Bài giảng Cơ kỹ thuật Chương 3: Trang Tấn Triển (Chi tiết)

https://sites.google.com/site/trangtantrien/

LOGO

trangtantrien@hcmute.edu.vn

1 Bài Toán Vật Lật

2 Bài Toán Cân Bằng Của Hệ Vật Rắn

3 Bài Toán Hệ Dàn

4 Bài Toán Ma Sát

5 Bài Toán Trọng Tâm

MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG

* Giải được bài toán vật lật

* Biết phân tích và tìm lực liên kết giữa các vật rắn trong bài toán hệ vật rắn.

* Tìm được ứng lực trong các thanh của hệ dàn phẳng và hệ dàn không gian.

* Biết cách xác định lực ma sát trượt và ngẫu lực ma sát lăn. Biết phân tích và tìm các phản lực liên kết khi kể đến ma sát.

* Xác định được trọng tâm của một vật.

1 Bài Toán Vật Lật

tác Dưới

P

dụng của hệ lực như hình vẽ, xe có thể lật quanh bánh xe A. Vì vậy điều kiện để xe không lật quanh A thì phản lực tại B phải lớn hơn hoặc bằng không (NB >= 0).

0,8m

0, 75m

0, 7m

Bài Tập: Xe nâng có trọng lượng P = 5,5kN với khối tâm G1 đang nâng kiện hàng có trọng lượng Q với khối tâm G2. Xe đang đứng yên trên nền ngang. Xác định giới hạn của tải trọng Q để xe không bị lật.

3,5m

2, 7m



1,5m

Bài Tập: Xe cần cẩu có khối lượng m = 50000kg với khối tâm G đang nâng kiện hàng có khối lượng m1 = 40000kg như hình vẽ. Xe đang đứng yên trên nền ngang. Xác định giới hạn góc nâng α để xe không bị lật. Khi α = 300, xác định lực nâng trong pitông-xylanh DE.

Bài Tập: Cho cần trục có liên kết, chịu lực và kích thước như hình vẽ. Xác định tải trọng nâng tối đa để cần trục không bị lật.

150cm

20cm

5Q kN

100cm

lực

0,5m

1, 2m

Bài Tập: Xe ủi có trọng lượng 9,3kN với tâm G đang khối mang một khối vật liệu có trọng lượng P. Xe đang đứng yên trên nền ngang. Xác định giới hạn của tải trọng P để xe không lật và xác định bị phản do mặt đường tác dụng lên bánh xe tại B khi đó.

030

2,5m

2, 2m

Bài Tập: Xe tải khối lượng 4000kg với khối tâm G đang đứng yên trên nền ngang, hệ thống tời trên xe đang kéo một vật với lực căng trong dây cáp là T như hình vẽ. Xác định giới hạn của lực kéo T để xe không bị lật.

4,5m



2,8m

0, 7m

2,3m

Bài Tập: Xe cần trục có trọng lượng 50kN đặt tại khối tâm G1, dầm cần trục trọng lượng 3kN đặt tại khối tâm G2, cần trục đang nâng thùng hàng có trọng lượng 30kN như hình vẽ. Xác định giới hạn của góc θ, là góc hợp bởi dầm cầu trục và phương đứng để cần trục không bị lật, sau đó xác định phản lực tại A ứng với góc θ lớn nhất.

3, 7m

0,9m

030

1,8m

2, 6m

0, 7m

0, 4m

Bài Tập: Xe nâng khối lượng 150kg với khối tâm G đang nâng một thùng hàng có khối lượng m cân bằng ở vị trí như hình vẽ. Xác định giới hạn của khối lượng m để xe không bị lật. Xác định lực nâng trong píttông-xylanh DE khi m = 250kg.

Bài Tập: Ba cuốn sách giống nhau có cùng khối lượng m được đặt chồng lên nhau như hình vẽ. Xác định giới hạn của khoảng cách d để các cuốn sách không bị lật.

030

0,9m

0,4m

0,6m

0,3m y

0,8m

1,2m

0,8m

Bài Tập: Xác định khối lượng lớn nhất của thùng dầu mà cần trục có thể nâng mà không bị lật khi cơ hệ ở vị trí như hình vẽ. Biết rằng cần trục có trọng lượng 1,4kN với khối tâm tại G và được đặt trên nền ngang trên các bánh xe A, B và C. Với khối lượng thùng dầu tìm được, tính phản lực tại A và B.

Bài Tập: Cho xe nâng như hình vẽ. Xây dựng mô hình tính để xác định giới hạn của tải trọng nâng và góc nâng để xe không bị lật. Vẽ đồ thì lực nâng trong pít ông-xylanh theo góc nâng giới hạn. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho xe nâng như hình vẽ. Xây dựng mô hình tính để xác định giới hạn của tải trọng nâng và tầm với để xe không bị lật. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho cần trục như hình vẽ. Xây dựng mô hình tính để xác định giới hạn của tải trọng nâng để cần trục không bị lật. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho xe nâng như hình vẽ. Xây dựng mô hình tính để xác định giới hạn của tải trọng nâng để xe không bị lật. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

bị

Bài Tập: Cho như nâng xe vẽ. Xây hình dựng mô hình tính để xác định giới hạn của tải trọng nâng để xe không lật. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho cần trục như hình vẽ. Xây dựng mô hình tính để xác định giới hạn của tải trọng nâng và góc nâng để cần trục không bị lật. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho xe cẩu như hình vẽ. Xây dựng mô hình tính để xác định giới hạn của tải trọng nâng góc nâng và tầm với để xe không bị lật. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

2 Bài Toán Cân Bằng Của Hệ Vật Rắn

Tùy theo yêu cầu của từng bài toán, ta có thể sử dụng phương pháp:

* Hóa rắn toàn hệ

* Tách vật

35mm

95mm

80N

Bài Tập: Tác dụng cặp lực 80N vào kèm như hình vẽ. Xác định lực kẹp tác dụng lên chi tiết tại A và phản lực tại khớp xoay C.

25mm

80mm

50mm

045

Bài Tập: Tác dụng cặp lực 80N vào kèm như hình vẽ. Xác định lực kẹp tác dụng lên chi tiết tại A và phản lực tại khớp xoay C.

Bài Tập: Động cơ tác dụng vào tay quay OB một ngẫu lực có mônmen M=7kN.m. Xác định áp lực (F) do dầu tác dụng lên pítông A để hệ cân bằng tại vị trí θ=600, tay quay OB vuông góc với thanh AB. Cho OB=r=10cm. Khi tính bỏ qua khối lượng của các phần tử trọng hệ và ma sát.

Bài Tập: Cho cần trục có liên kết, chịu lực và kích thước như hình vẽ. Xác định lực nâng trong pítông- xylanh CD và phản lực liên kết tại A, E.

0, 2m

kN

Bài Tập: Cho cần trục có liên kết, chịu lực và có kích thước như hình vẽ. Xác định lực nâng trong pítông-xylanh CD, ứng lực trong thanh FG và lực liên kết tại A, E.

150cm

20cm

200cm

075

M kN m 8



Bài Tập: Cho cơ cấu bơm dầu như hình vẽ. Động cơ tác dụng lên tay quay OA một ngẫu lực có mômen M=8kN.m. Hệ cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Xác định phản lực liên kết tại C, ứng lực trong thanh AB và lực căng dây nối với bơm D. Khi tính bỏ qua khối lượng các thanh trong hệ.

010

65mm

18mm

70mm

240mm

Bài Tập: Xác định lực ép tác dụng lên lon dưới tác dụng của lực P=50N khi cơ hệ cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Biết rằng các hai thanh AB và hai thanh AOC , mỗi bên một thanh. Bàn nén DE trượt theo rãnh thẳng đứng nhờ chốt vuông D.

Bài Tập: Xác định lực cắt tác dụng lên chi tiết tại A. Xem lực cắt tác dụng lên khối trụ A có phương thẳng đứng. Các kích thước trên hình có đơn vị là milimet.

Bài Tập: Xác định lực kẹp tác tiết dụng lên chi tại A. Các kích thước trên hình có đơn vị là milimet.

Bài Tập: Cho bộ phận đỡ gàu xúc như hình vẽ. Gàu xúc có trọng lượng P=1,5kN với khối tâm G được giữ bởi píttông-xylanh AB và các thanh BD, BC. Hệ cân bằng tại vị trí đã cho.

Bỏ qua trọng lượng của píttông-xylanh AB và các thanh BD, BC. Xác định lực đỡ gàu xúc của píttông-xylanh AB. Tại các vị trí A, B, C, D và E là các liên kết khớp xoay. Các kích thước trên hình có đơn vị là centimet.

Bài Tập: Bộ phận đỡ gàu xúc của xe ủi được cho như hình vẽ. Khi tính bỏ qua khối lượng của các chi tiết trong hệ. Xác định lực đỡ của pítông- xylanh AB và ứng lực trong các thanh CD và BC. Các kích thước trên hình có đơn vị là centimet.

trị

tiết

Bài Tập: Khi xúc đất, lực cản do đất tác dụng lên gàu xúc số có theo F=44,5kN phương ngang. Hệ cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Xác định lực đẩy hoặc các trong kéo píttông-xylanh BC và DE. Khi tính bỏ qua khối lượng của các chi trong hệ.

có xúc trọng

Bài Tập: Bộ phận đỡ gàu xúc của xe ủi được cho như hình vẽ. lượng Gàu P=1,5kN, bỏ qua khối lượng của các chi tiết khác trong hệ. Xác định lực đỡ của pítông-xylanh DH và ứng lực trong thanh BC.

Bài Tập: Cho cơ cấu kẹp như hình vẽ. Xác định lực kẹp tác dụng lên khối gỗ tại A.

Bài Tập: Hai ống hình trụ nhẵn, mỗi ống nặng 300kg đang được đỡ bởi xe nâng như hình vẽ. Xác định lực tương tác giữa các khối trụ.

Bài Tập: Máy xúc cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Xác định lực đỡ của các pítông-xylanh AC và DE.

Bài Tập: Kìm cộng lực chịu tác dụng của hai lực P như hình vẽ. Xác định lực cắt chi tiết S theo P.

Bài Tập: Kích xe hơi được thiết kế có thể đỡ được một tải trọng 4000N. Xác định lực đỡ bởi con lăn tại C. Biết rằng chịu tải con lăn tại B không tiếp xúc với thân kích.

Bài Tập: Cho cưa tay như hình vẽ. Xiết đai ốc B để lực căng trong thanh AB đạt trị số 200N. Xác định lực căng trong lưỡi cưa EF.

Bài Tập: Cho kèm chịu lực như hình vẽ. Xác định lực kẹp chi tiết. Khi tính bỏ qua lực kéo của lò xo và ma sát giữ má kẹp và rãnh trượt.

Bài Tập: Dụng cụ như hình vẽ được dùng để bắn đinh vào trong khung gỗ. Xác định lực do đinh D tác dụng lên khung gỗ.

Bài Tập: Dụng cụ được cho như hình vẽ dùng để ép thẳng thanh gỗ vào đúng vị trí. Tác dụng vào tay đòn một lực P theo phương vuông góc với ABC, xác định lực do tấm B tác dụng vào thanh gỗ. Khi tính bỏ qua ma sát giữa tấm B và thanh gỗ.

Bài Tập: Kìm được cho như hình vẽ được dùng để đột lỗ. Xác định lực đột theo P.

90N

26cm

040

4cm

1, 2cm

90N

Bài Tập: Kìm được cho như hình vẽ. Xác định lực kẹp tác dụng lên khối trụ B và phản lực tại A.

Bài Tập: Kềm chịu lực như hình vẽ. Xác định lực cắt tác dụng lên khối trụ G.

Bài Tập: Cho cơ hệ như hình vẽ. Biết rằng ngẫu lực M=2500N.m. Vẽ sơ đồ tính và xác định lực F để hệ cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Biết rằng thanh AB có khối lượng bằng 300kg với khối tâm tại G.

Bài Tập: Cho mô hình cái cân như hình vẽ. Quả cân khối lượng 25g, xác định vị trí x của quả cân để hệ cân bằng.

50kg

Bài Tập: Cho cơ hệ cân bằng như hình vẽ. Vật nặng có khối lượng 50kg. Khi tính bỏ qua khối lượng của các chi tiết khác trong hệ. Xác định lực cắt tác dụng lên các chốt tại A, D và C.

Bài Tập: Cho bộ phận đỡ gàu xúc như hình vẽ. Xác định lực đỡ trong các pítông-xylanh BC, IJ và lực tác dụng lên các chốt tại H, E, F và D.

Bài Tập: Cho cơ cấu kẹp như hình vẽ. Xác định lực kẹp tác dụng lên khối gỗ tại E.

Bài Tập: Cầu thanh dùng để đưa hành khách lên máy bay như hình vẽ. Biết rằng tổng khối lượng của thang và bảy hành khách bằng 750kg đặt tại khối tâm tại G. Xác định phản lực liên kết tại khớp xoay C và lực nâng trong pítông-xylanh AB.

Bài Tập: Cho dụng cụ cắt thép như hình vẽ. Xác định lực cắt do dao DE tác động lên chi tiết bị cắt tại G. Biết rằng lực cắt vuông góc với lưỡi cắt.

Bài Tập: Dụng cụ được cho như hình vẽ dùng để bấm rive hoặc đột lỗ. Xác định lực đột lỗ do định tác dụng lên tấm kim loại E.

Bài Tập: Xác định lực kẹp do kèm tác dụng lên hai tấm gỗ dưới tác dụng của lực P = 150N với α = 100.

Bài Tập: Bàn nâng có khối lượng 50kg với khối tâm tại G cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Xác định lực căng trong dây cáp FH và phản lực tại A, C.

Bài Tập: Cho xe nâng hàng như hình vẽ. Tại vị trí dầm cần trục nằm ngang, xác định lực nâng trong mỗi pítông-xylanh AB (hai pítông-xylanh hai bên). Biết rằng dầm cần trục có khối lượng 1500kg đặt tại khối tâm G1, thùng hàng khối lượng 2000kg đặt tại khối tâm G2.

Bài Tập: Bộ phận nâng trong xe nâng hàng như hình vẽ. Xác định lực đỡ của pítông-xylanh CD để nâng thùng hàng có khối lượng 2000kg cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Khi tính bỏ qua khối lượng của bộ phận nâng.

Bài Tập: Xác định lực nén tác dụng lên khối trụ E khi tác dụng một lực F=200N theo phương vuông góc với tay đòn. Khi tính bỏ qua ma sát tại bạc trượt. Cho θ = 750

Bài Tập: Cho bộ phận đỡ bánh trước trong xe hơi như hình vẽ. Xác định phản lực tại tất cả các khớp xoay A, B, C, D, E và F.

Bài Tập: Cho xe nâng hàng như hình vẽ. khối lượng của thùng hàng 2000kg đặt tại khối tâm G. Xác định lực nâng cần thiết trong pítông- xylanh AB.

Thùng Bài Tập: nâng và người có tổng khối lượng bằng 180kg với khối tâm tại G. Hệ cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Xác định lực nâng trong pítông-xylanh AB.

Bài Tập: Chi tiết đỡ thùng nâng được cho như hình vẽ. Biết rằng Thùng nâng và người có tổng khối lượng bằng 180kg với khối tâm tại G. Xác định lực đỡ của pítông-xylanh HJ.

Bài Tập: Xác định lực nâng trong pítông-xylanh AB và phản lực tại O. Biết rằng gàu xúc và vật liêu có tổng trọng lượng bằng 1500N. Khi tính bỏ qua khối lượng các phần tử khác trong hệ.

110mm

40mm

Bài Tập: Cho mô hình của kèm kẹp sử dụng lực kẹp bằng lò xo như hình vẽ. Một lò xo xoắn được gắn tại chốt A để sinh ra lực kẹp của kèm. Nếu cần một lực P = 25N ta có thể lấy được chi tiết ra khỏi kèm, hãy xác định lực kẹp tác dụng lên cho tiết khi không có lực P tác dụng.

10m

1,5m

giữa

Bài Tập: Cho cần trục nâng hàng gồm dầm cần trục AB có khối lượng 8000kg với khối dầm, tâm tại thanh đỡ BC có khối lượng 2000kg với khối tâm tại G (CG = 5m) và xe con D có khối 2000kg. Xác lượng định phản lực liên kết lượng tại A nếu khối trọng tải của m=20000kg.

6cm 6cm

12cm

6,5cm

1, 2cm

4kN

Bài Tập: Dụng cụ được cho như hình vẽ dùng để di chuyển các tấm gỗ theo phương ngang. Xác định lực kẹp tác dụng lên tấm gỗ tại A, B và lực đỡ của chốt C.

250mm



100mm

chi

Bài Tập: Cho cơ cấu dập như hình vẽ, má dập D có thể trượt không ma sát dọc theo trụ thẳng đứng. Xác định lực ép tác dụng lên khối trụ E và lực đỡ của chốt A . Khi tính bỏ qua khối tiết lượng các trong hệ. Biết rằng: P=200N và α=750.

244

366

305

30,5

122

30,5

045

Bài Tập: Cần trục đang nâng khối gỗ có trọng lượng 21,5kN cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Tại vị trí này cần AF vuông góc với cần EG và AF vuông góc với AB. Xác định lực đỡ của các pítông-xylanh BC, DE và lực đỡ của chốt tại A. Các kích thước trên hình có đơn vị centimet.

6cm 6cm

6cm

12cm

2kN

6,5cm

1, 2cm

2kN

060

18cm

26cm

040

075



cm DE ;



7,5

cm BC CD



;



Bài Tập: Bộ phận đỡ mui trước của xe hơi được cho như hình vẽ. Biết rằng mui xe có trọng lượng 0,35kN với khối tâm G. Xác định lực đỡ của pítông-xylanh EF. Cho các kích thước:

60 60

015

225

Bài Tập: Cho cơ hệ gồm các thanh nhẹ liên kết với nhau bởi các khớp xoay để đỡ đèn chiếu sáng như hình vẽ. Lực ma sát tại khớp xoay C đủ để giữ cho đèn không bị xoay, bỏ qua lực ma sát tại các khớp xoay khác. Đèn có khối lượng 0,6kg với khối tâm G, xác định lực đàn hồi của lò xo để giữ cho cơ hệ cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Các kích thước trên hình có đơn vị là milimet.

72mm

225mm

010

030

140mm

N 50

Bài Tập: Xác định lực ép tác dụng lên lon dưới tác dụng của lực P=50N khi cơ hệ cân bằng tại vị trí như hình vẽ.



25, 4

cm BC ED



;



7,6

cm EB DC



;



11,5

cm DF ;



15, 2

020

130N

020

020 D

S 075

Bài Tập: Dụng cụ được cho như hình vẽ dùng để cắt các nhánh cây ở trên cao. Xác định lực cắt tác dụng vào cành cây S và phản lực tại khớp xoay E. Khi tính bỏ qua tác động của lực đàn hồi của lò xo tại C.

Bài Tập: Một thiết bị được thiết kế để kiểm tra độ bền của khối bêtông được cho như hình vẽ. Xác định lực nén tác dụng lên mỗi cạnh của khối bêtông.

0, 2m

2, 2m

0, 7m

Bài Tập: Xác định lực nâng trong pítông-xylanh AB để nâng khối gỗ có trọng lượng 27kN khi cơ hệ cân bằng tại vị trí như hình vẽ.

40cm

51cm



81cm

51cm

20cm

Bài Tập: Sơ đồ tính của bộ phận nâng bánh máy bay được cho như hình vẽ. Tác dụng vào thanh BC một ngẫu lực M để nâng bánh máy bay lên. Biết rằng thanh đỡ OA và bánh xe có tổng trọng lượng 4kN với khối tâm G. Xác định giá trị của ngẫu lực M để cơ hệ cân bằng tại vị trí θ=300. Khi tính bỏ qua khối lượng các thanh BC và CD.

12,5cm

12,5cm 12,5cm

5cm

Bài Tập: Siết trục vít AB để lực kẹp do cơ cấu kẹp tác dụng lên khối gỗ đạt giá trị 200N như hình vẽ. Xác định ứng lực trong trục vít và phản lực tại C.

Bài tập: Sinh viên làm các bài tập từ F6-13 đến F6-24 và 6-61 đến 6-125 trong sách: Engineering Mechanics-13th Edition, tác giả Hibbeler.

90

 



30cm

40cm



60cm

3kN

Bài Tập: Cho cơ hệ chịu lực như hình vẽ. Hãy vẽ đồ thị của lực cắt tác dụng lên chốt A là hàm theo góc θ khi góc θ thay đổi . Xác định trị số lớn nhất của lực cắt tác dụng lên chốt A và giá trị của góc θ tương ứng.

30 

15cm

5cm



Bài Tập: Cho cơ cấu kẹp như hình vẽ. Với P = 40N, hãy vẽ đồ thị lực kẹp F theo góc θ khi góc θ thay đổi .

27,5cm

52,5cm



30cm

10cm

40cm

35cm



cm CD DB



;



Bài Tập: Cánh cửa OAP đồng chất khối lượng 30kg được mở bởi cơ hệ như hình vẽ. Vẽ đồ thị quan hệ giữ lực nâng trong pittông-xylanh DE và góc mở θ của cửa khi 0< θ< θmax, trong là góc mở đó θmax lớn nhất của cửa. Xác định giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của lực nâng trong pittông-xylanh DE và giá trị của các góc θ tương ứng.

30 

2,13m



0,5m

1, 66m

Bài Tập: Cho mô hình của thiết bị dùng để vận chuyển hành lý lên máy bay như hình vẽ. Tổng khối lượng của băng tải và hành lý bằng 100kg với khối tâm tại G. Xác định và vẽ đồ thị lực nâng trong pittông-xylanh BC theo góc θ khi

80 

3, 7m

0,9m



1,8m

2, 6m

0, 4m

0, 7m

Bài Tập: Xe nâng có khối lượng 150kg với khối tâm G đang nâng thùng dầu khối lượng 250kg như hình vẽ. Vẽ đồ thị phản lực liên kết tại A theo góc θ khi . Xác định giới hạn của góc θ để xe không vị lật.

Bài Tập: Cho bàn nâng như hình vẽ. Vẽ sơ đồ tính và xác định lực tác dụng lên các chốt và lực nâng của pítông-xylanh. Tải trọng và các kích thước sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho bàn nâng như hình vẽ. Vẽ sơ đồ tính và xác định lực tác dụng lên các chốt. Tải trọng và các kích thước sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho bàn nâng như hình vẽ. Vẽ sơ đồ tính và xác định lực tác dụng lên các chốt và lực đỡ của pítông-xylanh. Tải trọng và các kích thước sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho bàn nâng như hình vẽ. Vẽ sơ đồ tính và xác định lực tác dụng lên các chốt và lực đỡ của các pítông-xylanh. Tải trọng và các kích thước sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho xe xúc cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Vẽ sơ đồ tính và xác định lực đỡ của các pítông-xylanh. Tải trọng và các kích thước sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Bộ phận đỡ gàu xúc được cho ngư hình vẽ. Vẽ sơ đồ tính và xác định lực đỡ của pítông-xylanh và ứng lực trong các thanh đỡ gàu xúc. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho xe nâng cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Vẽ sơ đồ tính và xác định lực đỡ của pítông-xylanh. Tải trọng và các kích thước sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho cần trục như hình vẽ. Vẽ sơ đồ tính xác định lực đỡ của pítông-xylanh, lực tác dụng lên các chốt, ứng lực trong các thanh và phản lực tại các bánh xe. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho cầu trục cầu cảng như hình vẽ. Vẽ sơ đồ tính và xác định lực tác dụng lên các chốt và ứng lực trong các thanh. Tải trọng và các kích thước sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho cầu trục cầu cảng như hình vẽ. Vẽ sơ đồ tính, xác định lực tác dụng lên các chốt lực nâng của pítông-xylanh và lực liên kết giữa cột và khung ngang. Tải trọng và các kích thước sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cần trục như hình vẽ được gắn cứng với cột bằng các bulông. Xây dựng mô hình tính để xác định lực nâng trong pítông-xylanh, lực tác dụng lên các chốt và lực liên kết giữa cần trục và cột. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho cần trục như hình vẽ. Xây dựng mô hình tính để xác định lực nâng trong pítông-xylanh, lực tác dụng lên các chốt và lực liên kết giữa cột và bệ ngang. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho cơ cấu kẹp định vị như hình vẽ. Xây dựng mô hình tính để xác định lực tác dụng lên các chốt và lực kẹp tác dụng lên chi tiết. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho cơ cấu kẹp như hình vẽ. Xây dựng mô hình tính để xác định lực tác dụng lên các chốt và lực kẹp tác dụng lên chi tiết. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho kìm như hình vẽ. Xây dựng mô hình tính để xác định lực tác dụng lên chốt và lực kẹp tác dụng lên chi tiết. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Vẽ sơ đồ tính và xác định lực kẹp của kìm. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho kìm cộng lực như hình vẽ. Xây dựng mô hình tính để xác định quan hệ giữa lực tác dụng và lực cắt. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài Tập: Cho dụng cụ tập thể dục như hình vẽ. Xây dựng mô hình tính để xác định lực tác dụng lên chốt và lực đỡ/kéo của tay. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

PATIENT LIFT

Ví Dụ: Vẽ sơ đồ tính và giải phóng liên kết để xác định lực tác dụng lên các choots và lực nâng của pítông-xylanh. Các kích thước và tải trọng sinh viên tự cho hợp lý.

Bài tập: Sinh viên làm các bài tập từ P6-1 đến P6-4 trong sách: Engineering Mechanics-13th Edition, tác giả Hibbeler.

3 Bài Toán Dàn

* Bậc tự do của dàn

n T D M

 



Nếu n < 0, hệ biến hình.

3 Bài Toán Dàn

* Ứng lực trong các thanh của hệ dàn có phương dọc trục thanh.

Nén

Kéo

* Các thanh trong hệ dàn chỉ chịu kéo-nén.

3 Bài Toán Dàn

* Giải hệ dàn bằng phương pháp tách nút: ta xét cân bằng của từng nút trong dàn

=> Đây là hệ lực đồng qui nên chỉ có các phương trình hình chiếu theo các phương.

3 Bài Toán Dàn

* Giải hệ dàn bằng phương pháp mặt cắt: tưởng tượng có một mặt cắt cắt qua các thanh của hệ dàn, tách hệ dàn thanh hai phần.

=> Xét cân bằng một trong hai phần.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh của hệ dàn.

P

/ 2

P 1

m 3

a    b

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh của hệ dàn.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh AB, AC và CD.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh của dàn.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh BC, CD và DE. P

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh trong dàn.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh BC, CE và DE.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh của dàn.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh DE, DF và FG.

0,3kN

0, 25kN 0, 2kN

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh của dàn.

0,3kN

0, 25kN 0, 2kN

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh BH và BC.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh của dàn như hình vẽ.

P

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh của dàn như hình vẽ.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong thanh của CM.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh CG và GH của dàn như hình vẽ.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong thanh BE của dàn như hình vẽ.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh BC và CG của dàn như hình vẽ.

Ví Dụ: Cho hệ dàn đỡ bảng hiệu quản cáo chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh BG và BF của dàn như hình vẽ.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh GH và KL của dàn như hình vẽ.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh GM và MN của dàn như hình vẽ.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh DE, EI, FI và HI của dàn như hình vẽ.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong các thanh FG, CG, BC và EF của dàn như hình vẽ.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Tính ứng lực trong của dàn các thanh như hình vẽ.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực như hình vẽ. Biết rằng gối tại A đỡ một nữa tải trọng theo phương đứng. Xác định ứng lực trong thanh BF.

Ví Dụ: Tất cả các thanh trong dàn có cùng chiều dài, thanh BCD tuyệt đối cứng. Hệ chịu lực và có kích thước như hình vẽ. Xác định ứng lực trong các thanh của hệ dàn.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực và có kích thước như hình vẽ. Xác định ứng lực trong các thanh của hệ dàn.

Ví Dụ: Cho hệ dàn chịu lực và có kích thước như hình vẽ. Biết rằng 0<α<900, khi góc α thay đổi, xác định giá trị nhỏ nhất của ứng lực trong hai thanh AC và CD và giá trị của góc α tương ứng.

Bài tập: Sinh viên làm các bài tập từ F6-1 đến F6-12 và 6-1 đến 6- 60 trong sách: Engineering Mechanics-13th Edition, tác giả Hibbeler.

4 Bài Toán Ma Sát

* Ma sát trượt

+ Lực ma sát trượt phát sinh khi hai vật có xu hướng trượt tương đối với nhau.

+ Lực ma sát trượt là một thành phần của phản lực liên kết, chống lại chuyển động trượt tương đối của vật này trên mặt của vật khác.

4 Bài Toán Ma Sát

* Ma sát trượt

msF

4 Bài Toán Ma Sát

+ Lực ma sát trượt là một thành phần của phản lực liên kết, luôn là ẩn số chưa biết, phụ thuộc vào lực chủ động tác dụng vào vật.

+ Vật đang cân bằng nhưng khi xuất hiện xu hướng trượt thì lập tức xuất hiện lực ma sát trượt chống lại xu hướng trượt đó. Lực ma sát đó được gọi là lực ma sát tĩnh.

+ Nếu vật đã trượt trên mặt liên kết, lực ma sát trượt vẫn tồn tại và chống lại sự trượt đó , gọi là lực ma sát trượt động.

+ Lực ma sát có đường tác dụng nằm trong mặt phẳng tiếp xúc chung giữa vật và mặt liên kết và có chiều ngược với chiều trượt của vật bị ngăn cản.

4 Bài Toán Ma Sát

* Ma sát trượt tĩnh

msF

hệ số ma sát trượt tĩnh

s

  t ms

N s

* Ma sát trượt động



hệ số ma sát trượt động

k



 d ms

N k

4 Bài Toán Ma Sát

* Góc ma sát:

ms

ghR F



  t ms

N s

msF







ms 

   s

 t F ms N

+ Khi các lực chủ động có hợp lực, điều kiện để cho vật chịu liên kết có ma sát được cân bằng là hợp lực đó phải nằm trong mặt nón ma sát

Ví Dụ: Xác định khoảng cách s lớn nhất mà người thợ sơn nặng 90kg có thể đứng mà thang không bị trượt. Biết rằng hệ số ma sát trượt tĩnh giữa đầu A của thang và mặt ngang là 0,25, đầu B có gắn con lăn nên xem như không có ma sát, thang đồng chất nặng 15kg.

Ví Dụ: Thanh đồng chất có khối tâm tại G được giữ cân bằng bởi hai chốt A và B (các chốt này được gắn cứng trên đĩa). Xác định góc quay lớn nhất θmax của đĩa sao cho thanh không bị trượt. Biết rằng hệ số ma sát trượt tĩnh giữa thanh và các chốt là μs.

Ví Dụ: Má di động bên trái của cơ cấu kẹp có thể trượt theo phương ngang. Để chống trượt của má di động khi kẹp chi tiết, khoảng cách x phải lớn hơn một giá trị nhỏ nhất nào đó. Cho các kích thước a, b và hệ số ma sát trượt tĩnh là μs, xác định giá trị của xmin để đảm bảo cho má di động không bị trượt.

Ví Dụ: Thanh đồng chất chiều dài l tựa lên tường đứng tại đầu A và tựa lên cạnh tường tại B. Xác định tỉ số l/d để thanh cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Biết rằng hệ số ma sát trượt tĩnh giữa thanh và các bề mặt tiếp xúc tại A và B bằng 0,4.

Ví Dụ: Đĩa tròn đang quay dưới tác dụng của ngẫu lực M, để dừng ta sử đĩa tròn người dụng cơ cấu thắng dạng đòn bẩy như hình vẽ. Xác định lực P cần thiết để có thể dừng đĩa lại. Biết rằng hệ số ma sát trượt tĩnh giữa má thắng và đĩa là μs.

trượt

Ví Dụ: Cho cơ cấu gắp cân bằng tại vị trí như hình vẽ. Khối hộp B có khối lượng 8kg, hệ số ma sát tĩnh giữa khối hộp và má kẹp bằng 0,2. Xác định trị số lực đàn hồi của lò xo để giữ cho khối hộp không bị trượt.

Ví Dụ: Cho cơ như thắng cấu hình vẽ. đĩa tròn chịu tác dụng của lực ngẫu M=100N.m. Xác do lực định pittông-xylanh EB sinh ra để dừng chuyển động của đĩa tròn. Biết rằng hệ số ma sát trượt tĩnh giữa đĩa tròn và bố thắng là 0,4.

Ví Dụ: Cho mô hình máy dập như hình vẽ. Xác định lực dập tại D và phản lực liên kết tại A. Biết rằng hệ số ma sát trượt tĩnh giữa chày và cối bằng 0,3.

Ví Dụ: Đĩa tròn bán kính 100mm được dùng để điều khiển chuyển động của tấm nằm ngang CD. Biết rằng hệ số ma sát trượt tĩnh giữa tấm CD và đĩa tròn bằng 0,45 và bỏ qua ma sát giữa tấm CD và các con lăn. Xác định lực P cần thiết để giữ cho tấm chuyển động biết rằng tấm có bề dày t = 20mm. Với giá trị nào của t để cơ hệ xảy ra hiện tượng tự hãm.

Ví Dụ: Biết rằng hệ số ma sát trượt tĩnh tại A bằng 0,4 và tại B bỏ qua ma sát. Xác định khoảng cách nhỏ nhất của x để giá đỡ không bị trượt với mọi giá trị của khối lượng vật treo. Khi tính bỏ qua khối lượng của giá đỡ.

Ví Dụ: Một người khối lượng 80kg đang đứng trên thang như hình vẽ. Biết rằng hệ số ma sát trượt tĩnh giữa đầu A của thang và mặt đường là 0,4 và bỏ qua ma sát tại B. Xác trị giới hạn của góc θ để thang không bị trượt. Khi tính bỏ qua khối lượng của thang.

Ví Dụ: Cho cơ cấu nâng hàng như hình vẽ. Thùng hàng cần nâng có khối lượng 150kg với khối tâm tại G, xác định giá trị nhỏ nhất của hệ số ma sát trượt tĩnh giữa má kẹp và thùng hàng để thùng hàng không bị trượt.

Ví Dụ: Dùng hai tay tác dụng hai lực F = 120N để giữ cho các cuốn sách cân bằng như hình vẽ. Biết rằng hệ số ma sát trượt tĩnh giữa tay và các cuốn sách bằng 0,6 và hệ số ma sát trượt tĩnh giữa các cuốn sách với nhau là 0,4. Xác định số cuốn sách lớn nhất mà ta có thể giữ được.

Ví Dụ: Mô hình kẹp để nâng vật nặng kiểu cam như hình vẽ. Nếu hệ số ma sát trượt tĩnh cho tất các các bề mặt tiếp xúc là 0,3. Xác định lực đỡ của khớp xoay tại O. Tấm cần nâng có khối lượng 900kg.

Ví Dụ: Mô hình cơ cấu kẹp kiểu cam như hình vẽ. Nếu hệ số ma sát trượt tĩnh giữa dây và cam là 0,8. Xác định lực đỡ của mỗi ổ trục của cam nếu lực căng trong dây bằng 900N. Tấm cần nâng có khối lượng 900kg.

Ví Dụ: Mô hình máy cán kim loại gồm hai trục tròn quay ngược chiều nhau, nhờ vào lực ma sát mà tấm kim loại tự đi vào trục cán. Biết rằng hệ số ma sát trượt tĩnh giữa trục cán và tấm kim loại bằng μs, cho các kích thước a và d. Xác định chiều dày lớn nhất của tấm, b, sao cho tấm kim loại có thể tự đi vào trục cán chỉ nhờ vào lực ma sát. Giả sử (b-a) là rất nhỏ so với d.

Ví Dụ: Cần thiết kế một bộ phận hãm dạng cam như hình vẽ. Bộ phận chỉ cho chi tiết B chuyển động qua trái, còn chuyển động qua phải bị ngăn cản. Bề mặt của cam ở điểm D là cung tròn tâm C bán kính L. Xác định khoảng cách d cần thiết để bộ phận hãm làm việc. Biết rằng hệ số ma sát trượt tĩnh giữa bề mặt cam và vật B bằng 0,2 hoặc có thể lớn hơn.

Ví Dụ: Cho cơ cấu phanh tại vị trí như hình vẽ lực P = 0, lò xo bị nén một đoạn 30mm. Chọn hằng số độ cứng của lò xo, k, để có thể hãm được bánh đà dưới tác dụng của ngẫu lực Biết M=100N.m. rằng hệ số ma sát tĩnh giữa má trượt hãm và bánh đà bằng 0,2.