạn môn học ta qtâm chủ yếu tới chi tiết dạng Định nghĩa thanh: Cho hình phẳng F có tâm O đường (d) có độ dài lớn nhiều kích thước hình F Để hình F dịch chuyển dao cho tâm O trượt (d) mặt phẳng (F) ln vng góc với tiếp tuyến (d) O Hình phẳng F quét lên gọi (d) gọi trục Hình phẳng F gọi tiết diện ( mặt cắt ngang) Thanh thường đc biểu diễn đường trục HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 CÁC KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU 0.4 Các giả thuyết vật liệu - Vật liệu có tính liên tục, đồng đẳng hướng Cho phép ta xét phân tố để suy rộng cho vật thể - Vật liệu có tính đàn hồi tuyệt đối Tức sau ngừng lực tác dụng, vật thể trở nguyên trạng thái ban đầu - Biến dạng vật thể coi bé so kích thước Tức ta coi điểm đặt lực trước sau biến dạng ko đổi “Nguyên lý độc lập tác dụng” Một vật thể chịu tác dụng nhiều lực đại lượng (ứng suất, biến dạng,…) tổng đại lượng lực tác dụng gây HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 CÁC KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU 0.5 Khái niệm chuyển vị biến dạng Xét vật thể (T) chịu lực: Xét điểm A thuộc (T) Sau vật thể chịu lực, A  A’, độ dài AA’ gọi chuyển vị dài -Xét đoạn thẳng AB thuộc (T) Sau vật thể chịu lực, AB  A’B’, góc tạo (AB,A’B’) gọi chuyển vị góc - Độ thay đổi A’B’ – AB gọi biến dạng dài  AB  A ' B ' AB gọi biến dạng dài tỷ đối theo phương AB AB -Xét thêm điểm C cho góc ABC vng A, biến dạng hiệu hai góc A’B’C’-ABC gọi biến dạng góc ɣ HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 CÁC KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU Ths NGUYỄN DANH TRƯỜNG Chương LÝ THUYẾT NGOẠI LỰC & NỘI LỰC HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 1.1 Khái niệm ngoại lực - Lực đại lực véc tơ có phương, chiều, độ lớn điểm đặt - Nếu thông số thay đổi theo thời gian ta có lực động, trái lại ta có lực tĩnh - Các lực mơi trường bên (tải trọng) hay vật thể khác tác động lên vật thể xét (lực liên kết) gọi ngoại lực Phân loại: - Lực tập trung (P) lực tác dụng lên vật thể điểm Đơn vị (N) - Lực phân bố (q) lực tác dụng lên vật thể diện tích đủ lớn Đơn vị (N/m2) Trong toán phẳng ta xét lực phân bố theo chiều dài, đơn vị N/m - Mô men tập trung (M) mômen tác dụng lên vật thể điểm Đơn vị (Nm) HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 10 1.9 Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực theo nhận xét Ví dụ 5: =14kN 14kN= 14 (kN) (kN) (kN) 14 (kN) 14 (kN) 16 (kNm) 18(kNm) 14(kNm) HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 43 1.9 Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực theo nhận xét Ví dụ 5: Kết phương pháp vẽ nhanh theo nhận xét phương pháp mặt cắt hoàn toàn giống HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 44 1.9 Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực theo nhận xét Ví dụ 6: YA *) Xác định phản lực liên kết : YA=13,2 (kN) YB=8,4 (kN) YB 13,2 (kN) 0,5m 1,1m 2,4 (kN) (kN) 5,76(kNm) 3,84(kNm) 7,26(kNm) HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 45 1.9 Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực theo nhận xét Ví dụ 7: YA *) Xác định phản lực liên kết : YB 0,5m (kN) 1,5m YA= (kN) YB= 10 (kN) 10 (kN) (kN) 4(kNm) 12(kNm) 4,5(kNm) 16(kNm) HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 46 1.9 Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực theo nhận xét Ví dụ 8: 4,6 (kN) Ta vẽ từ đầu tự vào Hoặc tính phản lực liên kết, vẽ từ đầu trái  phải 6,24 (kNm) 4,6 (kN) kN 1,6 (kN) 6,24 (kNm) 2,56 (kNm) 1,28 (kNm) HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 47 1.9 Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực theo nhận xét Ví dụ 9: Vẽ biểu đồ mômen dầm tĩnh định nhiều nhịp Pk Pk=? HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 48 1.9 Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực theo nhận xét Ví dụ 9: Vẽ biểu đồ mômen dầm tĩnh định nhiều nhịp Pk=1,5kN Pk 4,5kN 1,5kN 1,5kN 1,5kN 6kNm 1,5kNm 0,75kNm HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 49 1.9 Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực theo nhận xét Ví dụ 9: Vẽ biểu đồ mômen dầm tĩnh định nhiều nhịp 5,5kN 1,5kN 7kNm HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 50 BÀI TẬP: Vẽ biểu đồ nội lực lực cắt mômen HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 51 BÀI TẬP: Vẽ biểu đồ nội lực lực cắt mômen L/b=? Để mômen dầm =0 Gợi ý: Tính mơ men dầm theo b, L cho HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 52 BÀI TẬP: Vẽ biểu đồ nội lực lực cắt mômen a=? Để mômen đạt Gợi ý: Tìm phản lực A, B: Y A =Y B = qL Ta tìm giá trị MA=MB, MC Nhận thấy, a giảm MA,MB MA MB MC tăng MC giảm, Mmax dầm đạt khi: MA=MB=MC HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 53 BÀI TẬP: Vẽ biểu đồ nội lực lực cắt mômen - x=? Để lực cắt max? C D -x=? Để mômen max? (P=10kN, d=2.4m,L=12m) Gợi ý: - Qmax đoạn AC BD Qmax đặt giá trị max bánh xe D gần đầu B (D sát B, không trùng với B) -Mmax đạt C D, tìm hàm MC MD Mmax=max {maxMC ; maxMD} KQ: x=4m Mmax=78,4 kNm HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 54 Tổng kết chương -Tất lực tác động bên lên vật thể xét( thanh, dầm, trục) gọi ngoại lực ( tải trọng lực liên kết) - Lực liên kết tìm thơng qua phương trình cân vật xét - Nội lực xuất lịng vật thể, nói cách khác nhắc tới nội lực phải nhắc tới mặt cắt xuất - Việc vẽ biểu đồ nội lực thông qua phương pháp mặt cắt ngang vẽ nhanh sau tìm phản lực liên kết HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 55 …Without studying HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 Ths.NguyÔn Danh Trêng 56 Thank you for your attention ! HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY - HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 10/15/20 Ths.NguyÔn Danh Trêng 57 ... khảo: - Bài giảng Sức bền vật liệu – Tác giả: Nguyễn Danh Trường - Sức bền vật liệu – Tác giả: Thái Thế Hùng - Sức bền vật liệu tập 1, 2 – Tác giả: Lê Quang Minh - N.V Vượng -BT Sức bền vật liệu. .. TECHNOLOGY 10 /15 /20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 42 1. 9 Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực theo nhận xét Ví dụ 5: =14 kN 14 kN= 14 (kN) (kN) (kN) 14 (kN) 14 (kN) 16 (kNm) 18 (kNm) 14 (kNm) HANOI... SCIENCE AND TECHNOLOGY 10 /15 /20 LÝ THUYẾT VỀ NGOẠI LỰC & NỘI LỰC 25 1. 7 Biểu đồ nội lực 80 (kN) 220-20z (kN) 14 0 (kN) 12 0 (kN) 2m 14 0kN 50 (kN) 5m A 14 0kN (Nz) C 70 (kN) 3m D B Nz1 =14 0 (kN) 80kN 20kN/m