sbvl1 - ch0 - mo dau (2012)

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)

http://slidepdf.com/reader/full/sbvl1-ch0-mo-dau-2012 1/66

SỨ C BỀN

VẬT LIỆU

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


Chương trình môn học Sức bền V

Chươ ng 0: Nhữ ng khái niệm chung

0.1. Nhiệm vụ và đối tượ ng nghiên cứu của môn học

0.2 . Nội lực – ứng suất – Biến dạng – Chuyển vị 0.3. Các giả thiết trong môn học SBVL - Nguyên lý đ

Chươ ng 1: Nội lự c trong bài toán thanh

1.1. Khái niệm về nội lực.

1.2. Cách xác định nội lực trong bài toán phẳng - Phư

1.3. Các phươ ng pháp vẽ biểu đồ nội lực.

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



Chươ ng 2: Thanh chịu kéo (nén) đúng tâm

2.1. Khái niệm.

2.2. Ứ ng suất, biến dạng và chuyển vị của thanh chịu

đúng tâm

2.3. Các đặc tr ưng cơ học của vật liệu.

2.4. Điều kiện bền, điều kiện cứng, ba bài toán cơ bản.

2.5. Bài toán siêu t ĩ nh

2.6. *Một số hiện tượ ng phát sinh trong vật liệu khi ch

Chươ ng 3: Trạng thái ứ ng suất và thuyết bền

3.1. Khái niệm về tr ạng thái ứng suất tại một điểm

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



Chươ ng 4: Đặc trư ng hình học của mặt cắt ngang 4.1. Khái niệm chung.

4.2. Mômen quán tính khi chuyển tr ục song song

4.3. Mômen quán tính khi xoay tr ục. 4.4. Cách xác định hệ tr ục và các mômen QTCTT

Chươ ng 5: Thanh thẳng chịu uốn phẳng

5.1. Khái niệm chung 5.2. Thanh thẳng chịu uốn thuần túy

5.3. Thanh thẳng chịu uốn ngang phẳng

Chươ ng 6: Chuyển vị dầm chịu uốn 6 1 Ch ể ị ủ dầ hị ố Độ õ ó

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


University of Architechture

Tài liệu tham khảo chính

• Söùc beàn vaät lieäu - PGS.TS ÑoãKieán Quoác

• Söùc beàn vaät lieäu - Phaïm Ngoïc Khaùnh

• Baøi taäp söùc beàn vaät lieäu - Buøi Troïng Löïu• Mechanics of Materials – Ferdinand Beer

– E. Rusell Johnston – Jr. John DeWolf

Trang web tham khaûo: http://emweb.unl.edu/NEGAHBAN/Em325/intro.html

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



Chƣơng mở đầu

1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứucủa môn học

2. Phân loại vật thể nghiên cứu theo

hình dạng3. Ngoại lực - Phản lực và liên kết

4. Khái niệm về chuyển vị và biến dạng

5. Nội lực - PP mặt cắt - Ứng suất

6. Các giả thiết của môn học

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)

http://slidepdf.com/reader/full/sbvl1-ch0-mo-dau-2012 7/66University of Architechture

1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học

1a. Sức bền Vật liệu - môn cơ sở kỹ thuật: – Sức bền vật liệu là môn học nghiên

cứu sự chịu lực của vật liệu để đề ra

các phương pháp tính toán, thiết kếcác chi tiết máy, các bộ phận công

trình dưới tác dụng của ngoại lực

nhằm thoả mãn các yêu cầu đặt ra vềđộ bền, độ cứng và ổn định

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



• Đảm bảo độ bền: – Các chi tiết máy hay các bộ phận

công trình làm việc bền vững, lâu

dài: không bị vỡ, nứt,...

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



• Đảm bảo độ cứng – Những thay đổi về kích thước hình

học của các chi tiết máy hay bộ

phận

công trình không vượt quágiá trị bieán daïng, chuyeån vòcho phép.

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


• Đảm bảo điều kiện ổn định – Dưới tác dụng của ngoại lực, các

chi tiết máy hay bộ phận công trìnhbảo toàn được trạng thái cân bằngban đầu


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


KINH TẾ >< KỸ THUẬT

???

PHÁT TRIỂN MÔN HỌC

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


GIÁO DỤC ĐẠI CƢƠNG

(29%)

KIẾN THỨCCƠ SỞ NGÀNH

(34%)

KIẾN THỨC NGÀNHVÀ CHUYÊN NGÀNH

(37%)

TOÁN

VẬT LÝ

CƠ HỌC

CƠ SỞSỨC BỀNVẬT LIỆU

KC NHÀ BTCT

KT THI CÔNG

...

...

...


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


CƠ HỌC

Cơ học vật rắntuyệt đối

Tĩnh học Động lực học

Cơ học vật rắnbiến dạng

Cơ học thủy - khí

Không nén được Nén được


SỨC BỀN

VẬT LIỆU

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


1.Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu c

CƠ LÝ THUYẾT

CƠ HỌCV ẬT R ẮN

TUYỆT ĐỐI CƠ LƯU CH ẤT

CƠ HỌC VR SỨC BỀN VẬT LIỆU

CƠ HỌC

CƠ HỌC KẾT C ẤU

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


(2) Động học: ∑F = ma

(1) Phương trình cân bằng

∑ F x = 0; ∑ F y = 0; ∑ F z = 0;∑Mx= 0; ∑My= 0; ∑Mz= 0

Vật rắn tuyệt đối

• Cơ học cơ sở

Vật rắn biến dạng

• Sức bền vật liệu

(1) Phương trình cân bằng

∑ F x = 0; ∑ F y = 0; ∑ F z = 0;

∑Mx= 0; ∑My= 0; ∑Mz= 0

(2) Quan hệ ứng suất - biến dạng:

s = Ee


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


2. Phân loại vật thể nghiên cứu theo hình dạng

• Vật thể hình khối:Có kích thước theo ba phương cùng lớntương đương nhau.

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Vật thể hình tấm và vỏ:

Có kích thước theo hai phương rất lớnso với phương thứ ba

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Vật thể hình thanh:

Có kích thước theo một phương rất lớnso với hai phương còn lại

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Phân loại thanh theo hình dạng trục thanh:

– Thanh thẳng

– Thanh cong

– Thanh không gian

• Phân loại thanh theo hình dạng mặt cắt

ngang – Thanh tròn, chữ nhật, vuông,..

– Thanh đặc, rỗng,...

– Thanh tiết diện thay đổi, không đổi,..

Thanh: là chi tiết đơn giản và phổ biến nhất Đối tượng nghiên cứu của môn học SBVL

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



3. Ngoại lực - Phản lực và liên kết

3a. Ngoại lực – Là những lực tác dụng của môitrường bên ngoài hay của vật thểkhác lên vật thể đang xét

Ví dụ: sức gió, áp lực nước, lựccăng dây đai lên trục truyềnđộng,trọng lực,...

• Ngoại lực

Phản lực

Tải trọng

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Tải trọng:Là những lực chủ động, biết trước,được lấy theo các qui định, tiêu

chuẩn (TCVN 2737-1995).• Phản lực :

Là những lực thụ động, phát sinh

tại vị trí liên kết vật thể đang xétvới vật thể khác

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Phân loại ngoại lực: theo tính

phân bố – Lực phân bố thể tích: g [N/m3]

– Lực phân bố bề mặt: p [N/m2]

– Lực phân bố chiều dài: q [N/m] – Lực tập trung: [N]

• Phân loại tải trọng: theo tính chấttác động

– Tải trọng tĩnh – Tải trọng động

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



3. Ngoại lực - Phản lực và liên kết (tiếp)

3b. Liên kết - Phản lực liên kết – Các vật thể bị ràng buộc với nhauhoặc với đất bởi các liên kết. Thôngqua liên kết các vật thể có tác dụng lựcvà phản lực với nhau hoặc với đất =>Lực liên kết

– Giới hạn: Bài toán phẳng – thanh có ba bậc

tự do ≈ 3 khả năng chuyển động, liên kếtngăn cản chuyển động theo phương nào thìcó phản lực liên kết theo phương đó

– Ba loại liên kết thường gặp:

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




Liên kết gối tựa di động (liên kết đơn)

Cho phép thanh quay quanh một khớp và có thể di động theo một phương nào

đó

A

AV

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



Liên kết gối tựa di động (liên kết đơn)

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




Liên kết gối tựa cố định (khớp)Chỉ cho phép thanh quay quanh một khớp,

ngăn cản mọi chuyển động tịnh tiến

A

AV

AH

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



Liên kết gối tựa cố định (khớp)

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Liên kết ngàm (hàn)Ngăn cản mọi khả năng chuyển động

A

AV

AH

AM

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



Liên kết ngàm (hàn)

ầ

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



Khớp cầu (3D)

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



Ngàm (3D)

ế ầ

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



Các liên kết cơ bản của dầm

ế ầ

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




ế ầ

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




ế

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Cách xác định phản lực – Coi thanh như vật rắn tuyệt đối, xét sự

cân bằng của thanh dưới tác dụng củatải trọng và phản lực

– Các dạng điều kiện cân bằng tĩnh học :• X = 0, Y = 0; MC = 0 ; x ∦ y, C bÊt kú

• U = 0, MA = 0, MB = 0 ; AB u

• MA = 0, MB = 0, MC = 0 ; A, B, Ckhông thẳng hàng.

• Bài tập ví dụ

ề ể ế

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



4. Khái niệm về chuyển vị, biến dạng

• Bộ phận công trình, chi tiết máy: vật rắnthực =>dưới tác dụng ngoại lực => Hìnhdạng, kích thước thay đổi

• Biến dạng – Sự thay đổi hình dạng, kích thước của vật thể

dưới tác dụng của ngoại lực

• Chuyển vị

– Sự thay đổi vi trí của điểm vật chất thuộc vật thể dưới tác dụng của ngoại lực

ắ ế

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



Vật rắn biến dạng

A

B

ề ể ế

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




A

B

j

a. Chuyển vị

AA’, BB’ - chuyển vị dài

j - chuyển vị góc

ề ể ế

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Biến dạng dài

• Biến dạng góc

• Biến dạng thể tích

• Biến dạng đàn hồi

• Biến dạng dẻo (dư)• Biến dạng nhớt

B

I

ẾN

D

ẠNG

Hình thức

Tính chất

b. Biến dạng

ề ể ế

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Biến dạng dài: Sự thay đổi chiều dài• Biến dạng góc: Sự thay đổi góc vuông

• Biến dạng thể tích: Sự thay đổi thể tích

• Biến dạng đàn hồi: mất đi khi loại bỏnguyên nhân gây biến dạng• Biến dạng dẻo (dư): không mất đi khi

loại bỏ nguyên nhân gây biến dạng• Biến dạng nhớt: không xảy ra tức thời

mà biến đổi theo thời gian

5 Nội l PP ặt ắt Ứ ất

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



5. Nội lực. PP mặt cắt. Ứng suất

5.1. Nội lực:

• Lực tương tác: – Lực tương hỗ giữa các phần tử vật chất

của vật thể nhằm giữ vật thể có hìnhdạng nhất định

• Khi có tác dụng ngoại lực => biếndạng => lực tương tác thay đổi

• Nội lực – Lượng thay đổi lực tương tác giữa các

phần tử vật chất của vật thể khi chịu tácdụng của ngoại lực


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




5.2. PP mặt cắt

• Xét vật thể hình dạngbất kỳ chịu tác dụngcủa ngoại lực (F1, F2,F3, F4) => Biến dạng

=> Nội lực• Để nghiên cứu nộilực => PHƢƠNGPHÁP MẶT CẮT

• Cắt vật thể bởi mặt cắtbất kỳ chia vật thể làm2 phần


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Vật thể ở trạng thái cânbằng => mỗi phần thoảmãn điều kiện cân bằng

• Phần dưới cân bằng: Ngoại lực

Nội lực do phần trên tác

dụng vào phần dưới

Nội lực


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Nội lực:

phân bố bề mặt

qui luật phân bố?Xác định được hợp

lực


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




D A – phân tố diện tích mặtcắt chứa điểm K

DF- hợp lực nội lực trên D A

DF D N – pháp tuyến

D Q - tiếp tuyến

5.3. Ứng suất tại điểm K

5 Nội lực PP mặt cắt Ứng suất

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




Xét mặt cắt vuông góc trục z

Ứng suất pháp

z s

Phương pháp tuyếncủa mặt cắt

,

zx zy

Phương ứng suất tiếp

Phương pháp tuyếncủa mặt cắt


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




5.4. Noäi lực – Các tp ứng

lực trên mcn của thanh

• Ứng lực R: Hợp lực nội lựctrên mặt cắt ngang

• R: phương, chiều, điểm đặtbất kỳ => dời về trọng tâm O

Nz – lực dọc

Qx, Qy - lực cắt

Mx, My – mô men uốn Mz –mô men xoắn

6 noäi löïc

y

z

x

K

O

R

y

z

xMx

My

Mz Qx

NZ

Qy


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




5.5. Quan hệ ứng suất và các thành phần

noäi lực trên mặt cắt ngang

x zx

A

Q dA

z zy zx

A M x y dA

z z

A

N dAs

y zy

AQ dA

y z

A

M x dAs

x z

A

M y dAs

y

z

x

sz

zx

zy

x

ydA

6 Các dạng chịu lực cơ bản

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



6. Các dạng chịu lực cơ bản

UốnKéo (Nén) Xoắn Cắt

7 Cá iả thiết ủ ô h

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Giả thiết 1: Vật liệu có cấu tạo vật chất

liên tục, đồng nhất và đẳng hướng.

Thép

Vi mô: không liên tụcVĩ mô: liên tục

Thép（0.2C%）

Vi mô: không đồng nhấtVĩ mô: đồng nhất

Vi mô: dị hướngVĩ mô: đẳng hướng

7 Các giả thiết của môn học

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Giả thiết 2: Ứng xử cơ học của vậtliệu tuân theo định luật Hooke (quan

hệ nội lực – biến dạng là bậc nhấtthuần nhất)

• Giả thiết 3: Tính đàn hồi của vật liệulà đàn hồi tuyệt đối. Biến dạng vậtthể được xem là bé

7 Các giả thiết của môn học

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




• Định luật Hooke – Độ giãn dài của lò xo tỉ lệ

thuận với lực tác dụng

– Lò xo sẽ quay về vị trí cũ khiloại bỏ lực tác dụng cho đếnkhi vượt qua giới hạn đàn hồi

ROBERT HOOKE (1635-1703

Đị h l ật H k

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



Định luật Hooke

F = k x

Độ cứng lò xo[N/m]


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




Trong giới hạn đàn hồi, quan hệ ứng suất pháp - biến dạngdài tỉ đối là bậc nhất thuần nhất

s = E e

E – mô đun đàn hồi kéo (nén) của vật liệu

Định luật Hooke với ứng suất tiếp

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



Định luật Hooke với ứng suất tiếp

Trong giới hạn đàn hồi, quan hệ ứng suất tiếp - biến dạnggóc là bậc nhất thuần nhất

= G g

E – mô đun đàn hồi trượt của vật liệu


7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)




s = E e = G g

Mô đun đàn hồikéo (nén)

Biến dạng dàitỉ đối

Mô đun đàn hồitrượt

Biến dạng góc

8 Nguyên lý độc lập tác dụng

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



8. Nguyên lý độc lập tác dụng

• Nguyên lý:

Ứng suất, biến dạng hay chuyển vịdo một hệ ngoại lực gây ra sẽ bằngtổng các đại lượng do từng thành

phần ngoại lực gây ra riêng rẽ

• Điều kiện áp dụng

– Vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi – Biến dạng bé

8 Nguyên lý độc lập tác dụng

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



+

8. Nguyên lý độc lập tác dụng

Á Ấ Ề Ê Ầ Ắ

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


CÁC V ẤN ĐỀ SINH VIÊN C ẦN N ẮM

• Phân biệt được các gối di động, cố địn

• Các dạng chịu lực cơ bản trong bài toá

• Các dạng biến dạng thường gặp

• Phân biệt khái niệm biến dạng và chu

• Nội lực – Các thành phần nội lực – Cá

• Ứng suất – Các thành phần ứng suất

7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)



7/30/2019 Sbvl1 - Ch0 - Mo Dau (2012)


Thank you for attention

sbvl1 - ch0 - mo dau (2012)

Documents