Slide 1 ThS Lê Bảo Quỳnh 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 Universi[.]
Trang 1ThS Lê Bảo Quỳnh
(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 2021
Trang 2CHƯƠNG 3:
Trạng thái ứng suất – Lý thuyết bền
Trang 3ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
3
1 KHÁI NIỆM CÁC TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT
2 ĐỊNH LUẬT HOOK TỔNG QUÁT
3 KHÁI NIỆM VỀ LÝ THUYẾT BỀN VÀ CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
4 BÀI TẬP
Trang 4❖ Trạng thái ứng suất tại một điểm là tập hợp tất cả
các thành phần ứng suất trên tất cả các mặt đi qua
điểm đó
Trang 5ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
5
Trang 7ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
7
Mặt chính - Ứng suất chính - Phương chính
• Ứng suất pháp trên mặt chính → ứng suất chính
• Phân tố chính: ứng suất tiếp trên các mặt bằng 0
Trang 81 KHÁI NIỆM
1
Trạng thái ứng suất đơn
Trang 9ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
9
❖Ứng suất chính: 𝝈𝒛 = 𝟎
❖Chỉ tồn tại các thành phần ứng suất trong Oxy
Trang 11ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
11
Trang 12+ 𝜏𝑥𝑦2
Trang 13ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
Trang 142 2 ĐỊNH LUẬT HOOK TỔNG QUÁT
Trang 15ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
15
a Thuyết bền 1 – Thuyết bền ứng suất pháp lớn nhất
( Galileo Galilei)
➢ Nguyên nhân vật liệu bị phá hoại là do ứng suất pháp lớn
nhất của phân tố ở trạng thái ứng suất phức tạp đạt tới
ứng suất pháp nguy hiểm của phân tố ở trạng thái ứng
suất đơn .
➢ Điều kiện bền:
➢ Hạn chế: Chỉ phù hợp với vật liệu giòn, và TTƯS đơn
𝜎𝑡𝑏1 = 𝜎1 ≤ 𝜎 𝑘; 𝜎𝑡𝑏1 = 𝜎3 ≤ 𝜎 𝑛
Trang 16KHÁI NIỆM VỀ LÝ THUYẾT BỀN VÀ CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
b Thuyết bền 2 – Thuyết bền biến dạng dài tương đối lớn
nhất ( Mariotte)
➢ Nguyên nhân vật liệu bị phá hoại là do biến dạng dài tương đối lớn
nhất của phân tố ở trạng thái ứng suất phức tạp đạt tới biến dạngdài tương đối ở trạng thái nguy hiểm của phân tố ở trạng thái ứngsuất đơn
➢ Điều kiện bền:
➢ Chỉ phù hợp với vật liệu giòn
𝜎𝑡𝑏2 = 𝜎1 − 𝜇 𝜎2 + 𝜎3 ≤ 𝜎 𝑘
𝜎𝑡𝑏2 = 𝜎3 − 𝜇 𝜎1 + 𝜎2 ≤ 𝜎 𝑛
Trang 17ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
17
c Thuyết bền 3 – Thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất
( Tresca – Saint Venant)
➢ Nguyên nhân vật liệu bị phá hoại là do ứng suất tiếp lớn nhất của
phân tố ở trạng thái ứng suất phức tạp đạt tới ứng suất tiếp nguyhiểm của phân tố ở trạng thái ứng suất đơn
➢ Điều kiện bền:
➢ Chỉ phù hợp với vật liệu dẻo Thường sử dụng trong nghành cơ khí
𝜎𝑡𝑏3 = 𝜎1 − 𝜎3 ≤ 𝜎
Trang 18KHÁI NIỆM VỀ LÝ THUYẾT BỀN VÀ CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
d Thuyết bền 4 – Thuyết bền thế năng biến đổi hình
dáng cực đại ( Hunber-Von Mises)
➢ Nguyên nhân vật liệu bị phá hoại là do thế năng biến đổi hình dáng
của phân tố ở trạng thái ứng suất phức tạp đạt tới thế năng biến đổihình dáng ở trạng thái nguy hiểm của phân tố ở trạng thái ứng suấtđơn
➢ Điều kiện bền:
➢ Phù hợp với vật liệu dẻo Thường sử dụng trong nghành cơ khí chế
tạo và kỹ thuật xây dựng
𝜎𝑡𝑏4 = 𝜎12 + 𝜎22 + 𝜎32 − 𝜎1𝜎2 − 𝜎2𝜎3 − 𝜎3𝜎1 ≤ 𝜎 𝑘
Trang 19ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
19
e Thuyết bền 5 – Thuyết bền Mohr
➢ Dựa vào kết quả thí nghiệm
→ Xác định miền an toàn của vật liệu
➢ Điều kiện bền:
➢ Chỉ phù hợp với vật liệu giòn
𝜎𝑡𝑏5 = 𝜎1 − 𝜎 𝑘
𝜎 𝑛 𝜎3 ≤ 𝜎 𝑘
Trang 20KHÁI NIỆM VỀ LÝ THUYẾT BỀN VÀ CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
e Thuyết bền 5 – Thuyết bền Mohr
Trang 21ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
21
e Thuyết bền 5 – Thuyết bền Mohr
Trang 22KHÁI NIỆM VỀ LÝ THUYẾT BỀN VÀ CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN
e Thuyết bền 5 – Thuyết bền Mohr
Trang 23ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
Trang 24Exercise 1: Cho phân tố ở trạng thái ứng suất phẳng với các ứng suấtnhư hình Xác định ứng suất trên mặt cắt nghiêng có pháp tuyến u hợpvới phương ngang một góc 300 như hình a Xác định phương chính vàtrị số của các ứng suất chính như hình
Trang 25ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
Trang 26Exercise 2: Ứng suất toàn phần trên mặt cắt m-m đi qua một điểm củavật thể trong trạng thái ứng suất phẳng p =3000N/cm2 có phương tạothành một góc 600 với mặt cắt Trên mặt vuông góc với mặt cắt này chỉ
có ứng suất tiếp (hình a) Tính ứng suất pháp và ứng suất tiếp trên mặtcắt tạo thành góc 450 so với mặt cắt m-m Tính ứng suất lớn nhất tại
Trang 27ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
2
+ 𝜏𝑥𝑦2 = N/cm2
Trang 28Exercise 3: Trên một phân tố lấy từ vật thể chịu lực có tác dụng ứngsuất σ = 30𝑘𝑁/𝑐𝑚2 và 𝜏 = 15 𝑘𝑁/𝑐𝑚2 Xác định biến dạng dài tuyệt
đối của đường chéo AB và biến dạng góc của góc nghiêng (hình a).
300
𝑛
𝑚
Trang 29ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
Trang 30Theo định luật Hooke ta có:
𝜀𝑚 = 1
𝐸 𝜎𝑚 − 𝜇𝜎𝑛 =
12.104 35,49 − 0,28(−5,49) = 1,85.10
−3
Biến dạng dài tuyệt đối của cạnh AB:
Δ𝐴𝐵 = 𝜀𝑚 AB = 1,85.10−3 25/ sin 3 00 = 0,093cmBiến dạng góc nghiêng:
𝛾𝑚𝑛 = 𝜏𝑚𝑛
𝜏𝑚𝑛𝐸/2 1 + 𝜇 =
5,49.2(1 + 0,28)
2.104 = 7,027.10
−4𝑅𝑎𝑑
Solution:
Trang 31ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
31
tra bền cho các phân tố theo các lý thuyết bền thứ ba, thứ tư và lý
thuyết bền Mohr Cho biết [ϭ ]=13Kn/cm2; ϭ 0k / ϭ 0n=0.7
𝜎𝑦 = 5𝑘𝑁/𝑐𝑚2
𝜏𝑦𝑥 = 3𝑘𝑁/𝑐𝑚2𝑦
𝑧
𝑥
𝜎𝑥 = 2𝑘𝑁/𝑐𝑚2
𝜎𝑧 = 6𝑘𝑁/𝑐𝑚2
Trang 32Có một ứng suất chính theo phương z là: 𝜎𝑧 = 6𝑘𝑁/𝑐𝑚2
Hai ứng suất còn lại nằm trong mặt phẳng vuông góc với phương z:
2
+ 𝜏𝑥𝑦2 = −2 − 5
−2 + 5 2
2
+ 32
Solution:
Trang 33ThS Lê Bảo Quỳnh October 20 th , 2021
33
ứng suất phẳng tại một điểm tới
hạn trên một vỏ thép mỏng như
hình vẽ Xác định nếu thất bại
(năng suất) đã xảy ra trên cơ sở
lý thuyết năng lượng-phân bổ cực
đại Ứng suất chảy của thép là
𝜎𝑌 = 650𝑀𝑃𝑎
Trang 34Solution:
