Slide bài giảng sbvl

SỨC BỀN VẬT LIỆU

NAM ĐỊNH - 2009





Chương I

NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN

- hỗn hợp khí lên đáy pítông ,

-trọng lượng hàng hoá vận chuyển lên satxi của

xe tải,

-lực cản cắt,

-trọng lượng của đoàn xe di chuyển trên cầu,

-tác dụng của dòng nước chảy, của gió bão lên

cầu v. v. . Tải trọng là ngoại lực .

• Tải trọng:

1.1. Nhiệm vụ của môn học Sức bền vật liệu (SBVL).

Các bộ phận của máy móc, công trình cần:

- đảm bảo đủ độ bền

- đảm bảo đủ độ cứng

- đảm bảo độ ổn định

SBVL nghiên cứu các nguyên tắc chung,

làm cơ sở cho việc tính toán các chi tiết,

bộ phận của máy móc công trình theo độ

bền, độ cứng và độ ổn định.

Các môn khoa học nghiên cứu độ bền:

lý thuyết đàn hồi, lý thuyết dẻo, từ biến, cơ học

phá huỷ vật liệu, sức bền vật liệu (SBVL)…

khi chịu tác dụng của tải trọng

-Đủ độ bền: kết cấu có khả năng tiếp nhận tải

trọng quy định mà không bị phá huỷ trong thời

gian quy định của tuổi thọ.

- Đủ độ cứng: trong khi nhận và truyền tải trọng

những thay đổi kích thước hình học không vượt

quá giá trị cho phép nhằm đảm bảo cho việc sử

dụng công trình một cách bình thường, đáp ứng

được các yêu cầu công nghệ.

- Ổn định là khả năng bảo toàn được trạng thái cân

bằng ban đầu của kết cấu trong quá trình chịu tải.

SBVL là môn khoa học được xây dựng trên

cơ sở một số giả thuyết xuất phát từ những

thực nghiệm cho phép đơn giản hoá nhiều vấn

đề phức tạp, nhưng vẫn giữ được những tính

chất cơ bản của hiện tượng được nghiên cứu.

Mục đích và động lực phát triển của SBVL

giải quyết mâu thuẫn giữa thoả mãn các yêu cầu

về độ bền, độ cứng và độ ổn định với yêu cầu tiết

kiệm nguyên vật liệu, giảm giá thành.

SBVL nghiên cứu độ bền, độ cứng và độ ổn định

của các chi tiết máy dạng thanh.

Sử dụng các kết quả nghiên cứu của SBVL để

tính toán các máy móc, công trình cụ thể làm bằng

các vật liệu khác nhau là nhiệm vụ của các môn

học kỹ thuật cụ thể như Kết cấu kim loại, Kết cấu

bêtông cốt thép, Máy nâng hạ và vận chuyển, Chi

tiết máy…

SBVL là môn học cơ sở kỹ thuật, là cầu nối giữa

các môn học cơ bản như Toán, Vật lý. . . với các

môn kỹ thuật cụ thể . Hiểu biết về SBVL là một

phần kiến thức quan trọng, không thể thiếu được

đối với các kỹ sư xây dựng, cơ khí.

• 1.2. Lực và biến dạng.

Nội lực: lực liên kết giữa các phần tử của vật thể

giữ cho vật thể tồn tại dưới hình dạng ta vẫn thấy.

Ngoại lực: tác động cơ học của các vật thể kế

cận, của môi trường bên ngoài lên vật thể được

xét làm thay đổi hình dáng, kích thước của vật thể,

làm thay đổi nội lực nghĩa là gây ra nội lực phụ.

Tính chất của vật thể khôi phục lại hình dáng và

kích thước ban đầu khi ngoại lực thôi tác dụng

được gọi là tính chất đàn hồi.

Vật thể là hoàn toàn đàn hồi nếu sau khi bỏ tải

vật thể hoàn toàn trở lại hình dáng và kích thước

ban đầu

Biến dạng biến mất sau khi bỏ tải được gọi là

biến dạng đàn hồi.

Vật thể không hoàn toàn đàn hồi: Nếu ngoại lực

tác dụng lên vật thể đã cho vượt quá một giới hạn

nào đó, sau khi bỏ tải vật thể không hoàn toàn

trở lại hình dáng và kích thước ban đầu mà tồn tại

một lượng biến dạng nào đó (lớn hay nhỏ).

Phần biến dạng không biến mất sau khi bỏ tải gọi

là biến dạng dư hay biến dạng dẻo

.

• 1.3. Các giả thuyết cơ bản của SBVL.

•

1. Trong giới hạn được xét vật liệu được coi

là hoàn toàn đàn hồi,

2. Trong giới hạn được xét hệ thức giữa lực và

biến dạng của vật thể là bậc nhất (định luật Húc).

3. Vật liệu cấu thành vật thể có tính chất liên tục ,

đồng nhất và đẳng hướng .

4. Biến dạng do ngoại lực gây ra rất nhỏ so với

kích thước của vật thể nên có thể bỏ qua khi

xác định tải trọng và phản lực liên kết.

Lý thuyết SBVL - lý thuyết tuyến tính và gần đúng

1.4.1. Phân loại các chi tiết của máy móc,

công trình.

1.4. Phân loại các chi tiết của máy móc công

trình và sơ đồ tính toán.

a/ Khối

b/ Bản

c/ Vỏ

d/ Thanh thẳng

e/ Thanh cong

g/ Thanh không gian

Thanh là một vật thể hình học được tạo thành

bởi một hình phẳng F dịch chuyển dọc theo đường

tựa S sao cho trọng tâm của F luôn nằm trên S

và F luôn nằm trong mặt phẳng pháp tuyến của S.

S được gọi là trục thanh và

F là mặt cắt ngang. Tuỳ theo

hình dạng của trục thanh

người ta phân biệt thanh

thẳng (S là đường thẳng,),

thanh cong (S là đường cong) và thanh không

gian (S là một đường bất kỳ trong không gian).

S

F

1.4.2. Sơ đồ tính toán.

A

A B

P

l

1. 5. Ngoại lực và nội lực.

Ngoại lực là những lực do môi trường, do các vật

thể kế cận tác dụng lên vật thể được xét.

Ngoại lực = tải trọng , phản lực liên kết.

Tải trọng = lực chủ động.

Phản lực liên kết là những lực ở những vị trí liên

kết giữa vật thể đang được xét với những vật thể

xung quanh khi có tác dụng của tải trọng

P

M

VAMA

A C B

Các loại tải trọng: *

Lực tập trung , lực phân bố,momen tập trung.

Đơn vị đo lực tập trung là N, kN..., đơn vị đo lực

phân bố theo chiều dài là N/m, kN/m..., đo lực phân

bố theo bề mặt là N/m2

, kN/m2

...,đo lực phân bố

theo thể tích là N/m3

, kN/m3

,đo momen là Nm,kNm…

d/

M M

a/

e/

b/

c/