Bài giảng sức bền vật liệu 2 | Trường Đại học Kiến trúc TP.HCM

c i hä ®¹ S C B N VẬT LI U 2 Tr n Minh Tú
Đ i h c Xây d ng – Hà nội
Bộ môn S c bền Vật liệu
Khoa Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp Chapter 7 c S C B N V T LI U 2 i hä ®¹
• Gi ng viên: TR N MINH TÚ • Email: tpnt2002@yahoo.com • Cell phone: 0912101173 • Tài li u h c t p
– S c b n V t li u. PGs Lê Ng c H ng NXB Khoa h c Kỹ thu t
– Bài t p S c b n V t li u. PGs Tô Văn T n – www.nuce.edu.vn\ –
E-learning\Khoa Xay dung\TranMinhTu
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 2(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c S C B N V T LI U 2 i hä ®¹ • Số tín ch : 3
• Số ti t lý thuy t và bài t p: 52 • Số ti t thí nghi m: 3 • Đánh giá h c ph n • Chuyên c n: 10% • Bài t p lớn: 10%
• Bài kiểm tra giữa kỳ: 10% (Cuối chư ng 5) • Thí nghi m: 10%
• Bài thi k t thúc h c ph n: 60%
• H C TẬP NGHIÊM TÚC LÀ CHÌA KHOÁ CỦA THÀNH CÔNG
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 3(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c
QUI Đ NH V ĐÁNH GIÁ H C PH N i hä ®¹
• Điểm đánh giá h c ph n (ĐHP) g m điểm
quá trình (ĐQT) và điểm kiểm tra (ĐKT)
– Điểm quá trình h c t p (ĐQT) tính theo thang điểm 10 (làm tròn đ n 0,5)
– Điểm kiểm tra (ĐKT) tính theo thang điểm 10 (làm tròn đ n 0,5)
• Phòng đào t o qui đ nh như sau:
ĐHP = 0,4.ĐQT + 0,6. ĐKT
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 4(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c
QUI Đ NH V ĐÁNH GIÁ H C PH N i hä ®¹
• Điểm quá trình h c t p (ĐQT), bộ môn S c
b n V t li u qui đ nh như sau:
ĐQT g m 4 môđun, mỗi mô đun đánh giá theo thang điểm 10
– Điểm chuyên c n (ĐCC) - 10%
– Điểm Bài t p lớn (ĐBTL) - 10%
– Điểm Thí nghi m (ĐTN) - 10%
– Điểm kiểm tra giữa kỳ (ĐGK) - 10%
ĐQT = (ĐCC+ĐBTL+ĐTN+ĐGK)/4 (làm tròn đ n 0,5)
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 5(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c
Chư ng trình môn h c S c b n 2 i hä ®¹
Chương 8: Thanh ch u lực ph c t p 8.1. Khái ni m chung 8.2. Thanh ch u uốn xiên
8.3. Thanh ch u uốn và kéo (nén). Lõi mặt cắt ngang
8.4*. Thanh ch u uốn và xoắn đ ng thời.
8.5.* Thanh ch u lực t ng quát
Chương 9: Một số v n đ đặc bi t trong lý thuy t uốn và xoắn thanh
9.1. Mở rộng công th c Juravski - Navier tính ng su t ti p khi uốn 9.2. Tâm uốn
9.3. Xoắn thanh có mặt cắt ngang mỏng kín, mỏng hở. 9.4*. D m trên n n đàn h i.
Chương 10: n đ nh c a thanh thẳng ch u nén đúng tâm 10.1. Khái ni m chung
10.2. Bài toán Euler xác đ nh lực tới h n
10.3. ng su t tới h n - Giới h n áp dụng công th c Euler
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 6(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c
Chư ng trình môn h c S c b n 2 i hä ®¹
10.4. n đ nh c a thanh ngoài giới h n đàn h i
10.4. Phư ng pháp thực hành tính n đ nh thanh ch u nén đúng tâm
10.5.* Thanh ch u uốn ngang và uốn d c đ ng thời
Chương 11: Thanh ch u t i tr ng động 11.1. Khái ni m chung
11.2. Bài toán thanh chuyển động với gia tốc là hằng số
11.3. Bài toán thanh chuyển động với gia tốc thay đ i theo thời gian - Dao động 11.4. Bài toán va ch m.
Chương 12: Tính độ b n k t c u theo t i tr ng giới h n 12.1. Khái ni m chung
12.2. Tính h thanh ch u kéo (nén) đúng tâm
12.3. Tính thanh ch u uốn phẳng.
12.4*. Tính thanh mặt cắt ngang tròn ch u xoắn
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 7(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c i hä ®¹ Chương 7 THANH CH U L C PH C T P
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 8(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c Thanh ch u l c ph c t p i hä ®¹ 7.1. Khái ni m chung 7.2. Thanh ch u uốn xiên
7.3. Thanh ch u uốn và kéo (nén) đ ng thời
7.4. Thanh ch u kéo (nén) l ch tâm
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 9(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c
7.1. Khái ni m chung (3) i hä ®¹
Trong trường hợp t ng quát, trên mặt cắt ngang
c a một thanh ch u tác dụng c a ngo i lực có sáu ng lực: • Lực d c: Nz • Lực cắt : Q , Q x M x y x Mz Q • Mô men uốn: M , M x x y • Mô men xoắn: M N z Z z My Bốn ng lực c b n: Qy y N , M , M ,M z x y z
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 10(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c
7.1. Khái ni m chung (4) i hä ®¹
7.1.1. Ch u lực c b n (đ n gi n)
Trên mặt cắt ngang ch t n t i một trong 6 ng lực N Kéo (nén) đúng tâm: N z σ = z z A M Xoắn thu n túy: M z τ = ρ z I p M M x x σ = y Uốn thu n túy: z Ix M y My σ = x z I y
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 11(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c
7.1. Khái ni m chung (5) i hä ®¹ 7.1.2. Ch u lực ph c t p
Là t hợp c a các trường hợp ch u lực đ n gi n
• Uốn xiên: Ch u uốn đ ng thời trong hai mặt
phẳng quán tính chính trung tâm
• Uốn và kéo (nén) đ ng thời
• Uốn và xoắn đ ng thời • Ch u lực t ng quát
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 12(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c i hä ®¹ Uốn + Xoắn Uốn + Nén
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 13(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c
7.1. Khái ni m chung (6) i hä ®¹
7.1.3. Phư ng pháp nghiên c u
Nguyên lý cộng tác dụng: Một đ i lượng do nhi u
nguyên nhân gây ra sẽ bằng t ng các đ i lượng đó do
từng nguyên nhân riêng rẽ gây ra. = +
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 14(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c
7.1. Khái ni m chung (7) i hä ®¹ •
Đi u ki n áp dụng nguyên lý:
– V t li u làm vi c trong mi n đàn h i – Bi n d ng bé M x •
Bỏ qua nh hưởng lực cắt M • Qui ước chi u dư ng z x N z các thành ph n ng lực: M y z
– N >0: đi ra khỏi mặt cắt z y
– M >0: căng thớ v phía dư ng c a trục y x
– M >0: căng thớ v phía dư ng c a trục x y
– M >0: nhìn vào mặt cắt thấy quay thuận chiều kim z đồng hồ
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 15(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c 7.2. Uốn xiên (1) i hä ®¹ 7.2.1. Đ nh nghĩa
Một thanh được gọi là chịu uốn xiên khi trên mặt cắt
ngang tồn tại đồng thời hai ng lực là các mô men uốn
Mx, My nằm trong các mặt phẳng quán tính chính trung tâm c a mặt cắt ngang F1 F F F 1 x F F x 2 2 α y a b c a b y (a) (b)
Định nghĩa khác: Thanh chịu uốn xiên là thanh chịu lực sao cho trên mọi
mặt cắt ngang c a thanh chỉ có một
ng lực là mômen uốn M nằm u
trong mặt phẳng ch a trục z c a thanh nhưng không trùng với mặt
phẳng quán tính chính trung tâm nào c a mặt cắt ngang
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 16(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c i hä ®¹ F x z y
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 17(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c 7.2. Uốn xiên (2) i hä ®¹
• Mặt phẳng t i tr ng: là F mặt phẳng ch a t i tr ng và trục thanh • Đường t i tr ng: giao tuy n c a mặt phẳng t i x tr ng và mặt cắt ngang Mu Mu (đi qua gốc to độ và z vuông góc với phư ng c a vect mô men y Đường t i t ng) tr ng
• Vec t mô men có chi u được xác đ nh theo qui tắc vặn nút chai
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 18(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c 7.2. Uốn xiên (3) i hä ®¹ 7.2.2. ng suất trên mặt F cắt ngang
• Gọi α - góc giữa hướng
c a trục x và đường tải
trọng (α<900 và α>0 khi
chiều quay từ trục x đ n x đườ M ng tải trọng thuận Mu x M chiều kim đồng hồ) y z α Mu Ta có: M = M sinα x y Đường t i M = M cosα tr ng y
Áp dụng nguyên lý cộng tác dụng ( ) M M ( M ) M y y x x σ =σ +σ = y + x z z z I I x y
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 19(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com c 7.2. Uốn xiên (4) i hä ®¹ M M y x σ = y + x z (7.1) I I x y
- (x, y) - to độ điểm tính ng su t trên mặt cắt ngang - M , M – các thành ph n
ng lực t i mặt cắt ngang đang xét x y - I , I
– các mô men quán tính chính trung tâm c a ti t di n. x y
Trong (7.1) ph i chú ý d u c a to độ x, y theo chi u
các trục quán tính chính trung tâm c a mặt cắt ngang
và d u c a M , M theo qui ước => x y + - vùng kéo Công th c kỹ thu t: M M y x - vùng nén σ = ± y ± x z I I x y (7.2)
Tran Minh Tu – University of Civil Engineering 20(50) Chapter 7 E-mail: tpnt2002@yahoo.com