BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐHCNHN
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN CƠ SỞ NGÀNH
NGÂN HÀNG CÂU HỎI MÔN SỨC BỀN VẬT LIỆU
(Dùng cho hệ đại học)
1/ Kéo – nén đúng tâm
Bài 1. Cho hệ thống thanh chịu lực như hình 1. Thanh
AB và thanh CD tuyệt đối cứng. Các lực tác dụng: P =
30kN, q = 10kN/m, a =1m. Các thanh treo có diện tích
mặt cắt ngang F1 = 6cm2, F2 = 8cm2 và ứng suất cho phép
[] = 16kN/cm2. Hãy kiểm tra độ bền các thanh treo?
Bài 2. Cho hệ thống thanh chịu lực như hình vẽ.
Thanh AB và thanh CD tuyệt đối cứng. Các lực
tác dụng: P = 20kN, q = 5kN/m, M = 10kNm.
Các thanh treo có diện tích mặt cắt ngang
F1=8cm2, F2 = F3 = 5cm2, ứng suất cho phép []
= 90 MN/m2.
1. Hãy kiểm tra độ bền các thanh treo.
2. Khi rời m về E thì lực tác dụng lên các
thanh treo có thay đổi như thế nào.
3. Giả sử 3 thanh treo đều có cùng mặt cắt
ngang là hình chữ nhật cạnh bxh. Tìm b, h để các
thanh làm việc an toàn.
Bài 3. Cho thanh chịu lực như hình vẽ. Thanh AB có mô đun
đàn hồi E = 2.104 kN/cm2, diện tích mặt cắt ngang F1 = 5cm2,
lực tác dụng P, l = 1m, a = 3mm. Hãy xác định giá trị lực P để
B chạm vào D?
P
1
2
A
B
C
D
q
M
2m
3
E
l/4
a
D
’’
P
A
B
C
3l/4
a
a
C
B
A
E
1
D
P
q
2
a
a
a
a
a
a
C
B
A
E
1
D
P
q
2
Bài 4. Cho hệ thống thanh chịu lực như hình vẽ. Thanh
AB và thanh CD tuyệt đối cứng. Các lực tác dụng:
P, q, a. Các thanh treo có diện tích mặt cắt ngang F1 =
5cm2, F2 = 8cm2 và ứng suất cho phép
[] = 16kN/cm2. Hãy kiểm tra độ bền các thanh treo?
Bài 5. Cho hệ chịu lực như hình 5: Biết FAC=10cm2, FCB=5cm2, [ϭ] = 160MN/m2,
P1=2P2=2P=100 kN, E=4.104KN/cm2. Hãy:
1. Vẽ biểu đồ lực dọc NZ?
2. Kiểm tra điều kiện bền của thanh?
Bài 6: Cho hệ thống thanh chịu lực như hình vẽ. Thanh
AB tuyệt đối cứng. Các lực tác dụng: P=10kN, q=5kN/m,
M =10kNm. Các thanh treo có diện tích mặt cắt ngang F1
= F2 = 3cm2, ứng suất cho phép [] = 16kN/cm2.
1. Hãy kiểm tra bền cho các thanh treo.
2. Giả sử 2 thanh treo đều có cùng mặt cắt ngang là
hình tròn đường kính d. Tính d để các thanh làm việc an
toàn.
Bài 7:
Thanh tuyệt đối cứng được treo bởi 3 thanh đàn hồi và chịu lực như trên hình vẽ .
Thanh 1, 2, 3 vật liệu giống nhau có diện tích mặt cắt ngang lần lượt là 1 cm2; 1,5
cm2; 2 cm2.
Hãy kiểm tra điều kiện bền cho ba thanh với
2
120 /MN m
=
P1
P2
a
a
B
A
a
a
C
P
a
a
a
A
B
C
D
1
2
q
M
Bài 8
Thanh tuyệt đối cứng AB được treo bởi 3 thanh đàn hồi chịu lực P như hình
vẽ. Hãy xác định diện tích mặt cắt ngang của các thanh đàn hồi nếu cho thanh 1
bằng thép, thanh 2 bằng đồng có diện tích mặt cắt ngang lớn gấp 3 lần diện tích
mặt cắt ngang của thanh 1, thanh 3 bằng nhôm có diện tích mặt cắt ngang lớn gấp
2 lần diện tích mặt cắt ngang của thanh 1.
Ứng suất cho phép của vật liệu làm các thanh đàn hồi lần lượt là:
2
/16 cmKN
T=
;
2
/6 cmKN
Đ=
;
2
/12 cmKN
N=
Bài 9: Dầm tuyệt đối cứng AB được giữ bởi các thanh treo 1 và 2 bằng thép có
chiều dài bằng nhau và có [] = 16kN/cm2 như hình vẽ . Hãy kiểm tra bền cho các
thanh treo? Biết P=100kN, diện tích tiết diện các thanh treo là F1 = 5cm2; F2 =
7cm2; mô đun đàn hồi E = 2.104kN/cm2.
A
1
B
D
1m 1m 1m
P
2
C
2/ Xoắn thuần túy
Bài 1. Trục tròn có đường kính thay đổi chịu
mômen tác dụng như hình 1. Biết đường kính các
đoạn là dAD = 10cm, dDB = 5cm.
Tính trị số cho phép của M? Biết [] =
4000N/cm2; [] = 0,2O/m, G = 8.106N/cm2.
Bài 2. Tính đường kính d cho trục truyền động theo điều kiện bền và điều kiện
cứng. Tại puli A trục nhận công suất truyền 15kW, giả sử hiệu suất truyền động là
100%, khi đó tại các puli B, C, H lần lượt truyền đi cụng suất 4kW, 8kW, 3kW
(hỡnh vẽ). Cho []=2kN/cm2, [] = 0,40/m, G= 8.103kN/cm2, tốc độ môtơ
150vg/phút.
M
a
B
A
D
a
C
a
M
800 Nm
600 Nm
1m
0,5m
0,5m
B
A
C
D
Bài 3. Cho trục có đường kính không đổi d = 5cm chịu xoắn như hình vẽ.
1. Vẽ biểu đồ mô men xoắn và tính ứng suất tiếp lớn nhất của trục.
2. Tính góc xoắn tại C, biết G = 8.106 N/cm2.
Bài 4. Trục tròn có đường kính thay đổi chịu các mômen như hình vẽ. M=15kNm,
a=2m, đường kính các đoạn là dAC =2dCB=2d, các đặc trưng vật liệu của trục [] =
60 MN/m2; [] = 0,25 O/m, G = 8.106N/cm2.
1. Vẽ biểu đồ mômen xoắn nội lực của trục.
2. Tìm d.
Bài 5. Trục tròn có đường kính thay đổi chịu mômen như hình vẽ. Biết đường
kính các đoạn là dAC = 10cm, dCB = 8cm.
1. Tính trị số cho phép của M, biết [] = 3000 N/cm2; [] = 0,25 O/m, G =
8.106N/cm2.
2. Với trị số [M] đó, tính góc xoắn tại C.
M
B
A
C
0,5m
2M
M
a
a
B
A
C
a
a