Bài giảng Sức bền vật liệu chương 4+5: Trạng thái ứng suất và thuyết bền

Bài giảng "Sức bền vật liệu chương 4+5: Trạng thái ứng suất và thuyết bền" được biên soạn dành cho các em sinh viên, giúp các em nêu được những khái niêm về trạng thái ứng suất, trạng thái ứng suất trong bài toán phẳng - phương pháp giải tích, trạng thái ứng suất trong bài toán phẳng - phương pháp đồ thị, biểu diễn hình học trạng thái ứng suất khối,... Mời quý thầy cô và các em cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây nhé.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Sức bền vật liệu chương 4+5: Trạng thái ứng suất và thuyết bền Bài giảng Sức Bền Vật Liệu ____________________________________________________________________ Chương 4+5 TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT VÀ THUYÊT BỀN I. NHỮNG KHÁI NIÊM VỀ TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT. 1. Trạng thái ứng suất (TTƢS) tại một điểm. y Xét một điểm K trong một vật thể cân bằng và các P1 P2  mặt cắt qua K, trên các mặt cắt ấy có các ứng suất  pháp  và ứng suất tiếp.Các ứng suất này thay đổi K  P3 tùy vị trí mặt cắt (H.4.1). P4 Định nghĩa TTỨS: TTƯS tại một điểm bao gồm tất x z cả những thành phần ứng suất trên các mặt đi qua H.4.1. Ứng suất tại một điểm điểm ấy. TTƢS tại một điểm đặc trƣng cho mức độ chịu đựng của vật liệu tại điểm đó. Nghiên cứu TTƯS là tìm đặc điểm và liên hệ giữa các ứng suất ,, xác định ứng suất lớn nhất, nhỏ nhất để tính toán độ bền hay giải thích, đoán biết dạng phá hỏng của vật thể chịu lực. 2.Biểu diễn TTƯS tại một điểm Tưởng tượng tách một phân tố hình hộp vô cùng bé bao y y quanh điểm K. Các mặt phân tố song song với các trục tọa yz độ. yx Trên các mặt của phân tố sẽ có 9 thành phần ứng suất: xz +Ba ứng suất pháp: x , y , z  zy x zx +Sáu ứng suất tiếp. xy , yx , xz , zx , yz , zy , L  zxxy x zy Ứng suất pháp  có 1 chỉ số chỉ phương pháp tuyến mặt có   z L . z Ứng suất tiếp  có hai chỉ số: Chỉ số thứ nhất chỉ phương pháp tuyến của mặt cắt co , chỉ số thứ hai chỉ phương tiếp tuyến của . 3. Định luật đối ứng của ứng suất tiếp Trên hai mặt vuông góc, nếu mặt nầy có ứng suất tiếp hướng vào cạnh (hướng ra khỏi cạnh)thì mặt kia cũng có ứng suất tiếp hướng vào cạnh (hướng ra khỏi cạnh), trị số hai ứng suất bằng nhau ( H.4.3) xy  = yx ; xz=zx ; yz  =zy  (4.1) TTỨS tại một điểm còn 6 thành phần ứng suất. t H. 4.3 Ứng suất tiếp trên hai mặt vuông góc ______________________________________________________________ Chương 4: TTƯS 1 Lê Đức Thanh Bài giảng Sức Bền Vật Liệu ____________________________________________________________________ 4.Mặt chính, phương chính và ứng suất chính. Phân loại TTƯS Lý thuyết đàn hồi đã chứng minh rằng tại một điểm bất kỳ của vật thể chịu lực luôn tìm được một phân tố hình hộp vuông góc mà trên các mặt của phân tố đó chỉ có ứng suất pháp, mà không có ứng suất tiếp (H4.4a). -Mặt chính tại một diểm là mặt cắt qua điểm đó không có ứng suất tiếp -Phương chính là phương pháp tuyến của mặt chính. -Ứng suất chính là ứng suất pháp trên mặt chính (có thể dương, âm, hoặc bằng không)và ký hiệu là: 1 , 2 và 3. Quy ước: 1 > 2 > 3. Thí dụ : 1 = 200 N/cm2; 2 = 400 N/cm2; 3 = 500 N/cm2 Phân loại TTƯS: - TTƯS khối : Ba ứng suất chính khác không (H.4.4a). a b) c) H. 4.4 Các loại trạng thái ứng - TTƯS phẳng: Hai ứng suất chính suất khác không (H.4.4b). - TTƯS đơn: Một ứng suất chính khác không (H.4.4c). - TTƯS khối và TTƯS phẳng gọi là TTƯS phức tạp. II. TTỨS TRONG BÀI TOÁN PHẲNG- PHƢƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 1. Cách biểu diễn – quy ưóc dấu Cách biểu diển: y y y yx yx u u xy x x u  x xy uv x x xy yx b) y v z y H. 4.5 TTỨS trong bài toán phẳng Xét một phân tố (H.4.5a).Giả thiết mặt vuông góc với trục z là mặt chính có ứng suất pháp bằng không. (ứng suất tiếp bằng không). Để dễ hình dung, ta biểu diễn phân tố đang xét bằng hình chiếu của toàn phân tố lên mặt phẳng Kxy (H.4.5b). Quy ước dấu: +   0 khi gây kéo (hướng ra ngoài mặt cắt) +   0 khi làm cho phân tố quay thuận kim đồng hồ _________________________________________________ ...