Bài giảng sức bền vật liệu - Nam Định

Chia sẻ: Vu Thi Thuy | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:459

Thêm vào BST

Báo xấu

676
lượt xem 319
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các bộ phận của máy móc, công trình cần: - đảm bảo đủ độ bền - đảm bảo đủ độ cứng - đảm bảo độ ổn định khi chiụ tać duṇ g của tải trọng Các môn khoa học nghiên cứu độ bền: lý thuyết đàn hồi, lý thuyết dẻo, từ biến, cơ học phá huỷ vật liệu, sức bền vật liệu (SBVL)…SBVL nghiên cứu các nguyên tắc chung, làm cơ sở cho việc tính toán các chi tiết, bộ phận của máy móc công trình theo độ bền, độ cứng và độ ổn định....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng sức bền vật liệu - Nam Định

SỨC BỀN VẬT LIỆU τ σ NAM ĐỊNH - 2009
Chương I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Nhiệm vụ của môn học Sức bền vật liệu (SBVL). • Tải trọng: - hỗn hợp khí lên đáy pítông , -trọng lượng hàng hoá vận chuyển lên satxi của xe tải, -lực cản cắt, -trọng lượng của đoàn xe di chuyển trên cầu, -tác dụng của dòng nước chảy, của gió bão lên Tải trọng là ngoại lực . cầu v. v. .
Các bộ phận của máy móc, công trình cần: - đảm bảo đủ độ bền - đảm bảo đủ độ cứng - đảm bảo độ ổn định ̣ ́ ̣ ̉ ̉ ̣ khi chiu tac dung cua tai trong Các môn khoa học nghiên cứu độ bền: lý thuyết đàn hồi, lý thuyết dẻo, từ biến, cơ học phá huỷ vật liệu, sức bền vật liệu (SBVL)… SBVL nghiên cứu các nguyên tắc chung, làm cơ sở cho việc tính toán các chi tiết, bộ phận của máy móc công trình theo độ bền, độ cứng và độ ổn định.
-Đủ độ bền: kết cấu có khả năng tiếp nhận tải trọng quy định mà không bị phá huỷ trong thời gian quy định của tuổi thọ. - Đủ độ cứng: trong khi nhận và truyền tải trọng những thay đổi kích thước hình học không vượt quá giá trị cho phép nhằm đảm bảo cho việc sử dụng công trình một cách bình thường, đáp ứng được các yêu cầu công nghệ. - Ổn định là khả năng bảo toàn được trạng thái cân bằng ban đầu của kết cấu trong quá trình chịu tải.
SBVL là môn khoa học được xây dựng trên cơ sở một số giả thuyết xuất phát từ những thực nghiệm cho phép đơn giản hoá nhiều vấn đề phức tạp, nhưng vẫn giữ được những tính chất cơ bản của hiện tượng được nghiên cứu. Mục đích và động lực phát triển của SBVL giải quyết mâu thuẫn giữa thoả mãn các yêu cầu về độ bền, độ cứng và độ ổn định với yêu cầu tiết kiệm nguyên vật liệu, giảm giá thành. SBVL nghiên cứu độ bền, độ cứng và độ ổn định của các chi tiết máy dạng thanh.
Sử dụng các kết quả nghiên cứu của SBVL để tính toán các máy móc, công trình cụ thể làm bằng các vật liệu khác nhau là nhiệm vụ của các môn học kỹ thuật cụ thể như Kết cấu kim loại, Kết cấu bêtông cốt thép, Máy nâng hạ và vận chuyển, Chi tiết máy… SBVL là môn học cơ sở kỹ thuật, là cầu nối giữa các môn học cơ bản như Toán, Vật lý. . . với các môn kỹ thuật cụ thể . Hiểu biết về SBVL là một phần kiến thức quan trọng, không thể thiếu được đối với các kỹ sư xây dựng, cơ khí.
• 1.2. Lực và biến dạng. Nội lực: lực liên kết giữa các phần tử của vật thể giữ cho vật thể tồn tại dưới hình dạng ta vẫn thấy. Ngoại lực: tác động cơ học của các vật thể kế cận, của môi trường bên ngoài lên vật thể được xét làm thay đổi hình dáng, kích thước của vật thể, làm thay đổi nội lực nghĩa là gây ra nội lực phụ. Tính chất của vật thể khôi phục lại hình dáng và kích thước ban đầu khi ngoại lực thôi tác dụng được gọi là tính chất đàn hồi. Vật thể là hoàn toàn đàn hồi nếu sau khi bỏ tải vật thể hoàn toàn trở lại hình dáng và kích thước ban đầu
Biến dạng biến mất sau khi bỏ tải được gọi là biến dạng đàn hồi. Vật thể không hoàn toàn đàn hồi: Nếu ngoại lực tác dụng lên vật thể đã cho vượt quá một giới hạn nào đó, sau khi bỏ tải vật thể không hoàn toàn trở lại hình dáng và kích thước ban đầu mà tồn tại một lượng biến dạng nào đó (lớn hay nhỏ). Phần biến dạng không biến mất sau khi bỏ tải gọi là biến dạng dư hay biến dạng dẻo .
• 1.3. Các giả thuyết cơ bản của SBVL. • 1. Trong giới hạn được xét vật liệu được coi là hoàn toàn đàn hồi, 2. Trong giới hạn được xét hệ thức giữa lực và biến dạng của vật thể là bậc nhất (định luật Húc). 3. Vật liệu cấu thành vật thể có tính chất liên tục , đồng nhất và đẳng hướng . 4. Biến dạng do ngoại lực gây ra rất nhỏ so với kích thước của vật thể nên có thể bỏ qua khi xác định tải trọng và phản lực liên kết. Lý thuyết SBVL - lý thuyết tuyến tính và gần đúng
1.4. Phân loại các chi tiết của máy móc công trình và sơ đồ tính toán. 1.4.1. Phân loại các chi tiết của máy móc, công trình. a/ Khối d/ Thanh thẳng b/ Bản e/ Thanh cong g/ Thanh không gian c/ Vỏ
Thanh là một vật thể hình học được tạo thành bởi một hình phẳng F dịch chuyển dọc theo đường tựa S sao cho trọng tâm của F luôn nằm trên S và F luôn nằm trong mặt phẳng pháp tuyến của S. S được gọi là trục thanh và F là mặt cắt ngang. Tuỳ theo F hình dạng của trục thanh người ta phân biệt thanh thẳng (S là đường thẳng,), S thanh cong (S là đường cong) và thanh không gian (S là một đường bất kỳ trong không gian).
1.4.2. Sơ đồ tính toán. P A B l A
1. 5. Ngoại lực và nội lực. Ngoại lực là những lực do môi trường, do các vật thể kế cận tác dụng lên vật thể được xét. Ngoại lực = tải trọng , phản lực liên kết. Tải trọng = lực chủ động. Phản lực liên kết là những lực ở những vị trí liên kết giữa vật thể đang được xét với những vật thể xung quanh khi có tác dụng của tải trọng M P B A C VA MA
Các loại tải trọng: * Lực tập trung , lực phân bố,momen tập trung. a/ b/ c/ d/ e/ M M Đơn vị đo lực tập trung là N, kN..., đơn vị đo lực phân bố theo chiều dài là N/m, kN/m..., đo lực phân bố theo bề mặt là N/m2, kN/m2...,đo lực phân bố theo thể tích là N/m3, kN/m3,đo momen là Nm,kNm…
• *Tải trọng tĩnh và tải trọng động. Tải trọng tĩnh tăng chậm theo thời gian cho đến khi đạt tới trị số cuối cùng sẽ dừng lại không thay đổi. Tải trọng động gây ra gia tốc lớn vì thế không thể bỏ qua lực quán tính. Ba loại liên kết thường gặp: R Gối đỡ bản lề di động R H H R R Gối đỡ bản lề cố định M Ngàm H H R R1 R2
Xác định các thành phần phản lực từ điều kiện cân bằng. Bài toán phẳng R R ∑ X = 0 ; ∑ Y = 0; ∑ M A = 0 . H H ( x, y không song song ) R R M ∑ M A = 0 ;∑ M B = 0 ;∑ MC = 0. H H R (A, B, C không thẳng hàng) R1 R2 ∑ M A = 0;∑ MB = 0;∑ X = 0. (AB không vuông góc với x) Bài toán không gian ∑ X = 0; ∑Y = 0; ∑ Z = 0; ∑ M x = 0; ∑ M y = 0; ∑ M z = 0.
y • 1.6. Phương pháp mặt cắt. P1 P1 z y M P2 z P2 x P z x P1 My y Sáu phương trình cân bằng xác định sáu Mz Qy thành phần nội lực : P2 Qz Mx Nx = −∑ Xi . Nx + ∑ Xi = 0 Nx x ∑X i -tổng hình chiếu của ngoại lực ở một bên mặt cắt xuống trục x. Nx - thành phần lực dọc của nội lực trên mặt cắt;
P HA P HA B A A M B M VA MA VA MA VB Bài toán tĩnh định: số thành phần phản lực liên kết bằng số phương trình cân bằng tĩnh học và nếu các liên kết được bố trí hợp lý thì có thể xác định được các thành phần phản lực liên kết bằng tĩnh học. Bài toán siêu tĩnh : số thành phần phản lực liên kết lớn hơn số phương trình tĩnh học (cần phải lập thêm các phương trình bổ sung). SBVL chỉ nghiên cứu phần nội lực phụ xuất hiện khi vật thể chịu tác dụng của ngoại lực
Nx + ∑ Xi = 0; Nx = −∑ Xi . Q y = − ∑ Yi ; Q y + ∑ Yi = 0; Qz + ∑ Z i = 0 ; Qz = − ∑ Z i ; M x = −∑ M xi ; M x + ∑ M xi = 0; M y + ∑ M yi = 0; M y = − ∑ M yi ; M z + ∑ M zi = 0; M z = − ∑ M zi .