zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Bài giảng Cơ học kỹ thuật (Phần Tĩnh học): Chương 1 - Nguyễn Quang Hoàng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Báo xấu

12
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cơ học kỹ thuật (Phần Tĩnh học): Chương 1 - Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học" được biên soạn với các nội dung chính sau: Mở đầu về tĩnh học; Các khái niệm cơ bản của tĩnh học; Hệ tiên đề tĩnh học; Liên kết - lực liên kết - Nguyên lý cắt; Các bài toán cơ bản của tĩnh học. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ học kỹ thuật (Phần Tĩnh học): Chương 1 - Nguyễn Quang Hoàng

Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học Cơ học kỹ thuật: TĨNH HỌC 1 Chương Engineering Mechanics: STATICS Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học Nguyễn Quang Hoàng Bộ môn Cơ học ứng dụng Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -2- Nội dung 1. Mở đầu về tĩnh học • Nội dung, vai trò và phương pháp nghiên cứu 2. Các khái niệm cơ bản của tĩnh học • Lực, Vật rắn tuyệt đối, Cân bằng • Các định nghĩa qui ước 3. Hệ tiên đề tĩnh học • Một số hệ quả 4. Liên kết – lực liên kết – Nguyên lý cắt 5. Các bài toán cơ bản của tĩnh học Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -3- 1. Mở đầu về tĩnh học vật rắn  Tĩnh học vật rắn (Tĩnh học) là phần thứ nhất của giáo trình Cơ học kỹ thuật, đề cập tới lý thuyết về hệ lực và sự cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của các lực. • Nội dung của phần Tĩnh học bao gồm: - Xây dựng các khái niệm cơ bản - Lý thuyết về thu gọn hệ lực - Tìm điều kiện cân bằng của một vật rắn và hệ nhiều vật rắn - Xác định phản lực liên kết, nội lực ở các mặt cắt của vật rắn. • Phương pháp nghiên cứu Tĩnh học: phương pháp tiên đề và phương pháp mô hình. Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME 1
Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -4- 1. Mở đầu về tĩnh học vật rắn • Vai trò của tĩnh học: • Cung cấp kiến thức cơ sở để học cho người kỹ sư tương lai để giải quyết một số bài toán thiết kế đơn giản. • Cung cấp kiến thức cơ sở cho các môn học khác (sức bền vật liệu, cơ học kết cấu, chi tiết máy,..) • Cung cấp cơ sở cho phần động lực học, A D A  C B a) b) A a b P P Q Lực căng trong dây CD? Mô men uốn tại ngàm A? Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -5- 1. Mở đầu về tĩnh học vật rắn Mô hình cần cẩu Mô hình cơ cấu cắt b c  D C B Q C  O A F P W E A B a Tải trọng cực đại Wmax để hệ Lực cắt tại mũi E? không bị lật? Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -6- 1. Mở đầu về tĩnh học vật rắn / Phương pháp tiên đề Quan sát thực tiễn Xây dựng hệ tiên đề Suy diễn hình thành các định lý Áp dụng triển khai Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME 2
Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -7- 1. Mở đầu về tĩnh học vật rắn / Phương pháp xây dựng mô hình Hệ thực Đối tượng khảo sát Mô hình cơ học Đo đạc trên đối tượng Mô hình toán (các phương trình mô tả) Xử lý số liệu đo Tính toán trên mô hình toán Kết quả đo Kết quả tính toán Chưa tốt So sánh Lấy mô hình cơ học sử Tốt Rà soát lại các bước trên: dụng cho các tính toán mô hình cơ học, mô hình toán, thiết kế khác: thay đổi thuật toán, lập trình tính toán thông số, tối ưu, … đo đạc và xử lý số liệu Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -8- 2. Các khái niệm cơ bản và một số định nghĩa Ba khái niệm cơ bản của Tĩnh học là Lực, Vật rắn tuyệt đối và Cân bằng Định nghĩa. Trong cơ học, lực là một đại lượng Đường tác vật lý mà có thể so sánh cân bằng với tác dụng dụng của trọng lực.  Lực còn được định nghĩa là tương tác giữa các F  vật thể mà kết quả của nó gây nên sự biến đổi G trạng thái của vật chịu lực như biến dạng hay chuyển động cơ học của vật thể mà cân bằng chỉ là trường hợp riêng. Quan sát tác dụng của lực Lực là đại lượng véc A F A F tơ (phương chiều, B độ lớn và điểm đặt) C F F  F [N, kN, mN, ..] Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -9- 2. Các khái niệm cơ bản và một số định nghĩa Vật rắn tuyệt đối Một vật được gọi là rắn tuyệt đối nếu nó không bị biến dạng dưới tác dụng của lực; tức khoảng cách giữa hai điểm khác nhau trên vật luôn luôn không thay đổi. Vật rắn = vật rắn tuyệt đối vật biến dạng F F A1 f f A2 vật rắn F F A1 f f A2 Vật biến dạng và vật rắn tuyệt đối chịu lực Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME 3
Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -10- 2. Các khái niệm cơ bản và một số định nghĩa Cân bằng của vật rắn • Một vật rắn được gọi là cân bằng nếu nó đứng yên (không thay đổi vị trí) so với một hệ quy chiếu đã chọn. - Hệ quy chiếu: Vật được chọn làm mốc để theo dõi chuyển động của vật thể. - Vật đứng yên so với hệ quy chiếu cố định: Cân bằng tĩnh. Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -11- 2. Các khái niệm cơ bản / Một số khái niệm khác  • Hệ lực: Tập hợp các lực tác dụng lên một vật rắn Fn      F2  F1 , F2 ,..., Fk ,..., Fn . • Hai hệ lực tương đương nếu có cùng tác dụng cơ học như nhau đối với vật rắn         Fk F1    F1 , F2 ,..., Fn  G1 , G 2 ,..., G m .  • Hợp lực của hệ lực là một lực tương đương với hệ lực đó       R  F1 , F2 ,..., Fn .  F2 • Hệ lực cân bằng không làm thay đổi trạng thái cơ học (đứng yên, chuyển động) của vật rắn tự     F1 do  F1 , F2 ,..., Fn  0.    • Ngẫu lực là một hệ gồm hai lực song song,   F1   F2 ngược chiều và có cùng độ lớn F1 , F2 . Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -12- 2. Các khái niệm cơ bản / Một số khái niệm khác  Lực tập trung: Lực tác dụng tại một điểm trên vật thể (đây là sự lý tưởng hóa). Chúng ta có thể biểu diễn một tải trọng bởi một lực tập trung, với điều kiện diện tích mà tải tác dụng là rất nhỏ so với kích thước vật thể.  Lực phân bố: Thể hiện cho tác dụng của một tải trên một đường, diện tích hoặc thể tích trên vật thể.  Trọng lực hay trọng lượng: Là lực do Trái đất tác dụng lên vật thể tuân theo định luật hấp dẫn. Distributed Concentrated force force 1 kg F A B 9.81N Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME 4
Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -13- 2. Các khái niệm cơ bản / Một số khái niệm khác • Vật rắn tự do là vật rắn có thể thực hiện mọi di chuyển bé từ vị trí đang xét sang vị trí lân cận của nó một cách tùy ý. • Vật rắn chịu liên kết có ít nhất một di chuyển nào đó bị cản trở. • Cân bằng của hệ nhiều vật rắn: Một hệ nhiều vật rắn được gọi là cân bằng nếu mỗi vật rắn thuộc hệ cân bằng. 5 F 3 IV P 4 V III II 6 1 I 2 A B Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -14- 3. Hệ tiên đề tĩnh học Tiên đề 1 (Tiên đề về sự cân bằng của vật rắn) F1 F2 Điều kiện cần và đủ để cho một vật rắn tự do cân bằng dưới tác dụng của hai lực là hai lực này có chung một đường tác dụng, cùng độ lớn và ngược chiều nhau. F1 F2 Ý nghĩa: Quy định một tiêu chuẩn cân bằng của vật rắn tự do dưới tác dụng của hệ lực đơn giản nhất. F3 F2 Tiên đề 2 (tiên đề về thêm vào hoặc bớt đi một cặp lực cân bằng) Tác dụng của một hệ lực lên vật rắn tự do F1 không thay đổi nếu ta thêm vào hoặc bớt đi một F3 cặp lực cân bằng. F2 Ý nghĩa: Quy định một phép biến đổi tương đương cơ bản về lực. F4 F5 F1 Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -15- 3. Hệ tiên đề tĩnh học Tiên đề 3 (Tiên đề hình bình hành lực) Hai lực đặt vào cùng một điểm thì có hợp lực đặt tại điểm đồng quy đó và được xác định F2 FR bằng đường chéo của hình bình hành mà hai cạnh là hai lực thành phần đã cho. F1 Ý nghĩa: Quy định một phép biến đổi tương đương cơ bản về lực. Tiên đề 4 (Tiên đề tác dụng và phản tác dụng) Force of A Force of B on B on A Lực tác dụng tương hỗ giữa hai vật thể là hai lực có chung một đường tác dụng, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều nhau. Body A Body B Ý nghĩa: Là cơ sở để khảo sát bài toán hệ nhiều vật Action = reaction rắn. Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME 5
Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -16- 3. Hệ tiên đề tĩnh học Tiên đề 5 (Tiên đề hóa rắn) Một vật biến dạng tự do ở trạng thái cân bằng dưới F F tác dụng của một hệ lực nếu rắn lại, nó vẫn ở trạng thái cân bằng dưới tác dụng của hệ lực đó. Flexible body F F Ý nghĩa: Qui định điều kiện cần để vật thể biến dạng ở cân bằng (hệ lực tác dụng lên nó phải thỏa mãn các điều kiện Rigid body cân bằng của vật rắn tuyệt đối). Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -17- Hệ quả từ hệ tiên đề tĩnh học   Hệ quả 1. Định lý hay Nguyên tắc trượt lực FA  FB F F F1 F2 B F A A B a) b) c) Hệ quả 2. Định lý hay Nguyên tắc ba lực cân bằng    F2 ( F1 , F2 , F3 )  0 F2 F1 Một hệ ba lực cân bằng thì chúng phải: 1. đồng phẳng, F1 F3 F3 2. đường tác dụng của chúng hoặc đồng qui hoặc song song Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -18- 4. Liên kết - lực liên kết, nguyên lý cắt Liên kết và phản lực liên kết Vật khảo sát Vật rắn tự do Lực liên kết Vật rắn chịu liên kết Lực liên kết Vật gây liên kết Nguyên lý giải phóng liên kết – hay nguyên lý cắt Nguyên lý F F NAy NB Ví dụ A B NAx P P Dầm AB cân bằng sau khi giải phóng liên kết Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME 6
Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -19- 5. Các bài toán cơ bản của tĩnh học 5.1 Các dạng bài toán cơ bản Tĩnh học tập trung giải quyết bài toán biến đổi tương đương hệ lực và khảo sát cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của lực. -Biến đổi tương đương và thu gọn hệ lực; Xác định phản lực liên kết; -Xác định vị trí cân bằng của vật; Xác định lực cần tác dụng để giữ vật cân bằng; -Xác định điều kiện để vật không bị lật; -Xác định các thành phần nội lực mặt cắt; 5.2 Trình tự giải bài toán tĩnh học –Chọn vật khảo sát, chỉ ra cần xét cân bằng của vật nào trong hệ. –Nếu có lực phân bố tác dụng lên vật, ta cần thu gọn lực phân bố này về một điểm. –Giải phóng các liên kết, phá bỏ các liên kết, thay vào đó là các phản lực liên kết tương ứng. –Viết ra hệ lực cân bằng, đó là hệ lực gồm các lực cho tác dụng lên vật và các phản lực liên kết vừa được thêm vào thay cho các liên kết. –Viết các phương trình cân bằng, giải tìm ẩn và đưa ra các nhận xét. Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME Chương 1. Các khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học -20- Tóm tắt các nội dung đã trình bày 1. Mở đầu về tĩnh học • Nội dung, vai trò và phương pháp nghiên cứu 2. Các khái niệm cơ bản của tĩnh học • Lực, Vật rắn tuyệt đối, Cân bằng • Các định nghĩa qui ước 3. Hệ tiên đề tĩnh học • Một số hệ quả 4. Liên kết – lực liên kết – Nguyên lý cắt 5. Các bài toán cơ bản của tĩnh học Nguyễn Quang Hoàng - Department of Applied Mechanics-SME 7

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.