Bài giảng Sức bền vật liệu 2 - Chương 12: Thanh chịu tải trọng động

Bài giảng Sức bền vật liệu 2 - Chương 12: Thanh chịu tải trọng động. Chương này cung cấp cho học viên những nội dung về: các khái niệm chung; bài toán thanh chuyển động thẳng với gia tốc không đổi; bài toán dao động; bài toán va chạm;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Sức bền vật liệu 2 - Chương 12: Thanh chịu tải trọng động®¹i häc Chương 12 Thanh chịu tải trọng động TO BE AN ENGINEER Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 2(31) Chapter 9 E-mail: tpnt2002@yahoo.com Thanh chịu tải trọng động12.1. Các khái niệm chung12.2. Bài toán thanh chuyển động thẳng với gia tốc không đổi12.3. Bài toán dao động12.4. Bài toán va chạm University of Architechture 12.1. Các khái niệm chung1. Tải trọng tĩnhTải trọng có phương, chiều và độ lớn không thay đổi hoặc thay đổi rất ít theo thời gian, không làm phát sinh lực quán tính2. Tải trọng độngTải trọng thay đổi theo thời gian hoặc thay đổi đột ngột, làm cho hệ phát sinh lực quán tính.3. Phân loại tải trọng động: theo gia tốc chuyển động• Chuyển động với gia tốc không đổi – Chuyển động tịnh tiến: chuyển động dây cáp cân cẩu, thang máy, vận thăng xây dựng,… – Chuyển động quay: vô lăng quay, trục truyền động,.. University of Architechture 12.1. Các khái niệm chung• Chuyển động với gia tốc thay đổi theo thời gian – Bài toán dao động: dao động của bệ máy, móng nhà, đầm rung,…• Chuyển động với gia tốc thay đổi đột ngột - Bài toán va chạm: búa máy, sóng đập vào đê, kè, …4. Phương pháp nghiên cứu bài toán động - Các đại lượng nghiên cứu do tải trọng động gây nên: Sđ (ứng suất, biến dạng, chuyển vị,…) - Các đại lượng nghiên cứu do tải trọng động nhưng coi là tĩnh gây nên: St (ứng suất, biến dạng, chuyển vị,…) Sđ=Kđ.St Kđ - hệ số động => Cần tìm University of Architechture 12.1. Các khái niệm chung• Phương pháp xác định hệ số động – Phương pháp tĩnh – áp dụng nguyên lý D’Alambert: một vật thể chuyển động được xem là cân bằng dưới tác dụng của lực quán tính và các lực tĩnh – Phương pháp năng lượng - Định luật bảo toàn năng lượng• Các giả thiết – Tính chất vật liệu khi chịu tải trọng tĩnh và động là như nhau – Các giả thiết về biến dạng cho trường hợp tải trọng động và tải trọng tĩnh là như nhau University of Architechture 12.2. Bài toán thanh chuyển động tịnh tiến với gia tốc không đổi• Dây cáp, một đầu treo vật nặng Nđ Nttrọng lượng P, chuyển động đi lên, anhanh dần đều với a=const• γ, A - trọng lượng riêng và diện γ, Atích mặt cắt ngang của dây cáp z Tìm liên hệ giữa Nt và Nđ => Kđ• Khi dây cáp đứng yên: P P N t = P + γ Az Pd P Pd=γAz• Khi dây cáp chuyển động: Pqt(d) P γ AzN d = P + γ Az + a+ a g g Pqt(P) Kđ>1? ⎛ a⎞ ⎛ a⎞ N d = ⎜ 1 + ⎟ ( P + γ Az ) K d = ⎜1 + ⎟ ⎝ g⎠ ⎝ g⎠ Kđ>1? University of Architechture Ví dụ 12.1 Một dầm thép chữ I số 40 φ10được cần cẩu nâng lên caobởi hai sợi dây thép φ10 vớigia tốc chuyển động a=5m/s2. L=5m No40 Hãy xác định ứng suấtpháp lớn nhất xuất hiện trongdây và dầm thép khi cần cẩulàm việc.Tra bảng thép chữ I số 40 có: q=561N/m; Wx=947cm3 a 5Hệ số động: K d = 1 + = 1 + = 1,5 g 10 qL 2qLDây thép chịu kéo đúng tâm bởi trọng σ tday = =lượng dầm chữ I. Ứng suất tĩnh trong dây: πd2 πd2 2 4 University of Architechture Ví dụ 12.1Ứng suất động trong dây thép khi cần cẩu làm việc: 2680 ( N / cm 2 ) 2,561.5 σ day = K d .σ day = 1,5 d t π .12 σ dday = 2,68kN / cm 2Dầm chữ I chịu uốn bởi tải trọng bản thân phân bố đều trên chiềudài. Ứng suất tĩnh lớn nhất trong dầm: M max qL2 σ tdam = = Wx 8WxKhi cần cẩu làm việc, ứng suất đ ...