Mục lục
NguyÔn Danh Tr-êng
- 1 -
MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................... - 1 -
Bài Mở đầu: MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA MÔN HỌC .. - 5 -
Chương 1: TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT ............................................................... - 6 -
§1. Khái niệm về ứng suất, trạng thái ứng suất ................................................... - 6 -
1.1 Ứng suất ..................................................................................................... - 6 -
1.2 Khái niệm về trạng thái ứng suất ............................................................... - 7 -
1.3 Định luật đối ứng của ứng suất tiếp .......................................................... - 8 -
1.4 Công thức xoay trục ................................................................................... - 9 -
§2. Ứng suất chính, phương chính Tenxơ ng suất ........................................ - 11 -
2.1 Ứng suất chính – Phương chính .............................................................. - 11 -
2.2 Tenxơ ứng suất ......................................................................................... - 15 -
§3. Trạng thái ứng suất phẳng ............................................................................ - 16 -
§4. Trạng thái ứng suất cầu, trạng thái ứng suất lệch ........................................ - 20 -
§5. Mặt ứng suất pháp ........................................................................................ - 21 -
§6. Phương trình vi phân cân bằng .................................................................... - 22 -
Chương 2: TRẠNG THÁI BIẾN DẠNG ........................................................... - 23 -
§1. Các khái niệm ban đầu ................................................................................. - 23 -
1.1 Chuyển vị .................................................................................................. - 23 -
1.2 Biến dạng dài ........................................................................................... - 23 -
1.3 Biến dạng góc........................................................................................... - 25 -
§2. Biến dạng chính - phương chính biến dạng - Tenxơ biến dạng .................. - 27 -
2.1 Tenxơ biến dạng ....................................................................................... - 27 -
2.2 Biến dạng chính và phương chính biến dạng .......................................... - 28 -
§3. Vòng tròn Mo biến dạng .............................................................................. - 31 -
§4. Tenxơ biến dạng cầu, tenxơ biến dạng lệnh ................................................ - 32 -
§5. Phương trình tương thích biến dạng ............................................................ - 32 -
Chương 3: QUAN HỆ GIỮA ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG ......................... - 35 -
§1. Các hằng số đàn hồi ..................................................................................... - 35 -
1.1 Chứng minh phương chính ứng suất trùng với phương trình biến dạng . - 35 -
1.2 Hệ số đàn hồi trong vật liệu đẳng hướng ................................................ - 36 -
1.3 Hệ số đàn hồi trong trạng thái ứng suất đơn .......................................... - 38 -
1.4 Hệ số đàn hồi trong trạng thái ứng suất khối - Định luật Hooker tổng
quát - 39 -
Mục lục
NguyÔn Danh Tr-êng
- 2 -
§2. Thế năng biến dạng đàn hồi ......................................................................... - 40 -
§3. Các phương pháp cơ bản giải bài toán đàn hồi ............................................ - 41 -
Chương 4: ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT NGANG ................ - 47 -
§1. Các định nghĩa ............................................................................................. - 47 -
1.1 Mômen tĩnh.......................................................................................... - 47 -
1.2 Mômen quán tính ................................................................................ - 47 -
§2. Công thức chuyển trục song song ................................................................ - 48 -
§3. Công thức xoay trục ..................................................................................... - 49 -
§4. Ví dụ tính đặc trung hình học của một số hình đơn giản ............................. - 50 -
4.1 Hình tam giác vuông ................................................................................ - 51 -
4.2 Hình nửa hình tròn ................................................................................... - 52 -
4.3 Hình quạt .................................................................................................. - 53 -
4.4 Hình chữ nhật ........................................................................................... - 53 -
4.5 Hình tròn .................................................................................................. - 53 -
4.6 Xác định trọng tâm, hệ trục quán tính chính trung tâm của hình phẳng được
ghép từ các hình phẳng đã có trọng tâm ....................................................... - 54 -
Chương 5: THANH, NỘI LỰC TRONG THANH ........................................... - 55 -
§1.Một số định nghĩa về thanh, liên kết thanh ................................................... - 55 -
§2. Nội lực trong thanh ...................................................................................... - 56 -
§3. Tương quan giữa nội lực và ứng suất .......................................................... - 57 -
§4. Tương quan giữa nội lực và cường độ tải trọng phân bố trong bài toán phẳng . -
57 -
§5. Biểu đồ nội lực ............................................................................................. - 58 -
5.1 Trường hợp thanh thẳng .......................................................................... - 58 -
5.2 Trường hợp khung phẳng......................................................................... - 60 -
5.3 Trường hợp thanh cong ........................................................................... - 61 -
5.4 Trường hợp khung không gian ................................................................. - 63 -
Chương 6: THANH CHỊU UỐN - KÉO(NÉN) ................................................. - 64 -
§1. Trạng thái ứng suất của thanh chịu uốn – kéo(nén) ..................................... - 64 -
§2. Các trường hợp riêng ................................................................................... - 66 -
2.1 Thanh chịu kéo(nén) đúng tâm ........................................................... - 66 -
2.2 Uốn thuần túy ...................................................................................... - 66 -
2.3 Uốn xiên ................................................................................................... - 67 -
2.4 Kéo (nén) lệch tâm ................................................................................... - 68 -
§3. Thí nghiệm kéo và nén vật liệu .................................................................... - 69 -
Mục lục
NguyÔn Danh Tr-êng
- 3 -
3.1 Thí nghiệm kéo .................................................................................... - 69 -
3.2 Thí nghiệm nén .................................................................................... - 71 -
§4. Các điều kiện dẻo và điều kiện bền ............................................................. - 73 -
4.1 Điều kiện dẻo của Culong-Tơretska ................................................... - 73 -
4.2 Điều kiện dẻo của Vông Midet ............................................................ - 73 -
4.3 Biểu diễn hình học của điều kiện dẻo ................................................. - 74 -
4.4 Đường nội tại – Thuyết bền của Mohr ................................................ - 76 -
Chương 7: UỐN NGANG PHẲNG .................................................................... - 78 -
§1. Ứng suất của dầm chịu uốn ngang phẳng .................................................... - 78 -
1.1 Định nghĩa ................................................................................................ - 78 -
1.2 Công thức của ứng suất tiếp .................................................................... - 78 -
§2. Áp dụng với một số mặt cắt thường gặp ...................................................... - 80 -
§3. Điều kiện bền của dầm chịu uốn ngang phẳng ............................................ - 83 -
§4. Dầm chống uốn đều và dầm có mặt cắt hợp lý ............................................ - 84 -
Chương 8: ĐƯỜNG ĐÀN HỒI ........................................................................... - 87 -
§1. Định nghĩa và nhận xét ................................................................................ - 87 -
§2. Phương trình vi phân của đường đàn hồi ..................................................... - 87 -
§3. Các phương pháp xác định đường đàn hồi .................................................. - 88 -
3.1 Phương pháp tích phân không định hạn .................................................. - 88 -
3.2 Phương pháp thông số ban đầu ............................................................... - 89 -
3.3 Phương pháp dầm giả tạo ........................................................................ - 91 -
Chương 9: XOẮN THUẦN TÚY ........................................................................ - 93 -
§1. Khái niệm chung .......................................................................................... - 93 -
§2. Xoắn thuần túy thanh tiết diện tròn ............................................................. - 93 -
2.1 Thí nghiệm ................................................................................................ - 93 -
2.2 Giả thuyết về biến dạng ........................................................................... - 94 -
2.3 Ứng suất thanh chịu xoắn ................................................................... - 94 -
2.4 Biến dạng thanh chịu xoắn.................................................................. - 97 -
2.5 Điều kiện bền và điều kiện cứng thanh chịu xoắn .............................. - 97 -
2.6 Các dạng bài toán cơ bản ................................................................... - 98 -
2.7 Các ví dụ ............................................................................................. - 98 -
§3. Xoắn thanh mặt cắt bất kỳ ......................................................................... - 101 -
3.1 Công thức ứng suất và biến dạng .......................................................... - 101 -
3.2 Một số trường hợp cụ thể .................................................................. - 103 -
Chương 10: BÀI TOÁN THANH CHỊU LỰC PHỨC TẠP .......................... - 105 -
Mục lục
NguyÔn Danh Tr-êng
- 4 -
§1. Uốn và xoắn đồng thời ............................................................................... - 105 -
1.1 Thanh tiết diện tròn chịu uốn, xoắn đồng thời ...................................... - 105 -
1.2 Thanh tiết diện hình chữ nhật chịu uốn, xoắn đồng thời ....................... - 106 -
§2. Uốn cộng kéo(nén) và xoắn đồng thời ....................................................... - 107 -
2.1 Thanh tiết diện tròn chịu uốn, kéo(nén) và xoắn đồng thời ................... - 107 -
2.2 Thanh tiết diện hình chữ nhật chịu uốn, kéo(nén) và xoắn đồng thời ... - 107 -
§3. Tính lò xo xoắn ốc hình trụ bước ngắn ...................................................... - 108 -
Bài Mở đầu
NguyÔn Danh Tr-êng
- 5 -
Bài Mở đầu: MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA MÔN HỌC
Một kỹ chế tạo máy thể thiết kế ra một chi tiết máy, một kỹ xây dựng
thiết kế một kết cấu dầm chịu lực…Những chi tiết máy hay dầm chịu lực đó thể
làm việc đạt yêu cầu đặt ra, nhưng vẫn đề tiếp theo cần quan tâm là chúng làm việc
đạt yêu cầu như vậy được trong bao lâu? Đó chính là vẫn đề tuối thọ. Giải quyết vấn
đề này chính là nhiệm vụ của môn học Sức bền vật liệu.
Mục địch chính của môn học là cung cấp cho người học những kiến thức bản
về phương pháp tính toán độ bền, độ cứng và ổn định của kết cấu chịu lực. Cụ thể là
tính toán cho hệ thanh, dầm, tấm, vỏ, thanh thành mỏng…. Từ đó người học thể
phân tích và thiết kế các kết cấu chịu lực đảm bảo:
- Độ bền: tức là đảm bảo cho kết cấu có một kích thước hợp lý nhất làm việc
trong một thời gian dài mà không bị hỏng.
- Độ cứng: tức đảm bảo cho kết cấu chịu lực có biến dạng nhưng vẫn nằm
trong một giới hạn cho phép.
- Ổn định: tức đảm bảo cho kết cấu khi làm việc luôn trong trạng thái cân
bằng ban đầu.
Đối tượng của môn học thuyết vật rắn tuyệt đối còn đối tượng nghiên
cứu của môn học Sức bền vật liệu vật rắn thực, biến dạng được làm từ các cật
liệu thực như: sắt, thép, gỗ, tong…với giả thuyết vật liệu tính liên tục
đồng nhất.
- Tính liên tục có nghĩa là tại mọi nơi trong vật thể đều có vật liệu
- Tính đồng nhât nghĩa tất mọi nơi trong vật thể, vật liệu đều tính chất
cơ, lý, hóa như nhau.
- Ngoài hai giả thuyết trên ta còn thừa nhận khi không có tác dụng của ngoại
lực thì trong lòng vật thể không tồn tại ứng suất, nói các khác vật thể không
có ứng suất ban đầu trước khi chịu tác dụng của ngoại lực.