đề thi sức bền vật liệu F4 PH

SBVL nghiên cứu vật thể thực (công trình, chi tiết máy...). Vật thể thực có biến dạng dưới tác dụng của nguyên nhân ngoài (tải trọng, nhiệt độ, lắp ráp các chi tiết chế tạo không qua bộ bài tập này giúp sinh viên hiểu thêm về độ bền của dầm. hỗ trợ trong quá trình học tập và nghiên cứu

Bài số 59

Có một hệ gồm 3 thanh cùng chiều dài và mặt cắt ngang nh- trên hình vẽ Một vật nặng P rơi từ độ cao h xuống đĩa

D Hỏi:

1 Hệ số động của hệ

2 ứng suất ở các thanh

3 Chuyển vị thẳng đứng của nút A

Bài số 60

Cho một thanh gẫy khúc nh- trên hình vẽ, có độ cứng chống uốn EJ=const, mô men chống uốn Wx Tại mặt cắt A giữa nhịp CD có đặt một khối l-ợng M

1 Tính độ võng và ứng suất lớn nhất tại mặt cắt A khi có một lực kích thích biến đổi tuần hoàn P(t)=P0sint tác dụng vào đầu B của thanh (bỏ qua lực cản của môi tr-ờng)

2 Xác định biên độ của lực kích thích

để trong quá trình dao động đoạn dầm giữa hai gối chỉ chịu mô men d-ơng

Bài số 61

Một công xon AB dài 9a chịu một lực P rơi tự do từ cao độ a Hãy xác

định hệ số động của hệ trong hai tr-ờng hợp:

1 Đoạn AC cứng tuyệt đối, còn đoạn

CB có độ cứng chống uốn EJ

2 Toàn bộ công xon có độ cứng EJ Lực P truyền qua một dầm cứng tuyệt đối tựa trên ba gối khớp

Cho biết

684

1 EJ

Pa2 

Bài số 62

EF,l,

A

60 0

60 0

P

d

D

h=l/10

EF,l,

EF,l,

D

A



P sin t

P

C

P

A

3a 3a 3a

Một thanh thép mặt cắt hình chữ nhật a x

2 đặt nghiêng 30 nh- trên hình

vẽ Trọng l-ợng P rơi tự do vào đầu B từ độ cao 2a

1 Tính độ lớn của chuyển vị đầu B

2 Tính ứng suất pháp cực đại và cực tiểu của thanh

3 Sau khi rơi trọng l-ợng P lăn dọc BA Cho biết sự biến thiên của chuyển vị

đầu B theo vị trí của trọng l-ợng P

Khi tính bỏ qua trọng l-ợng bản thân của thanh, biến dạng nén thanh và giả thiết chuyển vị do sự rơi tắt ngay và không tạo ra dao động Cho

3 10

8

,

4

P

2

 , E = 2.106 daN/cm2

Bài số 63

Một trục tròn đặc hai đầu ngàm, ở giữa có gắn một thanh tròn cùng độ cứng chống uốn nh- trên hình vẽ Một vật nặng P rơi từ độ cao h xuống điểm

A

1 Lập công thức tính hệ số động, cho biết G = 0.4E

2 Kiểm tra độ bền của trục theo lý thuyết bền thứ ba

Bài số 64

Một vật nặng có trọng l-ợng Q = 160 N rơi tự do từ độ cao h=10cm, va chạm vào đầu B của dầm AB Dầm làm bằng vật liệu có mô đun đàn hồi E=104 MN/m2 Kích th-ớc dầm nh- hình vẽ

Tính ứng suất pháp cực đại trong dầm và độ võng toàn phần tại giữa dầm khi dầm đặt nghiêng (xem hình vẽ)

30 0

A

P

B

A

B

Q

(cm)

30 0

3m

B

A

a

EJX

2a

a

Bài số 65

Một quả cầu khối l-ợng 1 kG đ-ờng kính d = 10 cm đ-ợc coi là cứng tuyệt

đối, rơi từ độ cao H = 5 cm xuống kết cấu nh- hình vẽ Dầm AB bằng thép E=2.106 daN/cm2, mặt cắt ngang có kích th-ớc 2 x 1cm2 Hai thanh cứng CD,

EF coi nh- cứng tuyệt đối đ-ợc hàn cứng vào dầm AB

Tính ứng suất lớn nhất trong dầm Bỏ qua va chạm giữa quả cầu và hai thanh đứng

Bài số 66

Dầm AD đ-ợc nối với lò xo có độ cứng c nh- hình vẽ Dầm có mặt cắt ngang hình chữ nhật b x h Một vật nặng

có trọng l-ợng Q rơi từ độ cao H xuống

đĩa cứng K Cho biết: H = 0,06 m, c=6EJx/l3, Q = 23 kN, E = 2.105 MN/m2,

b = 3 cm, h = 5 cm, l = 1 m Khi tính bỏ

qua bỏ qua trọng l-ợng bản thân các bộ phận, bỏ qua ma sát ở ròng rọc và bỏ qua độ dãn của dây nối lò xo với đĩa K

1 Tính chuyển vị thẳng đứmg của điểm D

2 Tính ứng suất chính và xác định ph-ơng chính tại các điểm nằm trên

đ-ờng trung hoà của các mặt cắt ngang dầm

Bài số 67

Một công xon AB có độ cứng EJ2 liên liên kết với thanh gẫy khúc DKMB bằng khớp B và lò xo C Thanh DK và MB có độ cứng EJ1, thanh KM đ-ợc xem là tuyệt đối cứng và dài  Một vật nặng Q rơi từ độ cao

2 1

1 2

3

J EJ

16

J 27 J

16

Qa

xuống điểm F giữa đoạn DK

1 Tính chuyển vị của khớp B khi va chạm

2d

d 2d

2

P=1kG

(cm)

A

c

Q

K

D

B

a

Bài số 68

Dầm AB có độ cứng EJ đặt trên gối cứng tại A và đặt trên lò xo tại D có độ cứng c EJ

a

 3 Trên dầm AB có đặt dầm MN cùng độ cứng bố trí nh- hình vẽ, cách dầm AB một khoảng hở  Một vật nặng P rơi tự do từ độ cao

EJ

 3

2

3

xuống điểm giữa dầm MN tại K

1 Tính chuyển vị tại điểm B khi P rơi xuống dầm MN

2 Tính khoảng hở  để khi P rơi xuống dầm MN thì hai dầm MN và AB tiếp xúc nhau tại điểm rơi

Bài số 69

Hai thanh gẫy khúc đ-ợc liên kết với nhau nh- hình vẽ Vật nặng Q rơi từ độ cao h xuống giữa nhịp Tính khoảng cách tối đa của h để khi va chạm kết cấu

đảm bảo về độ bền Cho biết: Q=2daN, E=2.106KG/cm2, []=1800daN/cm2

K

A

EJ I

M EJ

D

B

N

c

P

A

EJ2

EJ 1

D

C

F

B

Q

EJ1 M

K

a

a

a

Q

(cm)

2

60cm

a

Bài số 70

Một thanh dài l đặt nghiêng góc

so với ph-ơng nằm ngang, ở đầu

tự do mang vật nặng Q quay quanh trục thẳng đứng O-O với tốc độ góc không đổi 

Tính ứng suất động lớn nhất tại mặt cắt ngang nguy hiểm của thanh Cho

trọng l-ợng trên đơn vị dài của thanh là q = 3Q/l; =(g/l)0.5; thanh có mặt cắt

ngang hình tròn đ-ờng kính d=0,1l

Bài số 71

Có một dây thép treo một vật nặng Q = 25 kN nh- hình vẽ Dây chuyển động xuống d-ới với vận tốc v = 100 cm/s Khi chiều dài của

đoạn treo l = 20 m thì bánh xe bị

dừng lại đột ngột Hãy tính tải trọng va chạm tác dụng lên dây

Cho biết diện tích mặt cắt ngang của dây thép là F = 4,14 cm2, mô

đun đàn hồi E = 1,7.105 MPa Khi tính bỏ qua khối l-ợng của dây thép và bánh xe

Bài số 72

Khung ABC và dầm MN đ-ợc bố trí nh- hình vẽ Ng-ời ta đặ một thanh

đệm D thẳng đứng có chiều cao a/8, nối đầu A với điểm giữa MN Một vật

nặng P rơi từ độ cao h va chạm vào đầu A

1 Tính độ võng tại mặt cắt I của dầm MN

2 Nếu thanh đệm D là tuyệt đối cứng thì độ võng tại I sẽ tăng hoặc giảm bao nhiêu lần ?

3 Trong tr-ờng hợp không có thanh đệm D, hãy xác định giá

trị cho phép của trọng l-ợng P

để dầm MN không chịu lực

l

Q

O





O

a

a

M

I

D EF

P

A

N

EJ,GJp

EJ

B

a

C

EJ a/2 a/2

a

Thả một vật nặng P từ độ cao H rơi xuống mặt cắt giữa dầm AB Vật nặng

đ-ợc treo bằng sợi dây có: l = 100cm, F = 1cm2, E=1,6.106daN/cm2

1 Xác định chiều cao rơi tối thiểu của vật nặng để nó có thể chạm tới dầm (bỏ qua kích th-ớc của vật nặng)

2 Nếu thả vật nặng từ độ cao h=61cm thì ứng suất lớn nhất trong dầm bằng bao nhiêu ?

Biết Edầm = 2.106 daN/cm2

Bài số 74

Cho hệ thanh nh- hình vẽ Các thanh có cùng diện tích mặt cắt ngang F,

cùng vật liệu thép CT3 Hãy kiểm tra ổn định các thanh khi có vật nặng P rơi tự

do từ độ cao h xuống đĩa D Cho biết: E = 2.104 kN/cm2, l = 1 m, h = 2 cm, P =

50 kN, d2 = d3 = 8 cm, thanh 1 có mặt cắt ngang là hình elíp với a = 2b, nôđ=2,

 = 450

Bài số 75

Một vật có khối l-ợng m rơi ở độ cao h với vận tốc ban đầu v0 xuống một

đĩa treo nh- hình vẽ Dây treo đĩa dài l,

độ cứng chống kéo EF đ-ợc luồn qua ròng rọc và kéo tay đòn BC theo ph-ơng nằm ngang Giả thiết tay đòn BC tuyệt

đối cứng Trục AB là thanh tròn đ-ờng kính d Các kích th-ớc khác ghi trên hình vẽ

1 Tính độ giãn của dây treo

2 Lập công thức kiểm tra độ bền của trục AB

a=2m

(cm)

A

C

B P=2kN

4

a

1.5l

1.5l

1

A

B



3

2

P

D

C

b

a

B

a

C

a

Bài số 76

Trục AB đ-ợc hàn cứng với thanh AC mang quả nặng P Tại đầu B của trục

ng-ời ta gắn cơ cấu hãm đ-ợc coi là không biến dạng Trục AB dài l = 1 m, mặt cắt

ngang hình vành khăn D=3cm, d=2,7cm, G=8.105

daN/cm2

Thanh AC mặt cắt chữ nhật b x h = 1 x 2 cm2, chiều dài a=0,25m, E = 2.106 daN/cm2 Thanh AC ở vị trí thẳng đứng và tự quay do trọng l-ợng P (tại vị trí thẳng đứng vận tốc của vật nặng vc = 0) Khi thanh quay đến vị trí nằm ngang thì thanh hãm đập vào gối

hãm, trục đột ngột bị hãm cứng lại tại đầu B Bỏ qua trọng l-ợng thanh và trục,

bỏ qua ma sát ở trục và lực cản môi tr-ờng

Tính ứng suất lớn nhất phát sinh trong các thanh

Bài số 77

Một dầm thép tựa lên hai gối A và B Gối A cố định, gối B lăn trên một mặt nghiên 600 Dầm dài 4a, mặt cắt ngang hình vuông cạnh b = a/5 Tại mặt cắt C có hàn một thanh cứng tr-ợt khít trong một khe thẳng đứng không ma sát Một dây thép diện tích mặt cắt ngang bằng b2/25 dài l = 27a/7 treo ở d-ới

thanh cứng Đầu d-ới của dây có một đĩa để đỡ trọng l-ợng P

1 Tính ứng suất lớn nhất ở dầm và ở dây treo P và b

2 Hãy tính hệ số động do va chạm của hệ khi P rơi xuống đĩa từ một độ cao h = 38560P/Eb

Bài số 78

Thanh AB dài l có độ cứng chống uốn là EJ Ng-ời ta gắn thêm một đòn

cứng C và hai lò xo có độ cứng

3 l

EJ 64

c  nh- trên hình vẽ

Tính chuyển vị ngang ở đầu B d-ới

tác dụng của lực P đặt tại đó

A

C

d

D P=3daN

gối hãm

Thanh hãm

B

a

A

C

P B

P

b