Sức bền vật liệu: Tập 1 (Phần 1)

Tài liệu Sức bền vật liệu: Tập 1 (Phần 1) của Hoàng Thắng Lợi trình bày về ngoại lực và nội lực, ứng suất chuyển vị và biến dạng; kéo nén thanh thẳng; trạng thái ứng suất; đặc trưng hình học của mặt cắt cong. Mời các bạn tham khảo Tài liệu để bổ sung thêm kiến thức về lĩnh vực này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sức bền vật liệu: Tập 1 (Phần 1) Hoàng Thắng LợiSỨC BỀN VẬT LIỆU Tập I Chương 1 MỞ ĐẦU §1 NHIỆM VỤ VÀ ĐỐI TƯỢNG CỦA MÔN SỨC BỀN VẬT LIỆU I. Nhiệm vụ môn học. Để giữ nguyên hình dạng và kích thước ban đầu, mọi vật thể rắn đều bao gồm haithuộc tính cơ bản là tính hèn và tính cứng. Nhờ hai tính chất đó, khi ngoại lực tác dụngvào vật còn chưa vượt quá một trị số xác định, vật đó vẫn chưa bị phá huỷ và không bịthay đổi một cách đáng kể kích thước hình học ban đầu. Sức bền vật liệu là khoa học nghiên cứu về độ bền, độ cứng và sự ổn định củacông trình hay chi tiết máy dưới tác dụng của ngoại lực. + Độ bền của công trình hay chi tiết máy là khả năng làm việc lâu dài mà khôngbị nứt vỡ, không bị phá huỷ khi ngoại lực tác dụng chưa vượt quá trị số quy định củangười thiết kế. + Độ cứng của công trình gọi là được bảo đảm nếu các biến dạng của chúngkhông lớn đến mức làm ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của công trình. Ở đâybiến dạng chính tà sự thay đổi hình dạng và kích thước lan đầu + Sự ổn định của công trình hay chi tiết máy được bảo đảm nếu chúng không chínhững dịch chuyển hình học với tổng thể kết cấu, không có những dao động riêng cóthể cộng hưởng với dao động bên ngoài. Nhằm thực hiện từ yêu cầu đó sức bật vật liệu sẽ xoay quanh ba bài toán cơ bản: a) Kiểm tra sự làm việc của công trình dưới tác dụng của ngoại lực (kiểm trađiều kiện bền và cứng) b) Xác định kích thước công trình hay chi tiết máy. c) Xác định trị số lực lớn nhất có thể đặt lên công trình II. Đối tượng nghiên cứu của môn học 1. Vật rắn thức và tính đàn hồi. Sức bền vặt liệu nghiên cứu các vật thể rắn lực là những vật thể bị biến dạngdưới tác dụng của ngại lực. Khác với cơ học lý thuyết nghiên cứu chuyển động của cácvật rắn nên đã coi các vật thể là rắn tuyệt đối. Chính vì vậy khi trượt lực trên đường tácdụng của chúng, ý nghĩa của bài toán vẫn không thay đổi. Cơ lý thuyết xem hai bàitoán mô tả trên hình 1.a và 1.b là như nhau nghĩa là vật thể đều ở trạng thái cân bằng. 1 Khi chú ý đến biến dạng của vật thể, trường hợp a) khoảng cách giữa các chấtđiểm theo phương của lực P sẽ giảm đi, còn trường hợp b) khoảng cách đó sẽ tăng lên,ý nghĩa của hai bài toán là khác nhau. Một tính chất khác, ngược lại với tính biến dạng là tính đàn hồi, đó là khả năngkhôi phục lại hình dạng và kích thước ban đầu sau khi đã bỏ ngoại lực tác dụng đi.Những vật thể có tính đàn hồi được gọi là vật thể đàn hồi. Những vật thể nào sau khibỏ ngoại lực đi, khôi phục lại được hoàn toàn hình dạng và kích thước ban đầu đượcgọi là vật thể có tính đàn hồi tuyệt đối, còn nếu không khôi phục lại được hoàn toànhình dạng và kích thước ban đầu. Ta nói vật thể có tính đàn hồi không tuyệt đối. Phầnbiến dạng còn lại được gọi là biến dạng dư hay bia dạng dẻo. Rõ rằng với cách phân loại như vậy, tính đàn hồi của một loại vật thể nào đó sẽphụ thuộc vào bản chất của vật liệu, trị số của ngoại lực tác dụng và hình dạng vật thể.Với đa số kim loại khi ngoại lực còn nhỏ thì tính đàn hồi là tuyệt đối nhưng khi ngoạilực đã vượt quá một trị số giới hạn nào đó thì tính đàn hồi lại là không tuyệt đối. Mặtkhác với cùng một ngoại lực, tính luân hồi của một lò xo và một viên bị làm bằng cùngmột loại vật liệu sẽ khác nhau. Giai đoạn mà tính đàn hồi của vật thể là đàn hồi tuyệtđối được gọi là giai đoạn đàn hồi, những biến dạng phát sinh trong giai đoạn này đượcgọi là biến dạng đàn hồi. 2- Hình dạng vật thể nghiên cứu: Mặc dù các công trình hay chi tiết máy mà sức bền nghiên cứu có hình dạng rấtkhác nhau song đều có thể sắp xếp chúng vào một trong ba loại sau đây: a) Khối. là những vật thể có kích thước theo ba phương trong hệ toạ độ để cáctương đương như nhau. Ví dụ: các viên bi trụ, viên bi cầu trong ồ bi, đe thợ rèn... b) Tấm- Vỏ: là những vật thể có kích thước theo một phương nào đó nhỏ hơnnhiều so với hai phương còn lại. Ví dụ như cánh cửa, cánh quạt máy, tuốc bin, thùngđựng xăng, toa xe lửa... 2 c) Thanh: Là những vật thể có kích thước theo một phương lớn hơn nhiều so vớihai phương còn lại. Đây là vật thể chủ yếu mà sức bền nghiên cứu cho nên ta sẽ đưa ranhững định nghĩa cụ thể cho một thanh như sau: + Cho một đường cong trong không gian, ba chiều z = f (x,y) và một diện tích Fcó trọng tâm là 0. Di chuyển diện tích F trong không gian sao cho trung tâm 0 luônluôn nằm trên đường cong z và F luôn vuông góc với z. Hình khối mà diện tích F tạonên khi di chuyển được gọi là thanh (hình 2). + Đường cong z được gọi là trục thanh và F được gọi là mặt cắt ngang của thanh.Nếu khi di chuyển diện tích F không thay đổi ta có thanh mặt cắt nga ...