Chương 1: Xác định nội lực mặt cắt vẽ biểu đồ nội lực

Bài giảng sức bền vật liệu: Hướng dẫn tìm nội lực mặt cắt của các chi tiết, phương pháp vẽ biểu đồ nội lực ( vẽ biểu đồ lực cắt và mô men uốn). Thông qua chương 1 giúp các bạn sinh viên nắm rõ trình tự giải quyết các bài toán và nhận dạng cách làm bài tập.

SỨC BỀN VẬT LIỆU

(Mechanics Of Materials)

Le Bao Quynh, MsC.

Email: quynh.le@ut.edu.vn Office: Room E1-309 – High-Tech Center Bld.

Faculty of Mechanical Engineering, HCMC University of Technology and Education

#1 Võ Văn Ngân Str., Thủ Đức Dist., HCM City, 720-214,

Việt Nam Fall 2022

Midterm & final Exam (KT giữa kì & thi cuối kì)

Assessment (Kiểm tra, đánh giá)

Midterm Exams (KT giữa kì)

Final exam (thi cuối kì )

tests + Attendence

50%

50%

Course introduction

1 Where is Strength of Material (SOM)…?

2 Objective and Mission/Đối tượng và nhiệm vụ của môn học

3 Syllabus/Đề cương môn học

4.Learning Resources/Tài liệu học tập

5.Assessment/Kiểm tra đánh giá

1.Where is Strength of Material (SOM)…?

• Curriculum/Chương trình đào tạo

1.Where is Strength of Material (SOM)…?

1.Where is Strength of Material (SOM)…?

• Curriculum/Chương trình đào tạo

MN MX

NODAL SOLUTION STEP=1

SUB =1 TIME=1 SEQV (AVG) DMX =1.58177 SMN =.966949 SMX =90.0568

1

MN MX

1.Where is Strength of Material (SOM)…?

Strength of materials problems

Applied/External Loads

Structures

…

Strength of Materials

Response variables

❖ Internal forces: → shear force, bending moment

axial force, torques

❖ Stresses: → normal stress, shear stress

❖ Displacement/deflection

Design Problems

Ứng xử của kết cấu khi chịu tải

2.1 Objectives/Đối tượng nghiên cứu

Phân loại theo dạng hình học

Chi tiết dạng Thanh (bar, beam, truss, frame)

Chi tiết dạng Tấm, vỏ (Plate, shell structures)

Chi tiết dạng Khối (solid structures)

2.2 Mission/Nhiệm vụ của môn học

• Torsion

4 Learning Resources/Tài liệu học tập

❑ Reference/Tài liệu tham khảo:

[1] R.C Hibbeler, Mechanics of Material, 9th Ed., Pearson, 2015 [2] Phạm Ngọc Khánh, Vũ Văn Thành, Bài tập sức bền vật liệu,

nhà xuất bản Xây dựng, 2006.

[3] Lê Thanh Phong, Sức bền vật liệu, Đh Spkt.Tp.HCM

❑ Textbooks/Giáo trình:

[1] Đỗ Kiến Quốc, Sức bền vật liệu, NXB ĐHQG TP.HCM-2004.

[2] Bùi Trọng Lựu, Nguyễn Văn Vượng, Bài tập sức bền vật liệu,

nhà xuất bản Giáo dục, 1999.

YOUTUBE: LÊ BẢO QUỲNH/ QUỲNH LÊ BẢO

Facebook: https://www.facebook.com/profile.php?id=100042772991101

Keywords (từ khóa)

❖ External forces Ngoại lực

❖ Internal forces Nội lực

❖ Stresses Ứng suất

❖ Strains Biến dạng

❖ Displacements Chuyển vị

❖ Axial loading Tải dọc trục

❖ Torsional loading Tải gây xoắn

❖ Flexual loading Tải gây uốn

Shear force – lực cắt

Bending moment – moment uốn

Axial force – lực dọc trục

Torques – moment xoắn

Normal stress – ứng suất pháp

Shear stress – ứng suất cắt/trượt

1 Các Khái Niệm Cơ Bản

2 Nội Lực Trong Bài Toán Thanh

3 Thanh Chịu Kéo-Nén Đúng Tâm

9 Tính Chuyển Vị Bằng Phương Pháp Năng Lượng

10 Giải Hệ Siêu Tĩnh Bằng Phương Pháp Lực

CHƯƠNG 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Axial loading members

th

Axial loading members

[James M Gere, Barry J Goodno, Mechanics of Materials, 8 th edition, Cengage Learning 2009 ]

Axial loading members

[James M Gere, Barry J Goodno, Mechanics of Materials, 8 th edition, Cengage Learning 2009 ]

Flexural loading

Structural members in bending

Structural members in torsion

External forces (Ngoại lực)

khảo sát

Là lực thụ động, phát sinh tại nơi có liên kết, khi có tác dụng của tải

Static problem (Bài toán tĩnh)

External forces Phản lực liên kết

Phản lực liên kết (chưa biết)

External forces

Tải trọng

Tải trọng (đã biết)

Các phương trình cân bằng tĩnh học

Đối tượng khảo sát

( ) 0

1 1

+ Biến dạng dài tuyệt đối: L = O'A' −OA

' '

OA

OA A

O L

Twist angle  is small

Chuyển vị : là sự thay đổi vị trí của một điểm thuộc vật trước và sau khi vật bị biến dạng.Displacement/deflection (chuyển vị)

❖ Nội lực là lực phát sinh bên trong vật thể nhằm chống lại

biến dạng gây ra do tải tác dụng

❖ Nội lực là lực phát sinh tại một điểm vật liệu bên trong kết cấu chịu tải

❖ Nội lực cân bằng với ngoại lực tác dụng lên vật.

Internal forces (nội lực)

❖ Thu gọn hệ nội lực phân bố về tâm tiết diện ngang

Internal forces (nội lực)

x M

+ Mômen xoắn M z Xoắn

+ Mômen uốn M , x M y Uốn

q U

F A

❖ Phân loại ứng suất:

Phương pháp giải tìm nội lực của mặt cắt

Bước 1: Xét mặt cắt theo đề yêu cầu

Nếu giữ mặt cắt bên trái : Nếu giữ mặt cắt bên phải :

Exercise 1: Trục AD có mặt cắt ngang chịu lực như hình vẽ Xácđịnh nội lực tại mặt cắt E Biết 𝑎 = 4𝑓𝑡, 𝑃1 = 400𝑙𝑏; 𝑃2 = 800𝑙𝑏.

Exercise 2: Lưỡi cưa chịu một lực đẩy 𝐹 = 100N như hình vẽ Xácđịnh nội lực mặt cắt a- a, và mặt cắt b- b tại D Cho a =1mm;F=100N

Exercise 3: Xác định thành phần nội lực tại một mặt cắt qua điểm C.Biết: 𝑃 = 8𝑘𝑁

𝑋𝐴𝑇

Exercise 4: Xác định thành phần nội lực tại mặt cắt qua điểm D và

E Điểm E là ngay bên phải của tải 3 kip

𝑌𝐴 𝑌𝐵

𝑋𝐵𝐵

𝑀𝐷

𝑄𝐷

𝑁𝐷𝐷

Exercise 5: Thân của bu lông vòng có đường kính 𝑑 = 40 𝑚𝑚 chịu lựcnhư hình Xác định thành phần nội lực phát sinh trên mặt cắt a – a

Exercise 6: The beam shown in Figure Determine the resultantinternal normal force, shear force, and bending moment at sectiona–a.

3 Hướng dẫn vẽ nhanh biểu đồ nội lực

a Vẽ biểu đồ lực cắt 𝑸𝒚

Lưu ý vẽ từ trái sang phải( không vẽ ngược lại)

B1: Điểm đầu tiên bên trái ta giống lên lại hình

nếu không có lực tập trung ta vẽ 1 điểm có giá trị là 0 tại trục trung hòacòn nếu có lực tập trung là có bước nhảy:

B2: Các điểm tiếp theo ta tính theo công thức:

3 Hướng dẫn vẽ nhanh biểu đồ nội lực

b Vẽ biểu đồ moment uốn 𝑴𝒙

Lưu ý vẽ từ trái sang phải( không vẽ ngược lại)

B1: Điểm đầu tiên bên trái ta giống lên lại hình

nếu không có moment tập trung vẽ 1 điểm có giá trị là 0 tại trục trung hòacòn nếu có moment tập trung là có bước nhảy:

B2: Các điểm tiếp theo ta tính theo công thức:

Exercise 1: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 2: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 3: Vẽ biểu đồ nội lực.

𝐶

𝑎

Exercise 4: Vẽ biểu đồ nội lực.

𝐶

𝑎

Exercise 5: Vẽ biểu đồ nội lực.

𝐶

3𝑎

Exercise 6: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 7: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 8: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 9: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 10: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 11: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 12: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 13: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 14: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 15: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 16: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 17: Vẽ biểu đồ nội lực.

Exercise 18: Vẽ biểu đồ nội lực.