Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.12 MB, 137 trang )

Đang xem: Phương pháp mặt cắt trong sức bền vật liệu

9+ Tải trọng động là tải trọng tác dụng lên hệ làm cho các chất điểm của hệ chuyển động có gia tốc hoặc có xuất hiện lực qn tính.- Tải trọng động mà trị số thay đổi rất nhanh trong một khoảng thời gian nhỏ được gọi là tải trọng va chạm.- Tải trọng mà phương chiều, độ lớn đã biết còn điểm đặt. Thay đổi được gọi là tải trọng di động. Ví dụ: Trọng lượng mơ khi chạy tác dụng lên cầu.- Tải trọng biến thiên tuần hoàn theo thời gian là tải trọng gậy nên dao động.

II. Nội lực phương pháp mặt cắt.

1. Định nghĩa nội lực Để giữ cho vật thể có hình dạng và kích thước nhất định giữa các phần tử vậtchất có các lực liên kết. Các lực này như đã biết là các lực liên kết phân tử v.v… Khi vật thể chịu tác dụng của ngoại lực các lực này sẽ tăng lên để cân bằng với ngoại lực.Nếu sự cân bằng này bị phá vỡ thì vật thể sẽ bị phá huỷ. Ta có định nghĩa tổng quát về nội lực như sau:Nội lực là phần lực liên kết tăng thêm khi vật thể chịu tác dụng của ngoại lực. Sức bền vật liệu chỉ nghiên cứu phần tăng thêm này mà không chú ý đến các lực liênkết ban đầu. Nếu ngoại lực bằng khơng thì nội lực cũng bằng không. 2- Phương pháp mặt cắt xác định nội lực:Cho vật thể A chịu tác dụng của hệ lực P1, P2,… Pn,. Để xác định nội lực ta dùng phương pháp mặt cắt.Tưởng tượng cắt đôi vật thể bằng một mặt cắt và giữ lại khảosát phần bên trái. Giả sử hệ lực P1, P2,… Pnlà hệ lực cân bằng trường hợp không cân bằng cần áp dụng nguyên lý Đa lăm be và sẽ xét trong chương tải trọng động. Để phầnbên trái làm việc giống như khi vật thể còn nguyên vẹn ta phải thay thế tác dụng của phần bên phải lên phán bên trái bằng một hệ lựcpphân bố trên toàn bộ mặt cắt. Theo nguyên lý tưởng hỗ nếu ta khảo sát phần bên phải thì phải đặt vào mặt cắt của phầnnày hệ lực -P.Hệ nội lựcPcùng với các lực còn lại ở phần bên trái sẽ tạo thành một hệ lực cân bằng:10iP trái +P= 0 Tại trọng tâm 0 của mặt cắt lập một hệ trục toạ độ oxyz trong đó trục z vnggóc với mặt cắt còn trục x và y nằm trong mặt cắt. Thu gọn hệ nội lựcPvề từng tâm 0 ta được vectơ chínhRvà vectơ mơmen chínhMta chiếuRvàMlên các trục toạ độ ta được sáu thành phần: ba lực và ba mômen. Các thành phần này gọi là các thànhphần nội lực trên mặt cắt ngang hình 11. Tên gọi và quy ước dấu các thành phần nội lực như sau:- Nz: gọi là lực dọc Nzcoi là dương nếu nó hướng ra ngồi mặt cắt và ngược lại.- Qx, Qygọi là lực cắt. Chúng được coi là dưỡng khi quay pháp tuyến ngoài của mặtcắt theo chiều kim đồng hồ tức là trục z một góc 90othì chiều của pháp tuyến và chiều của lực cắt là trùng nhau với chú ý làngười quan sát nhìn là chiều dương của các trục x và y. Trên hình vẽ ta có:Nz0 ; Qx0 ; Qy- Mx, Mygọi là mơmen uốn. nó được xem là dương nếu làm căng các thớ thuộc về chiều dương của các trục toạ độ.- Mzlà mơmen xoắn, nó được coi là dương khi dựng từ ngoài mặt cắt nhìn vào thấy Mzquay thuận chiều kim đồng hồ. Lập sáu phương trình cân bằng: ba phương trình hình chiếu lên các truc x y z vàba phương trình mơmen với các trục x, y, z đó ta có đủ số phương trình để xác định các thành phần nội lực, bài tốn khi đó được gọi là tĩnh định.Trường hợp toàn bộ ngoại lực nằm trong mặt phẳng.

Xem thêm: Giới Thiệu Khoa Vật Lý Trị Liệu Phục Hồi Chức Năng, Khoa Vật Lý Trị Liệu

Xem thêm: Vị Trí Đặt Bàn Thờ Thần Tài Trong Nhà, Để Tài Lộc Đầy Nhà

Ví dụ mặt phẳng yoz thì nội lực chỉ còn lại ba thành phần là Nz, Qyvà Mx, đây là bài toán phẳng của sức bền vật liệu. Nếu số ẩn cần tìm nhiều hơn số phương trình lập được thì bài tốn gọi là siêutĩnh.11§4- ỨNG SUẤT CHUYỂN VỊ VÀ BIẾN DẠNG.1- Ứng suất: Tại một điểm c bất kỳ trên mặt cắt ngang ta lấy bao quanh nó mộtdiện tích vơ cùng bé F. Hình 12 gọi hợp lực của các thành phần nội lựcPtrên diện tích F làp và đặt:tbp gọi là ứng suất trung bình tại điểmc. Cho F tiến tới không mà vẫn bao quanh C, ta c o:Pđược gọi là ứng suất thực tại điểm C. Có thể thấy ngay rằng ứng suất thực tại một điểm nào đó chính là cường độ nộilực tại điểm đó. Chiếu véctơPlên phương vng góc với mặt cắt và phương nằm trong mặt cắt ta được hai thành phần tương ứng là ứng suất pháp và ứng suất tiếp . Thành phần thường lại được phân theo hai phương còn lại trong mặt cắt, như vậy tại một điểm bấtkỳ trong trường hợp tổng quát sẽ có ba thành phần ứng suất. Các ứng suất pháp có chỉ số ở ẩn cạnh đó chỉ pháp tuyến của mặt cắt tức là chỉphương của ứng suất. Các ứng suất tiếp có hai chỉ số, chỉ số đầu chỉ pháp tuyến của mặt chứa ứng suấtđó, chỉ số sau chỉ phương của ứng suất đó xem hình 12. Chúng ta dễ dàng thấy rằng các thành phần nội lực trên mặt cắt chính là tổng hợpcủa các thành phần ứng suất tương ứng. Giả sử gọi toạ độ của điểm C là x và y Từ hình 11 và hình 12 ta suy ra:2- Chuyển vị và biến dạng:Chuyển vị là sự dịch chuyển vị trí của điểm khảo sát trong hệ toạ độ đã chọn.12Biến dạng, như đã nói, là sự thay đổi hình dạng và kích thước hình học của vật thể.Trên hình 13 mơ tả một dầm cơng xơn chịu tác dụng của lực P. Đường nét đứt biểu diễn vị trí dầmsau khi chịu lực. Các điểm C, D, A di chuyển đến vị trí mới là: C, D, A.ĐoạnAAgọi là chuyển vị tuyệt đối của điểm A. Hình chiếu củaAAlên hai phương thẳng đứng và nằm ngang làAAvàA Atrong đóAAlà chuyển vị thẳng đứng cònA Alà chuyển vị ngang của A. Giả sử chiều dài của đoạn CD là S của đoạn CD là S + S. Tỷ số giữa S và Sđược gọi là biến dạng dài trung bình của đoạn CD và ký hiệu là tbNếu độ dài S chọn là một đơn vị chiều dài thì biến dạng tbđược gọi là biến dạng dài tỷ đối.- Gọi là góc tạo bởi pháp tuyến của mặt cắt tại A với phương nằm ngang. được gọi là chuyển vị góc hay góc xoay của mặt cắt tại A. – Khi làm việc trong giai đoạn đàn hồi, giữa chuyển vị và lực tác dụng hay giữabiến dạng và ứng suất có sự liên hệ tuân theo định luật Húc. Định luật này phát biểu như sau:Trong giai đoạn đàn hồi tương quan giữa lực tác dụng và chuyển vị hay giữa biến dạng và ứng suất là tương quan bậc nhất.AA= k. P 1.3Trong công thức 1.3 k là hệ số tỷ lệ. Trị số của nó phụ thuộc vào tính chất của vật liệu và các đặc trưng hình học của hệ. Cụ thể là phụ thuộc vào khoảng cách tươngđối giữa điểm tính chuyển vị và điểm đặt của lực. Biến dạng và chuyển vị là hai khái niệm độc lập. Biến dạng liên quan đến toàn bộvật thể hoặc một phần vật thể, chuyển vị gắn liền với điểm khảo sát. Thứ nguyên của chúng là hoàn toàn khác nhau.13

Chương 2 KÉO NÉN THANH THẲNG

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *