intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Cơ học ứng dụng: Chương 2 - Nguyễn Thái Hiền

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST
Báo xấu
1
lượt xem 0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Cơ học ứng dụng: Chương 2 - Nội lực và Vẽ biểu đồ nội lực, cung cấp cho người học những kiến thức như: Các khái niệm cơ bản về Cơ học vật rắn biến dạng; Các thành phần nội lực và cách xác định; Bài toán phẳng; Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ học ứng dụng: Chương 2 - Nguyễn Thái Hiền

  1. 17/09/201414 Chương II: Nội lực và Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II NỘI DUNG 2.1. Các khái niệm cơ bản về Cơ học vật rắn biến dạng Nội lực và Vẽ biểu đồ nội lực 2.2. Các thành phần nội lực và cách xác định 2.3. Bài toán phẳng 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCM Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.1. Các khái niệm cơ bản về Cơ học vật rắn biến dạng 2.1. Các khái niệm cơ bản về Cơ học vật rắn biến dạng Cơ học vật rắn biến dạng nghiên cứu những dịch chuyển tương đối giữa các chất điểm thuộc vật rắn khi nó chịu tác dụng bởi hệ lực cân bằng. Để từ đó ta có thể tính toán sức chịu đựng của vật liệu Ngoại lực Ngoại lực: Hệ Nội lực vs ngoại lực TĐ toàn cục y Nội lực: Hệ TĐ Nội lực phần tử x z z Hệ tọa độ Nội lực toàn cục x y Hệ tọa độ phần tử HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 1
  2. 17/09/201414 Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.1. Các khái niệm cơ bản về Cơ học vật rắn biến dạng 2.1. Các khái niệm cơ bản về Cơ học vật rắn biến dạng Mô hình nghiên cứu: Thanh thẳng, Khung Thanh: vật thể có kích thước 1 phương lớn hơn 2 phương kia nhiều lần Tấm vỏ: vật thể có kích thước 2 phương lớn hơn phương còn lại nhiều lần Khối: vật thể có kích thước 3 phương tương đương nhau Vật liệu: Đàn hồi _ Liên tục _ Đẳng hướng Mô hình biến dạng bé HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.1. Các khái niệm cơ bản về Cơ học vật rắn biến dạng 2.1. Các khái niệm cơ bản về Cơ học vật rắn biến dạng 2.1.1. Nội lực 2.1.1. Nội lực a. Định nghĩa: Nội lực là độ tăng của lực liên kết giữa các Giữa các phân tử trong vật rắn luôn tồn phân tử thuộc vật rắn khi vật thể chịu tác dụng của hệ lực cân * tại lực liên kết bằng. Nói cách khác, nội lực là lực tác dụng lên một điểm của Khi các phân tử nhận được thêm năng vật từ các điểm khác thuộc vật. lượng từ bên ngoài (cơ năng, nhiệt * Nội lực trong chương này được giới hạn: năng…) thì các lực liên kết này sẽ biến - Khi không có ngoại lực tác dụng lên vật thì nội lực thiên. không tồn tại, nghĩa là nội lực sinh ra do ngoại lực. - Hệ ngoại lực là hệ cân bằng và trạng thái của vật khảo sát là trạng thái cân bằng. HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 2
  3. 17/09/201414 Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.1. Các khái niệm cơ bản về Cơ học vật rắn biến dạng 2.1. Các khái niệm cơ bản về Cơ học vật rắn biến dạng 2.1.1. Nội lực 2.1.1. Nội lực Nội lực b. Phương pháp khảo sát: Phương pháp mặt cắt ngang (I) (II)  B   BB πn pB   B D pB  P1  n P2 R Thu gọn hệ nội B B lực trên mặt cắt (I ) C  về tâm C của Ngoại lực M P3 mặt cắt HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.2. Các thành phần nội lực và cách xác định 2.2. Các thành phần nội lực và cách xác định 2.2.1. Các thành phần nội lực: 2.2.1. Các thành phần nội lực: Tại trọng tâm C của mặt cắt ta gắn vào hệ trục tọa độ Oxyz   Chiếu hai thành phần thu gọn R, M của hệ nội lực lên các phương tọa độ    + Lực dọc Nz (hướng theo trục z) R R + Lực cắt Qx (hướng theo trục x) Mz Mx z + Lực cắt Qy (hướng theo trục y) Qx C Nz My  + Moment uốn Mx (quanh trục x)   M + Moment uốn My (quanh trục y) Qy M x + Moment xoắn Mz (quanh trục z) y HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 3
  4. 17/09/201414 Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.2. Các thành phần nội lực và cách xác định 2.2. Các thành phần nội lực và cách xác định 2.2.2. Cách xác định các thành phần nội lực: 2.2.2. Cách xác định các thành phần nội lực: Để xác định các thành phần nội lực ta dựa vào điều kiện cân Ví dụ bằng của vật:  F i 0 n n   F F  N z   Piz  0  M z   M z ( Pi )  0 i 1 i 1   n n   Q y   Piy  0  M x   M x ( Pi )  0 F Nz  i 1  i 1  n  n Nz  F Qx   Pix  0  M y   M y ( Pi )  0  i 1  i 1 HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.3. Bài toán phẳng 2.3. Bài toán phẳng Khi ngoại lực tác dụng nằm trong một mặt phẳng chứa trục Dùng phương pháp mặt cắt ngang, ta được: thanh thì nội lực cũng nằm trong mặt phẳng đó. z z x x y y z z y HCM 06/2014 HCM 06/2014 y Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 4
  5. 17/09/201414 Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.3. Bài toán phẳng 2.3. Bài toán phẳng *** Quy ước dấu *** Thớ chịu nén Mx  0 () () ( ) Mx Thớ chịu căng (kéo) Mx Nz ( ) Qy Nz Thớ chịu nén Qy Mx  0 HCM 06/2014 HCM 06/2014 Chỉ có 3 thành phần Nz, Mx, Qy nằm trong mặt phẳng of Technology Hochiminh city University yOz Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Applied Mechanic Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.3. Bài toán phẳng 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng *** Quy ước dấu *** Mx  0 - Biểu đồ nội lực: là đồ thị Mx  0 biểu diễn sự biến thiên của Nz  0 nội lực theo vị trí, từ đó ta z z suy ra mặt cắt nguy hiểm là Nz  0 mặt cắt tại đó trị số nội lực Qy  0 Qy  0 là lớn nhất. y y - Phương pháp giải tích: Ta + Nz > 0: khi có chiều dương hướng ra ngoài mặt cắt dùng một mặt cắt bất kì có + Qy > 0: khi quay vector pháp tuyến 1 góc 900 theo chiều kim hoành độ z, viết biểu thức đồng hồ nội lực theo z rồi vẽ đồ thị. + Mx > 0: khi làm căng thớ dương của trục y (thớ dưới). HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 5
  6. 17/09/201414 Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng *** Trình tự vẽ biểu đồ nội lực *** Phương pháp giải tích Phương pháp giải tích Ví dụ F  2qa Bước 1: Giải phóng liên kết, xác định các phản lực A B AC  CB  a Bước 2: Phân đoạn theo điều kiện sao cho mỗi đoạn thanh C không có sự thay đổi đột ngột về lực (đối với khung còn thêm điều kiện: trên mỗi đoạn khung không có sự thay đổi về F  2qa phương của khung). A B Bước 3: Phân tích các thành phần nội lực trên từng đoạn C thanh, sau đó dùng phương trình cân bằng tĩnh học để viết biểu thức cho từng đoạn. Ay  qa By  qa Bước 4: Vẽ biểu đồ nội lực (tương tự như khảo sát hàm số) HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Phân đoạn thanh F  2qa A F  2qa Mx A B Đoạn CB: a C Nz z 1 C 2 a  z  2a Qy Ay  qa By  qa Ay  qa z a a ĐKCB y A Mx Đoạn AC: Nz  N z   Fiz  0 N z  0 z z   0 za   Qy Qy   Fiy  0 Qy  Ay  F  0 Ay  qa   ĐKCB  M x  Ay .z  F .  z  a   0 y  M x   mxC  Fi   0    M x  2qa  qa.z  N z   Fiz  0 Nz  0 N z  0      Qy  qa Qy   Fiy  0 Qy  Ay  0 Qy  qa     HCM 06/2014 N z  0  M x   mxC  Fi   0   M x  Ay .z  0  M x  qa.z HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 6
  7. 17/09/201414 Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng Vẽ z0 za z  2a *** Trình tự vẽ biểu đồ nội lực *** Phương pháp “vẽ nhanh” qa Bước 1: Giải phóng liên kết, xác định các phản lực qa  Qy Bước 2: Phân đoạn theo điều kiện sao cho mỗi đoạn thanh không có qa  qa sự thay đổi đột ngột về lực. Bước 3: Xác định vẽ biểu đồ từ trái sang phải hoặc từ phải sang trái. 2 qa Dùng mặt cắt cắt lần lượt theo chiều vẽ đã chọn Bước 4: Vẽ nhanh các biểu đồ nội lực   Mx Mx 0 M 0 x Nz  0 z z Nz  0 y Qy  0 Qy  0 y Quy ước dấu khi vẽ từ trái sang phải Quy ước dấu khi vẽ từ phải sang trái HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng Ví dụ *** Trình tự vẽ biểu đồ nội lực *** F1  5qa A B Phương pháp “vẽ nhanh” F  2qa C F2  3qa Bước 4: Vẽ nhanh các biểu đồ nội lực Biểu đồ lực dọc trục Nz: (Quan tâm các thành phần lực theo Vẽ từ trái sang Xét mặt cắt tại C phương z, trục thanh). 2qa  2qa - Nz = tổng các lực theo phương z tính từ mặt cắt đang xét NZ Xét mặt cắt tại B đến phần thanh còn lại 2qa  2qa NZ - Các lực cùng chiều với quy ước dương của Nz sẽ mang 3qa  3qa dấu âm (-) (lực nén) - Các lực ngược chiều với quy ước dương của Nz sẽ mang dấu dương(+) (lực kéo) HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 7
  8. 17/09/201414 Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Ví dụ 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng A F1  5qa B *** Trình tự vẽ biểu đồ nội lực *** F2  3qa Phương pháp “vẽ nhanh” F  2qa C Xét mặt cắt tại C Bước 4: Vẽ nhanh biểu đồ nội lực Vẽ từ phải sang NZ Biểu đồ lực cắt Qy: (Quan tâm các thành phần lực theo 3qa  3qa phương y) Xét mặt cắt tại A - Qy = tổng các lực theo phương y tính từ mặt cắt đang xét 2qa  2qa đến phần thanh còn lại NZ 3qa  3qa - Các lực cùng chiều với quy ước dương của Qy sẽ mang dấu âm (-) - Các lực ngược chiều với quy ước dương của Qy sẽ mang dấu dương(+) HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng *** Trình tự vẽ biểu đồ nội lực *** *** Một số đặc điểm các biểu đồ nội lực *** Phương pháp “vẽ nhanh”  dM x  z    Qy  z  Bước 4: Vẽ nhanh biểu đồ nội lực Ta có:  dz (Tham khảo thêm sách)  Biểu đồ moment uốn Mx: (Quan tâm các thành phần lực  dQ y  z   q  z   dz  theo phương y và các moment tập trung) - Mx = tổng các moment do các lực theo phương y, các 1. Trên thanh, đoạn có lực phân bố là hằng số thì biểu đồ Qy là đường bậc nhất, Mx là đường cong bậc 2 (parabol). moment tập trung gây ra đối với mặt cắt đang xét (tính từ mặt cắt đang xét đến phần thanh còn lại)  dM x  z    Qy  z   dz Qy  z   q.z  C  - Các moment làm căng thớ dưới sẽ mang dấu dương (+) q  z   q  const    dQy  z   q 2  M x  z   q.z / 2  C.z  D  - Các moment làm căng thớ trên sẽ mang dấu âm (-)  dz  HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 8
  9. 17/09/201414 Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Lực phân bố 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng *** Một số đặc điểm các biểu đồ nội lực ***  dM x  z   dz  Q y  z     dQ y  z   q  z   dz  Đường bậc 1 2. Những đoạn không có lực phân bố, biểu đồ Qy là hằng số, Mx là đường bậc nhất. Đường bậc 2  dM x  z    Qy  z  q z  0  dz Q y  z   C     dQy  z   0  M x  z   C. z  D   dz  HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng Không có Lực phân bố *** Một số đặc điểm các biểu đồ nội lực *** dM x  z  3. Đồ thị Mx đạt cực trị tại vị trí Qy = 0.  Qy  z   0 dz 4. Tại vị trí có lực tập trung, biểu đồ Qy sẽ có bước nhảy, độ lớn bước nhảy là độ lớn lực tập trung. Hằng số 5. Xét từ trái sang phải, chiều của bước nhảy là chiều của lực tập trung. 6. Tại vị trí có moment tập trung, biểu đồ Mx có bước nhảy, độ lớn bước nhảy là độ lớn của moment tập trung. Đường bậc 1 7. Tại vị trí có moment phân bố, biểu đồ Mx là đường bậc nhất HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 9
  10. 17/09/201414 Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực M A  qa 2 Ay  qa Mx đạt cưc trị s2  4qa 2 Bước nhảy Qy  0 s1  qa 2 3qa M 2  M1  S1 M 3  M 2  S2 Bước M1 nhảy HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng P  20kN M  20 F  20 Ví dụ 1: q  20kN / m M  20kNm B A q  20 C By  45 Ay  5 1m 1m 1m 1m  20 20 1m Qy 1m  5  25 25 HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 10
  11. 17/09/201414 Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực M  20 F  20 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng B Ví dụ 2: A q  20 C By  45 P  2qa 1 Ay  5 1m 1m 1m 4q A 3q M  qa2 B C D E 5  Mx P 3qa    2 a a a a 15 20 HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2 M  qa P  2qa 4q 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng 1 D Ví dụ 3: A B C P2  3qa E Cho cơ hệ như hình 1. Hãy tính phản lực liên kết tại A, B, 3q C, D. Vẽ các biểu đồ nội lực. a a a a 0, 25a 3qa qa qa   Qy 2  1,5qa 3qa 0,5qa 2    Mx qa 2  2 qa 2 1, 625qa HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 11
  12. 17/09/201414 Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng 2.4. Biểu đồ nội lực cho bài toán phẳng Ví dụ 3: Ví dụ 3: HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Nz Qy Qy 2qa 3qa qa  Qy      2qa Nz  2 2qa  Nz 3qa   Qy 2qa qa 3qa Nz Qy HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 12
  13. 17/09/201414 Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Chương II. Nội lực – Vẽ biểu đồ nội lực Mx 2qa 2 Mx 4qa 2  3qa 2 qa 2    Mx  4qa 2 HCM 06/2014 HCM 06/2014 Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology Applied Mechanic Hochiminh city University of Technology 13
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
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.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2