SỨC BỀN VẬT LIỆU
GV: ThS. TRƯƠNG QUANG TRƯỜNG KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM
Sức Bền Vật Liệu
Chương 1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 2 -
CHƯƠNG 1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. Nhiệm vụ – Đối tượng
2. Tính đàn hồi của vật thể
3. Các giả thuyết đối với vật liệu
4. Các loại biến dạng và chuyển vị
5. Ngoại lực – Nội lực
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 3 -
1. NHIỆM VỤ - ĐỐI TƯỢNG
Vị trí
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 4 -
1. NHIỆM VỤ - ĐỐI TƯỢNG
Nhiệm vụ
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 5 -
1. NHIỆM VỤ - ĐỐI TƯỢNG
Nhiệm vụ
Tính toán độ bền: chi tiết không bị phá hỏng (đứt, gẫy, trượt,…
Tính toán về độ cứng: chi tiết không bị biến dạng
quá lớn.
Tính toàn về độ ổn định: chi tiết luôn giữ được
hình dạng ban đầu.
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 6 -
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 7 -
1. NHIỆM VỤ - ĐỐI TƯỢNG
Đối tượng
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 8 -
1. NHIỆM VỤ - ĐỐI TƯỢNG
Đối tượng
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 9 -
1. NHIỆM VỤ - ĐỐI TƯỢNG
Đối tượng
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 10 -
1. NHIỆM VỤ - ĐỐI TƯỢNG
Ba dạng bài toán cơ bản của Sức bền vật liệu
Kiểm tra các điều kiện bền
Xác định kích thước
Xác định tải trọng cho phép
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 11 -
1. NHIỆM VỤ - ĐỐI TƯỢNG
Ba dạng bài toán cơ bản của Sức bền vật liệu
Bài toán tĩnh định: số phương trình = số ẩn số
Tính các thành phần nội lực chỉ cần dựa vào các phương trình cân bằng tĩnh học
Bài toán siêu tĩnh: số phương trình < số ẩn số
Không thể tính được các thành phần nội lực nếu chỉ cần dựa vào các phương trình cân bằng tĩnh học
Cách giải: bổ sung thêm các phương trình biến dạng, phương trình vật lý
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 12 -
1. NHIỆM VỤ - ĐỐI TƯỢNG
Phương pháp tính
Để xây dựng phương pháp tính, dựa vào:
Phương trình cân bằng tĩnh (hay động)
Phương trình biến dạng
Phương trình vật lý
Phương pháp tính:
Phương pháp cộng tác dụng
Nguyên lý độc lập tác dụng
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 13 -
1. NHIỆM VỤ - ĐỐI TƯỢNG
Phương pháp tính
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 14 -
2. TÍNH ĐÀN HỒI CỦA VẬT LIỆU
Vật thể đàn hồi tuyệt đối
Sức bền vật liệu nghiên cứu
sự làm việc của vật thể trong
giới hạn đàn hồi
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 15 -
3. CÁC GIẢ THUYẾT ĐỐI VỚI VẬT LIỆU
GT1: vật liệu có tính liên tục, đồng nhất và đẳng
hướng
GT2: vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi
=> đàn hồi tuyệt đối
GT3: biến dạng của vật thể rất bé so với kích thước
của chúng
GT4: trạng thái ứng suất và biến dạng không phụ
thuộc vào cách đặt lực, chỉ phụ thuộc vào hợp lực
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 16 -
3. CÁC GIẢ THUYẾT ĐỐI VỚI VẬT LIỆU
GT4:
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 17 -
4. CÁC LOẠI BIẾN DẠNG VÀ CHUYỂN VỊ
- Kéo (Tensile Stress)
- Nén (Compression Stress)
- Uốn (Bending Stress)
- Xoắn (Torsion Stress)
- Cắt trượt (Shear Stress)
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 18 -
4. CÁC LOẠI BIẾN DẠNG VÀ CHUYỂN VỊ
1. Kéo – nén:
Chi tiết chịu tác dụng bởi những lực đặt dọc theo
chiều trục thanh
Chuyển vị: độ dãn hay độ co
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 19 -
4. CÁC LOẠI BIẾN DẠNG VÀ CHUYỂN VỊ
2. Uốn:
Chi tiết chịu tác dụng bởi những lực vuông góc với
trục thanh, trục thanh sẽ bị cong đi
Chuyển vị: độ võng & góc xoay
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 20 -
4. CÁC LOẠI BIẾN DẠNG VÀ CHUYỂN VỊ
3. Xoắn:
Ngoại lực nằm trong các mặt phẳng vuông góc với trục thanh và tạo nên các ngẫu lực trong những mặt phẳng đó
Chuyển vị: góc xoắn tuyệt đối & góc xoắn tương đối
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 21 -
4. CÁC LOẠI BIẾN DẠNG VÀ CHUYỂN VỊ
4. Cắt trượt:
Dưới tác dụng của ngoại lực, một phần này của thanh có xu hướng trượt đối với phần khác
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 22 -
4. CÁC LOẠI BIẾN DẠNG VÀ CHUYỂN VỊ
Biến dạng dài:
Biến dạng góc:
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 23 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
1. Ngoại lực:
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 24 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
1. Ngoại lực:
Lực
Momen
Lực tập trung
Tải trọng
Lực phân bố
Tải trọng tĩnh
Tải trọng động
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 25 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
1. Ngoại lực:
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 26 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
1. Ngoại lực:
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 27 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
1. Ngoại lực:
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 28 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
1. Ngoại lực:
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 29 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
1. Ngoại lực: Momen
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 30 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
1. Ngoại lực: Phản lực liên kết
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 31 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
2. Nội lực:
a) Nội lực – Phương pháp mặt cắt
Nội lực + Ngoại lực = 0 => Nội lực
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 32 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
2. Nội lực:
b) Ứng suất tại một điểm
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 33 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
2. Nội lực:
b) Ứng suất tại một điểm
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 34 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
2. Nội lực:
b) Ứng suất tại một điểm
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 35 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
2. Nội lực:
c) Các thành phần nội lực
Hợp lực R trên mặt cắt ngang.
R: phương, chiều, điểm đặt bất kỳ
Dời R về trọng tâm => momen
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 36 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
2. Nội lực:
c) Các thành phần nội lực
Nội lực + Ngoại lực = 0 => Nội lực
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 37 -
5. NGOẠI LỰC – NỘI LỰC
2. Nội lực:
d) Quan hệ ứng suất và các thành phần nội lực
trên MCN
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
- 38 -
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ
Ths. Trương Quang Trường Trường ĐH Nông Lâm TPHCM
