Suc ben vat_lieu Phân hiệu Đại học Giao thông Vận tải HCM

SỨC BỀN VẬT LIỆU

Bộ môn Sức bền Vật liệuTrường Đại học GTVT

BÀI GIẢNG

Sức bền vật liệu F1

Đề cươngCung cấp các thông tin tổng quan, cách đánh giá và triết lýchung của khoá học.

Bài giảngCung cấp lịch trình các bài giảng.

Bài tậpCung cấp các thí dụ mẫu, bài tập tự làm (bài tập bắt buộc và bàitập tham khảo).

Kiểm traCung cấp câu hỏi hướng dẫn ôn thi, kiểm tra môn học. Lịch thi, hình thức thi và qui định trọng số đánh giá kết quả.

Nghiên cứu khoa học và Olympic Sức bền vật liệuCung cấp thông tin về các hoạt động nghiên cứu khoa học giữabộ môn và người học cũng như các cuộc thi Olympic Sức bềnvật liệu.

Đề cương - Sức bền vật liệu F1Thông tin chungGiảng viên: Vũ Ngọc LinhVăn phòng: P303 Nhà A6ĐT: 04.3766 0141 hoặc 0983 017 384Giờ làm việc: 8:00am-11:30am

1:00pm-4:30pm Email: [email protected]: www.sucbenvatlieu.com

Trợ giảng: Hà Văn QuânVăn phòng: P303 Nhà A6ĐT: 04.3766-0141 Giờ làm việc: 8:00am-11:30am

1:00pm-4:30pm Email :

Điểm đánh giá:Chuyên cần 10%Kiểm tra, thảo luận, chuyên đề 20%Thi 70%

Điều kiện bắt buộc: Bài tập lớn; Thực hành thí nghiệm.

Tài liệu bắt buộc:Vũ Đình Lai, Giáo trình Sức Bền Vật Liệu, NXB GTVT, 2007.Nguyễn Xuân Lựu, Bài tập Sức Bền Vật Liệu, NXB GTVT, 2005.

Tài liệu tham khảo: giới thiệu trong từng nội dung chi tiết.

mailto:[email protected]

http://www.sucbenvatlieu.com/

Tài liệu bắt buộc

Tài liệu bắt buộc

Tài liệu tham khảo



Đề cương - Sức bền vật liệu F1

Mục đích môn học1. Người học hiểu rõ các phương pháp tính toán kết cấu, chi tiết máy về ba

mặt: độ bền, độ cứng và độ ổn định.2. Người học biết vận dụng các phương pháp tính toán vào kiểm toán và

thiết kế mới kết cấu, chi tiết máy.

Mô tả chung

• Nghiên cứu các khái niệm cơ bản: nội lực, ứng suất, biến dạng.• Khái niệm: trạng thái ứng suất, biến dạng, • Quan hệ giữa ứng suất biến dạng (định luật Hooke), • Các tiêu chí về độ bền .• Tính toán các đặc trưng hình học. • Ba trường hợp chịu lực cơ bản: kéo nén đúng tâm, xoắn, uốn phẳng.

Chương Chủ đề Đọc

1 Mở đầu Tr.1-Tr.17

2 Thanh chịu kéo nén đúng tâm. Tr.19-Tr.39

3 Trạng thái ứng suất, biến dạng, định luật Hooke. Tr.41-Tr.73

4 Lý thuyết bền. Tr.77-Tr.83

5 Đặc trưng hình học. Tr.85-Tr.94

6 Thanh chịu xoắn Tr.97-Tr.108

7 Thanh chịu uốn. Tr.111-Tr.128

8 Biến dạng thanh chịu uốn. Tr.129-Tr.145

Đề cương - Sức bền vật liệu F1Nội dung chính


Kiến thức liên quan

Toán cao cấp: Đạo hàm, tích phân, phương trình vi phân, chuỗi số, véc tơ, ma trận, trị riêng, các phương pháp số…

Vẽ kỹ thuật: Đọc bản vẽ kỹ thuật (hình chiếu đứng, chiếu bằng, chiếu cạnh, hình phối cảnh, hình cắt…).

Cơ học lý thuyết: Cân bằng của vật rắn, cách tính phản lực liên kết, chuyển độngcủa vật rắn…


NhiNhiệệmm vvụụ ccủủaa ngưngườờii hhọọcc

••ThamTham ddựự đđầầyy đđủủ ccáácc gigiờờ hhọọcc lýlý thuythuyếếtt trêntrên llớớpp

••TTựự hhọọcc: : ChuChuẩẩnn bbịị bbààii trưtrướớcc mmỗỗii bubuổổii hhọọcc trêntrên llớớpp. . HHệệ ththốốngng, , phânphân ttííchch, , ttổổngng hhợợpp

ccáácc kikiếếnn ththứứcc đãđã hhọọcc, , nghiênnghiên ccứứuu sâusâu vvàà mmởở rrộộngng kikiếếnn ththứứcc mônmôn hhọọcc. . VVậậnn ddụụngng

ccáácc kikiếếnn ththứứcc đãđã hhọọcc vvààoo gigiảảii bbààii ttậậpp;;

••ThamTham ddựự ccáácc bbààii kikiểểmm tratra gigiữữaa kkỳỳ đđểể ttííchch luluỹỹ điđiểểmm ththàànhnh phphầầnn;;

••HoHoàànn ththàànhnh bbààii ttậậpp llớớnn đđểể ttííchch luluỹỹ điđiểểmm ththàànhnh phphầầnn vvàà đđảảmm bbảảoo điđiềềuu kikiệệnn ddựự thithi

kkếếtt ththúúcc hhọọcc phphầầnn;;

••HoHoàànn ththàànhnh côngcông ttáácc ththíí nghinghiệệmm đđểể đđảảmm bbảảoo điđiềềuu kikiệệnn ddựự thithi kkếếtt ththúúcc hhọọcc phphầầnn;;

••TTííchch ccựựcc hohoàànn ththàànhnh ccáácc phphầầnn ththựựcc hhàànhnh vvàà thamtham giagia ththảảoo luluậậnn trêntrên llớớpp..

Ngày Bài giảng Đọc Ví dụ Bài tập nộpBG1 Mục:BG2 Mục:

VD1 Q1

BG3 Mục:BG4 Mục:BG5 Mục:

VD2 Q2


VD3 Q3


VD4 Q4


VD5 Q5

Bài giảng - Sức bền vật liệu F1

Bài tập - Sức bền vật liệu F1

Bài tập bắt buộcChương 1: Chương 2: Chương 3: Chương 4: Chương 5: Chương 6: Chương 7: Bài tập lớn

Bài tập không bắt buộcChương 1:Chương 2: Chương 3: Chương 4: Chương 5: Chương 6: Chương 7:

Kiểm tra - Sức bền vật liệu F1

Kiểm tra giữa học phần (Trắc nghiệm khách quan và tự luận)

Thi kết thúc học phần (Vấn đáp)

Chương mở đầu

Bộ môn Sức bền Vật liệuTrường Đại học GTVT

BÀI GIẢNG

BG1- Vị trí, nhiệm vụ, đối tượngvà phương pháp nghiên cứu của môn học

Liệu cógẫy

khôngnhỉ?

Võngquá?

Mỏng manhquá?


Tính toán về độ bềnTính toán bảo đảm cho kết cấu không bị phá hỏng (đứt, trượt, gẫy…).

Tính toán về độ cứngTính toán bảo đảm cho kết cấu biến dạng ở mức độ sao cho khai thácđược bình thường.

Tính toán về ổn địnhTính toán về khả năng của kết cấu giữ được hình thái biến dạng hữuhạn ban đầu.



p

δ

x

z

y h

Phân loại vật thể thực

Thanh Tấm, vỏ Vật thể khối

Trục thanh

Mặt trung bình


Để xây dựng phương pháp tính, dựa vào:Phương trình cân bằng tĩnh (hay động)Phương trình biến dạngPhương trình vật lý

Ba bài toán cơ bản của Sức bền vật liệuBài toán kiểm traBài toán xác định tải cho phépBài toán xác định kích thước hình học

BG2- Sơ đồ tính, tải, các liên kết và phản lực liên kết

Sơ đồ tínhlà hình vẽ đối tượng tính toán đã được đơn giản hóa, chỉ còn mang

những đặc điểm cần thiết cho việc tính toán.

(cm)

40

160

120

2040

20

O


BG2- Sơ đồ tính, ngoại lực, các liên kết và phản lực liên kết

Ngoại lực: là yếu tố từ môi trường bên ngoài tác động vào kết cấugây ra nội lực, biến dạng cho kết cấu.

Lực mặtLực thể tích

Ngoại lực

Tải trọng Phản lực liên kết


Liên kết là chi tiết ràng buộc các bộ phận kết cấu với nhau hoặc vớimôi trường bên ngoài (đất…).

Lực liên kết và phản lực liên kết là các lực tương tác giữa các bộphận kết cấu với nhau hoặc giữa các bộ phận kết cấu với môitrường bên ngoài (đất…) thông qua các liên kết.

Một số loại liên kết thường gặp

Gối di động Gối cố định Ngàm Ngàm trượt Gối đàn hồi

BG3- Chuyển vị, biến dạng

y

z

x

O

M'

Mw

v u

Δ

s

s’ γ

Δ là chuyển vị đường của điểm Mu là chuyển vị đường theo phương x của điểm Mv là chuyển vị đường theo phương y của điểm Mw là chuyển vị đường theo phương z của điểm Mγ là chuyển vị góc của đoạn s

BG3- Chuyển vị, biến dạng

y

z

x

O

dl

dl+Δdl

γ

Δdl là biến dạng dài tuyệt đối của đoạn dlε là biến dạng dài tỷ đối (tương đối) của đoạn dlεx là biến dạng dài tỷ đối (tương đối) của đoạn dl theo phương xεy là biến dạng dài tỷ đối (tương đối) của đoạn dl theo phương yεz là biến dạng dài tỷ đối (tương đối) của đoạn dl theo phương zγ là góc trượt trong mặt phẳng chứa góc vuông đang xétγxy là góc trượt trong mặt phẳng song song với mặt phẳng xoyγyz là góc trượt trong mặt phẳng song song với mặt phẳng yozγzx là góc trượt trong mặt phẳng song song với mặt phẳng zoxεxy = γxy/2; εyz = γyz/2; εzx = γzx/2 là các biến dạng góc (biến dạng trượt)

dldlΔ

=ε

dxdx

xΔ

=ε

dydy

yΔ

=ε

dzdz

zΔ

=ε

BG4- Nội lực, ứng suất

ΔF

n

K

z

x

y

pΔ

np

A

B

O

Để xác định nội lực ta sử dụng phương pháp mặt cắt

Fpptb Δ

Δ=

Fpp

Fn Δ

Δ=

→Δ 0lim

ΔFK

np n

nσnτ

ứng suất là mật độ phân bố của nội lựcptb là ứng suất toàn phần trung bình tại điểm K trên mặt cắt đang xétpn là ứng suất toàn phần tại điểm K trên mặt cắt đang xétσn là ứng suất pháp tại điểm K trên mặt có pháp tuyến nτn là ứng suất tiếp tại điểm K trên mặt có pháp tuyến n

Nội lực là lượng biến thiên của lực liên kết giữa các phần tử vật chấtcủa vật thể khi có ngoại lực tác dụng.

K

O

z

x

y

BG4- Nội lực, ứng suấtNội lực thu gọn trên mặt cắt ngang thanh

Nz - lùc däc trôc,Qx ,Qy - lùc c¾t,Mx ,My - m« men uèn,Mz - m« men xo¾n.

xy

z

MR

Mz

xy

zQx

Qy

My

Mx

Nz

xy

z


Hiệu ứng biến dạng của sáu thành phần nội lực trên mặt cắt ngang thanh


Quan hệ giữa các nội lực thu gọn và các thành phần ứng suất trênmặt cắt ngang thanh

Mz

x

y

zQx

Qy

My

Mx

NzdF zσ

zyτzxτ

xyρ

∫=F

zz dFN σ

∫=F

zxx dFQ τ

∫=F

zyy dFQ τ

∫=F

zx dFyM σ

∫=F

zy dFxM σ

( )∫ −=F

zxzyz dFyxM ττ

BG5- Các giả thiết của môn học

Vật liệu:- Liên tục, đồng nhất, đẳng hướng,- Đàn hồi tuyến tính.

Kết cấu: Biến dạng nhỏ.Nguyên lý Saint – Venant:

PP P

Ở đủ xa nơi đặt lực, trạng thái ứng suất và biến dạng không phụthuộc vào cách đặt lực mà chỉ phụ thuộc vào hợp lực.

P

BG6- Khái niệm bài toán tĩnh định, bài toán siêu tĩnh

Bài toán tĩnh định:là bài toán có thể tính được các thành phần nội lực chỉcần dựa vào các phương trình cân bằng tĩnh học

Bài toán siêu tĩnh:là bài toán không thể tính được các thành phần nội lựcnếu chỉ cần dựa vào các phương trình cân bằng tĩnhhọc.

Cách giải: bổ sung thêm các phương trình biến dạng, phương trình vật lý

Ôn tập tại lớp

Học gì???

Hiểu gì???

Làm gì???

Hãy tính phản lực liên kết của các kết cấu sau:

Hãy đổi các đơn vị sau đây:

20kN/cm2 = ….. bar20daN/cm2 = ….. MPa20MN/cm2 = ….. bar20MPa = ….. bar

Hãy cho biết môn Cơ học lý thuyết nằm ở đâu trong sơ đồhình cây của cơ học?

1m 1m2 mP=10kN

M=5kNm

AC D

B

1)

q=10kN/mq

3aa a

P=qa M=qa2

2)

Bài tập & Câu hỏi ôn tập

Bài tập về nhà

Bài tập số 3,4 trang 22 sách giáo trình

Câu hỏi ôn tập

Hãy tìm 5 thí dụ thực tế mà sơ đồ tính đưa về thanh và hệthanh, 5 thí dụ về tấm hoặc vỏ?

Hãy cho 2 thí dụ thực tế về lực thể tích, lực mặt?

Engineering

Suc ben vat_lieu Phân hiệu Đại học Giao thông Vận tải HCM