ỔN ĐỊNH CỦA THANH THẲNG CHỊU NÉN

Trong bài mở đầu, chúng ta đã nói đến nhiệm vụ của môn Sức bền vật liệu làtính toán độ bền, độ cứng và độ ổn định của bộ phận công trình hay chi tiết máydưới tác dụng của các nguyên nhân bên ngoài. Các bài trước chúng ta đã khảo sátcách tính độ bền và độ cứng của thanh (hay hệ thanh) với các dạng chịu lực khácnhau. Bài này chúng ta sẽ nghiên cứu lý thuyết về sự ổn định của thanh thẳng chịunén đúng tâm....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ỔN ĐỊNH CỦA THANH THẲNG CHỊU NÉN -1- BÀI GIẢNG SỐ : 10 ỔN ĐỊNH CỦA THANH THẲNG CHỊU NÉN 1 - MỤC ĐÍCH: Giới thiệu kháí niệm về ổn định, phương pháp tính toán lực tới hạn củathanhchịu nén dọc. 2 - YÊU CẦU: Nắm khái niệm, xây dựng bài toán Ơ-le, công thức Iasinki áp dụng để giảinhững bài toán cụ thể. 3 - THỜI GIAN: 04 Tiết ( Lý thuyết: 02 tiết, Bài tập: 02 tiết) 4 - VAÄT CHAÁT ÑAÛM BAÛO: • Phoøng hoïc vaø caùc thieát bò giaûng daïy keøm theo. • Baøi giaûng, baûng bieåu neáu coù. • Taøi lieäu tham khaûo : [1] Leâ Hoaøng Tuaán- Buøi Coâng Thaønh. Söùc beàn vaät lieäuT1, T2. NXB KH&KT-1998. [2] Buøi Troïng Löïu- Nguyeãn Vaên Vöôïng. Baøi taäp SBVL. NXBGiaùo duïc-1996. 5 - PHÖÔNG PHAÙP TIEÁP CAÄN: a) Giôø lyù thuyeát : • Giaûng vieân : Chæ daån taøi lieäu nghieân cöùu vaø dieãn ñaït nhöõng ñieàu caàn chuù yù. • Hoïc vieân : Chuù yù nghe vaø ghi nhöõng ñieàu caàn thieát. b) Giôø baøi taäp : Giaûng vieân : Toå chöùc kieåm tra 15 phuùt, gôïi yù, giaûi ñaùp thaéc maéc, ra baøi taäp. Hoïcvieân : Laøm baøi kieåm tra vaø töï giaûi quyeát baøi taäp. c) Giôø thöïc haønh : Giaûng vieân : Höôùng daãn toùm taét, laøm thí nghieäm maåu, phaân nhoùm. -2- Hoïcvieân : Nghieân cöùu phöông phaùp, thöïc haønh thí nghieäm döôùi söï giaùm saùt cuûa TNV, vieát baùo caùo thu hoaïch. d) Noäi dung – phöông phaùp cuï theå : I. KHÁI NIỆM VỀ ỔN ĐỊNH Thời gian: 15 phút. Phương pháp: Thuyết trình. Trong bài mở đầu, chúng ta đã nói đến nhiệm vụ của môn Sức bền vật liệu làtính toán độ bền, độ cứng và độ ổn định của bộ phận công trình hay chi tiết máydưới tác dụng của các nguyên nhân bên ngoài. Các bài trước chúng ta đã khảo sátcách tính độ bền và độ cứng của thanh (hay hệ thanh) với các dạng chịu lực khácnhau. Bài này chúng ta sẽ nghiên cứu lý thuyết về sự ổn định của thanh thẳng chịunén đúng tâm. Ta có thể xét sự chịu lực nén đúng tâm của một thanh dài và mảnh (Hình10-1)để có khái niệm về sự ổn định của một hệ đàn hồi. Trên thanh tăng dần giá trịcủa lực P ta thấy hiện tượng sau: PPt R L L e) a) b) c) d) Hình 10-1 − Khi P còn nhỏ thanh chịu nén đúng tâm; nếu ta tác dụng một lực R rất nhỏthì thanh bị cong đi một chút. Nhưng nếu bỏ lực R đi thì thanh chở về vị trí banđầu, nó vẫn chịu nén đúng tâm. Thanh ở trạng thái cân bằng ổn định.(Hình 10 -1c). − Nếu tăng dần P lên đến một giá trị nào đó thanh vẫn thẳng. Nhưng nếu tatác dụng lực ngang R thì khi bỏ lực R đi thanh bị cong về một phía mà không trở vềtrạng thái ban đầu được. Khi đó thanh ở trạng thái tới hạn. Trị số lực P ứng vớitrạng thái tới hạn gọi là lực tới hạn Pth.(Hình 10 -1d). − Nếu tăng P lớn hơn Pth thì thanh cong rất nhanh và rễ bị phá hoại đột ngột. -3-Khi đó thanh ở trạng thái mất ổn định, biến dạng tăng khá nhanh.(Hình10 -1e). Quathực nghiệm ta thấy khi: P = 1,010 Pth thì f = 9 % L P = 1,015 Pth thì f = 22% L Sự phân tích trên đối với thanh có thể so sánh với sự cân bằng của vật rắn hìnhcầu đặt trên mặt lõm hay mặt lồi (Hình 10 -2). − Nếu hình cầa)được đặt trên mặt lõm ở vị trí thấp nhất (Hình 10-2a) thì u nếu đẩy nó ra khỏi vị trí cân bằng này nó lại trở về ngay vị trí cân bằng khi bỏ lực đẩy đi. Hình cầu ở vị trí cân bằng ổn định ì nh thanh chịu lực P b)Pth) H(như < 1i ở 2ị trí cao nhất thì nếu không có lực đẩy 0- v − Nếu để hình cầu trên mặt lồ ngang nó sẽ cân bằng tại vị trí này, nhưng nếu có lực đẩy ngang nó rời khỏi vị trí cân bằng và không thể trở về vị trí ban đầu được nữa. Hình cầu ở vị trí cân bằng không ổn định (như thanh chịu lực P≥ Pth). Trong thực tế ta thấy một số hiện tượng mất ổn định khác của hệ đàn hồi nhưdầm công son chịu lực, ống tròn chịu áp lực phân bố đều vv… Như vậy khi tínhtoán, thiết kế ta phải tính đến cả sự mất ổn định của công trình hay chi tiết máy,tức là tải trọng tính toán phải nhỏ hơn tải trọng cho phép về mặt ổn định. Cụ thể: Pth P≤ K od Ở đây: Pth là lực tới hạn được tính toán theo các kêt cấu cụ thể. Kođ ...