Bài giảng Cơ học ứng dụng: Chương 6 - ThS. Nguyễn Thanh Nhã

Bài giảng Cơ học ứng dụng: Chương 6 - Tính bền thanh khi ứng suất không đổi, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Phân loại các trường hợp chịu lực của thanh; thiết lập công thức tính ứng suất pháp tổng quát; tính bền khi thanh chịu kéo nén đúng tâm; tính bền khi thanh chịu uốn thuần túy;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ học ứng dụng: Chương 6 - ThS. Nguyễn Thanh NhãChương VI Tính bền thanh khi ứng suất không đổiNguyễn Thanh NhãBộ môn Cơ Kỹ Thuật – Khoa Khoa Học Ứng Dụng – 106B4ĐT: 08.38660568 – 0908568181Email: thanhnhanguyendem@gmail.com Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCMChương VI: Tính bền thanh khi ứng suất không đổi6.1. Khái niệm6.1.1. Khái niệm - Là tính toán thanh đảm bảo điều kiện bền. - Tính mức độ chịu lực thanh sao cho không bị phá vỡ khi làm việc max     ; max     Trong chương này chỉ xét ứng suất là hằng số (không thay đổi theo thời gian, nhiệt độ, sự hoạt động của chi tiết máy…)Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCMChương VI: Tính bền thanh khi ứng suất không đổi6.1. Khái niệm6.1.2. Phân loại các trường hợp chịu lực của thanh a. Trường hợp chịu lực đơn giản Khi trên mặt cắt của thanh chỉ có một thành phần nội lực 1. N z (lực dọc trục): thanh chịu 2. Q y (lực cắt): thanh chịu cắt kéo nén đúng tâm 3. M x (moment uốn): thanh 4. M z (moment xoắn): thanh chịu uốn thuần túy chịu xoắn thuần túyNguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCMChương VI: Tính bền thanh khi ứng suất không đổi6.1. Khái niệm6.1.2. Phân loại các trường hợp chịu lực của thanh a. Trường hợp chịu lực phức tạp Khi trên mặt cắt của thanh chỉ có từ hai thành phần nội lực trở lên 1. Q y , M x : thanh chịu uốn ngang 2. M x , M y : thanh chịu uốn xiên phẳng 3. M x , M y , N z : thanh 4. M x , M y , M z : thanh chịu uốn chịu uốn và kéo nén đồng thời và xoắn đồng thờiNguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCMChương VI: Tính bền thanh khi ứng suất không đổi6.2. Thiết lập công thức tính ứng suất pháp tổng quát Hai giả thiết về mặt cắt ngang Giả thiết về các thớ dọc: Trong quá trình biến dạng, các thớ dọc không xô đẩy lẫn nhau, tức là x y  0 , chỉ tồn tại z theo phương song song trục thanh Giả thiết về mặt cắt ngang: Trong quá trình biến dạng, các mặt cắt ngang luôn phẳng và vuông góc với trục thanh. Không có ứng suất tiếp trên mặt cắt ngang.  zx   zy   xy  0Nguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCMChương VI: Tính bền thanh khi ứng suất không đổi6.2. Thiết lập công thức tính ứng suất pháp tổng quát Từ những giả thiết trên, có thể chứng minh rằng để thiết lập công thức tính ứng suất pháp tổng quát cho thanh, ta chỉ cần tính một ứng suất pháp  z theo phương song song trục thanh. Giả sử xét 1 thanh chịu lực sao cho trên mặt cắt ngang của thanh có các thành phần nội lực N z , M x , M y liên hệ vi phân với  z bằng các biểu thức:   N z    z dF Mx  F Qx O Nz z  My  M x    z ydF x Qy  F  M   xdF  y  z y  F Từ định luật Hooke  z  E z ta chứng minh được công thức: Nz M x My z   y x (*) F Jx JyNguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCMChương VI: Tính bền thanh khi ứng suất không đổi6.3. Tính bền khi thanh chịu kéo nén đúng tâm Khi thanh chịu kéo nén đúng tâm, trên mặt cắt ngang chỉ có thành phần  z Nz z  F Ứng suất pháp phân bố đều trên mặt cắt ngang của thanh Điều kiện bền của thanh: Nz  z max  max    FNguyễn Thanh Nhã Bộ môn Cơ Kỹ Thuật – Đại học Bách Khoa Tp.HCMChương VI: Tính bền thanh khi ứng suất không đổi6.4. Tính bền khi thanh chịu uốn thuần túyKhi thanh chịu uốn thuần túy thì trên mặt cắt ngang chỉ có thànhphần moment uốn M x, nên công thức tính ứng suất pháp là Mx z  y Jx Ứng suất pháp là hàm phân bố bậc nhất theo phương y. Những điểm nằm trên đường song song với trục x có cùng giá trị z Những điểm có y  0   z  0 , ta có lớp trung hòa, trên mặt cắt ngang là trục trung hòa x, chia mặt cắt ra thành 2 vùng bị kéo  z ...