F44 2 r sức bền vật liệu 1

Phần 1CÁC NỘI DUNG TRỌNG TÂM Chương 1: LÝ THUYẾT NỘI LỰC  Khái niệm nội lực - các thành phần nội lực – phương pháp xác định nội lực  Biểu đồ nội lực  Liên hệ vi phân giữa nội lực và

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN

LƯU HÀNH NỘI BỘ

MỤC ĐÍCH

Tài liệu này nhằm hỗ trợ cho học viên hình thức giáo dục từ

xa nắm vững nội dung ôn tập và làm bài kiểm tra hết môn hiệu quả

Tài liệu này cần được sử dụng cùng với tài liệu học tập của môn học và bài giảng của giảng viên ôn tập tập trung theo chương trình đào tạo

NỘI DUNG HƯỚNG DẪN

Nội dung tài liệu này bao gồm các nội dung sau:

 Phần 1: Các nội dung trọng tâm của môn học Bao gồm các nội

dung trọng tâm của môn học được xác định dựa trên mục tiêu học tập, nghĩa là các kiến thức hoặc kỹ năng cốt lõi mà người học cần có được khi hoàn thành môn học

 Phần 2: Cách thức ôn tập Mô tả cách thức để hệ thống hóa

kiến thức và luyện tập kỹ năng để đạt được những nội dung trọng tâm

 Phần 3: Hướng dẫn làm bài kiểm tra Mô tả hình thức kiểm

tra và đề thi, hướng dẫn cách làm bài và trình bày bài làm và lưu ý về những sai sót thường gặp, hoặc những nỗ lực có thể được đánh giá cao trong bài làm

 Phần 4: Đề thi mẫu và đáp án Cung cấp một đề thi mẫu và

đáp án, có tính chất minh hoạ nhằm giúp học viên hình dung

yêu cầu kiểm tra và cách thức làm bài thi

PHỤ TRÁCH KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN Trần Tuấn Anh

Phần 1

CÁC NỘI DUNG TRỌNG TÂM

Chương 1: LÝ THUYẾT NỘI LỰC

 Khái niệm nội lực - các thành phần nội lực – phương pháp xác định nội lực

 Biểu đồ nội lực

 Liên hệ vi phân giữa nội lực và tải trọng

 Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực dựa vào liên hệ

vi phân

Chương 2: THANH CHỊU KÉO – NÉN ĐÚNG TÂM

 Khái niệm bài toán thanh chịu kéo – nén đúng tâm

 Phân bố ứng suất - biến dạng trên mặt cắt ngang

 Các đặc trưng cơ học của vật liệu

 Các bài toán cơ bản

 Bài toán siêu tĩnh

Chương 6: ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT NGANG

 Xác định mômen tĩnh – trọng tâm của tiết diện phẳng

 Xác định mômen quán tính – bán kính quán tính của tiết diện phẳng

 Công thức chuyển trục song song và công thức xoay trục

Chương 7: UỐN PHẲNG THANH THẲNG

 Khái niệm bài toán dầm chịu uốn

 Uốn thuần túy phẳng

 Uốn ngang phẳng

Phần 2

CÁCH THỨC ÔN TẬP

Chương 1: LÝ THUYẾT NỘI LỰC

 Khái niệm nội lực - các thành phần nội lực – phương pháp xác định nội lực

o Các nội dung cần nắm vững: thế nào là nội lực? Tại sao phải xây dựng lý thuyết nội lực để tính toán? Có bao nhiêu thành phần nội lực trong bài toán không gian, bài toán phẳng? Tác động của từng thành phần nội lực đối với vật rắn như thế nào? Sử dụng thành thạo phương pháp mặt cắt để xác định nội lực

o Đọc TLHT, xem thí dụ 2.1

o Làm các bài tập 2.1 trong TLHT

 Biểu đồ nội lực

o Nắm vững: ý nghĩa và quy ước vẽ biểu đồ nội lực, đặc biệt

là quy ước vẽ biểu đồ mômen uốn

o Đọc TLHT, xem các thí dụ 2.2  2.5

o Làm bài tập 2.1, 2.2, TLHT

 Liên hệ vi phân giữa nội lực và tải trọng

o Nắm vững: ý nghĩa của liên hệ vi phân, ứng dụng của liên

hệ vi phân trong vẽ biểu đồ nội lực, các hệ quả suy ra từ liên hệ vi phân

o Đọc TLHT, thí dụ 2.6, 2.7

 Phương pháp vẽ nhanh biểu đồ nội lực dựa vào liên hệ vi phân

o Nắm vững: sử dụng thành thạo các hệ quả rút ra từ liên hệ

vi phân để vẽ nhanh biểu đồ nội lực, nắm vững các tính chất về bước nhảy nội lực, định dạng biểu đồ nội lực, các điểm đặc biệt trên biểu đồ, cách tính nhanh các giá trị nội lực tại tiết diện bất kỳ trên dầm

o Đọc TLHT, xem thí dụ 2.82.10

o Làm các bài tập 2.1, 2.2, 2.5, 2.6 trong TLHT theo phương pháp vẽ nhanh

Chương 2: THANH CHỊU KÉO – NÉN ĐÚNG TÂM

 Khái niệm bài toán thanh chịu kéo – nén đúng tâm

o Nắm vững: định nghĩa bài toán thanh kéo – nén đúng tâm, các dạng kết cấu thường gặp trong thực tế, vẽ biểu đồ lực dọc cho một số trường hợp đơn giản Chú ý tính chất nội lực của các thanh thẳng, có liên kết khớp ở 2 đầu

o Đọc TLHT

 Phân bố ứng suất - biến dạng trên mặt cắt ngang

o Nắm vững: khái niệm ứng suất, biến dạng; các thành phần ứng suất, biến dạng; định luật Hooke

o Phân bố ứng suất biến dạng trong bài toán kéo – nén đúng tâm Nắm vững công thức tính ứng suất, biến dạng và độ giãn dài của thanh kéo – nén đúng tâm

o Đọc TLHT, xem thí dụ 3.1

 Các đặc trưng cơ học của vật liệu

o Nắm được các thí nghiệm vật liệu cơ bản về kéo – nén để xác định các đặc trưng cơ học của vật liệu bao gồm: giới hạn chảy, giới hạn bền, biến dạng dài tỉ đối, độ thắt tỉ đối,

hệ số an toàn của vật liệu… Phân biệt tính chất chịu lực giữa nhóm vật liệu dẻo và nhóm vật liệu giòn

o Đọc TLHT

 Các bài toán cơ bản;

o Nắm vững: khái niệm ứng suất cho phép, hệ số an toàn, 3 bài toán cơ bản: kiểm tra bền, thiết kế, xác định tải trọng cho phép

o Đọc TLHT, xem thí dụ 3.3, 3.4

o Làm bài tập 3.1, 3.2, 3.4

 Bài toán siêu tĩnh

o Nắm vững: khái niệm về hệ siêu tĩnh; phương pháp tổng quát để giải hệ siêu tĩnh; cách nhận xét viết phương trình biến dạng bổ sung để giải bài toán siêu tĩnh

o Đọc TLHT, xem thí dụ 3.5, 3.6

o Làm bài tập 3.5, 3.6

Chương 6: ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT NGANG

 Xác định mômen tĩnh – trọng tâm của tiết diện phẳng

o Nắm vững: thế nào là mômen tĩnh và trọng tâm của tiết diện; công thức xác định mômen tĩnh và vị trí trọng tâm của một tiết diện phẳng; cách xác định mômen tĩnh của tiết diện phức tạp; tính chất hệ trục đối xứng của tiết diện đối với trị số mômen tĩnh

o Đọc TLHT, xem thí dụ 6.1

 Xác định mômen quán tính (MMQT) – bán kính quán tính của tiết diện phẳng

o Nắm vững: thế nào là MMQT của tiết diện và cách xác định; phân biệt MMQT đối với trục, MMQT độc cực (đối với 1 điểm) , MMQT ly tâm (đối với 1 hệ trục); cách xác định MMQT của tiết diện phức tạp; định nghĩa hệ trục quán tính chính, hệ trục quán tính chính trung tâm và các đại lượng MMQT trong hệ trục đó; Các công thức xác định MMQT trong hệ trục chính trung tâm của một số tiết diện đơn giản

o Nắm vững công thức xác định bán kính quán tính

o Đọc TLHT

 Công thức chuyển trục song song và công thức xoay trục

o Đọc TLHT, trang 126130, thí dụ 6.2, 6.3; xem bảng tra thép hình phần phụ lục

o Làm bài tập 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 TLHT

Chương 7: UỐN PHẲNG THANH THẲNG

 Khái niệm bài toán dầm chịu uốn

o Nắm vững: khái niệm kết cấu dầm chịu uốn, liên hệ kết cấu chịu uốn trong thực tế Phân biệt bài toán uốn thuần túy phẳng và uốn ngang phẳng

o Đọc TLHT,

 Uốn thuần túy phẳng

o Nắm vững: các giả thiết của bài toán uốn phẳng; phân bố ứng suất biến dạng trên mặt cắt ngang; công thức ứng suất

pháp, xác định ứng suất max, min; xác định mômen chống uốn của tiết diện

o Các bài toán cơ bản: kiểm tra bền, thiết kế tiết diện, xác định tải trọng cho phép;

o Đọc TLHT, xem thí dụ 7.1, 7.2, 7.3

 Uốn ngang phẳng

o Nắm vững: các giả thiết về ứng suất tiếp tuyến do lực cắt gây ra; công thức tính ứng suất tiếp của Zhuravskii và cách vận dụng cụ thể Lưu ý: người học cần phải nắm rõ các thông số trong công thức ứng suất tiếp Zhuravskii để có thể xác định chính xác giá trị này

o Phân bố ứng suất tiếp trong một số tiết diện: chữ nhật, tròn, chữ I, T, hộp

o Điều kiện bền và các bài toán cơ bản

o Đọc TLHT, thí dụ 7.4, 7.5, 7.6, 7.7

o Làm bài tập 7.1, 7.2, 7.3, 7.6, 7.7, 7.8, 7.10

Tài liệu học tập chính: Đỗ Kiến Quốc (chủ biên) và các tác giả, Sức bền vật liệu, NXB ĐHQG TPHCM, 2008

Phần 3

HƯỚNG DẪN LÀM BÀI KIỂM TRA

a/ Hình thức kiểm tra và kết cấu đề

Hình thức kiểm tra: tự luận

Đề kiểm tra gồm 2 câu bài tập (1+2a hoặc 1+2b):

Câu 1 (4 điểm): vẽ biểu đồ nội lực cho hệ dầm (kiến thức chương 1)

Câu 2a (6 điểm): Tính toán bài toán dầm chịu uốn (kiến thức chương 6, 7)

Câu 2b (6 điểm): Tính toán một hệ chịu kéo – nén đúng tâm (kiến thức chương 2)

b/ Hướng dẫn làm bài tự luận

 Câu 1: vẽ biểu đồ nội lực cho dầm

o Dùng phương trình cân bằng để xác định phản lực liên kết (có thể bỏ qua bước này nếu nhận thấy có thể vẽ biểu đồ nội lực mà không cần tính phản lực)

o Có thể sử dụng phương pháp giải tích để khảo sát sự biến thiên nội lực trong từng đoạn dầm hoặc sử dụng liên hệ vi phân để vẽ nhanh biểu đồ nội lực Tính giá trị nội lực tại các điểm cần thiết trên biểu đồ

o Biểu đồ nội lực cần thể hiện đúng quy ước và ghi đầy đủ các giá trị tại các vị trí cần thiết trên biểu đồ

o Sau khi vẽ xong, nên kiểm tra sự đúng đắn của biểu đồ thông qua các tính chất như: bước nhảy của nội lực, giá trị nội lực tại các điểm đặc biệt, điểm cực trị của biểu đồ mômen, bậc của đường nội lực…

 Câu 2a : Tính toán bài toán dầm chịu uốn

o Vẽ biểu đồ nội lực dầm

o Xác định các tiết diện nguy hiểm của dầm, xác định trạng thái chịu lực của dầm là uốn thuần túy hay uốn ngang phẳng

o Xác định các đặc trưng hình học của tiết diện trong hệ trục quán tính chính

o Tính toán ứng suất pháp và ứng suất tiếp lớn nhất trong dầm

o Xác định trạng thái ứng suất tại các điểm cần thiết để kiểm tra bền cho những tiết diện nguy hiểm Thực hiện bài toán kiểm tra bền, thiết kế, hoặc xác định tải trọng cho phép tùy theo yêu cầu của đề bài

 Câu 2b : Tính toán hệ chịu kéo - nén đúng tâm

o Xác định bài toán đã cho là hệ tĩnh hay siêu tĩnh dựa vào

số ẩn số cần tìm và số phương trình cân bằng của hệ

o Nếu hệ là tĩnh định: nội lực trong các thanh sẽ giải được từ phương trình cân bằng tĩnh học Chú ý rằng, phải sử dụng các mặt cắt hợp lý để giải ra lực dọc trong các thanh

o Nếu hệ là siêu tĩnh: sau khi viết các phương trình cân bằng liên quan, cần tìm thêm phương trình biến dạng bổ sung Phương trình biến dạng phụ thuộc vào cách bố trí của hệ kết cấu Sinh viên cần đọc các thí dụ và thực hiện các bài

tập ở phần hướng dẫn để nắm được nguyên tắc và phương pháp giải

o Sau khi xác định được lực dọc trong các thanh, tiến hành đánh giá điều kiện bền để giải quyết các yêu cầu đề bài đã cho

o Chuyển vị trong hệ được quy đổi theo độ giãn các thanh

và được tính toán theo công thức xác định độ giãn của thanh kéo – nén đúng tâm

Lưu ý: đề thi chỉ gồm 2 câu: Câu 1+2a hoặc Câu 1+2b

Phần 4

ĐỀ THI MẪU VÀ ĐÁP ÁN

ĐỀ THI MẪU

MÔN: Sức bền vật liệu1……… -HK …./NH 2014-2015

LỚP: ……… - HỆ: ….Từ xa…

Thời gian làm bài: 90 phút…

SV được sử dụng tài liệu

Câu 1 (4 điểm): Vẽ biểu đồ moment, biểu đồ lực cắt cho hệ dầm

sau

Câu 2 (4 điểm): Cho hệ chịu lực như hình vẽ Thanh ABC tuyệt

đối cứng Thanh AE, BD làm bằng thép có [σ]=16 kN/cm2, E = 2,1.104 kN/cm2; L=1m; q=20kN/m Bỏqua trọng lượng bản thân Yêu cầu:

a Xác định [a] để 2 thanh thỏa điều kiện bền

b Xác định chuyển vịthẳng đứng tại B ứng với [a] tìm được

Câu 3 (2 điểm): Xác định moment quán tính chính trung tâm

của mặt cắt ngang

ĐÁP ÁN

Câu 1 (4 điểm):

a Biểu đồ momen uốn Mx (2,0 đ):

b Biểu đồ lực cắt Qy (2,0 đ):

Câu 2 ( 4 điểm)

a Xác định [d](3,0 đ):

 Phương trình cân bằng moment

 Phương trình biến dạng (1 đ)

N L N L

E d d / 4

 Từ hai phương trình (1) và (2):

 Điều kiện bền cho thanh AE

AE



 Điều kiện bền cho thanh BD

BD

[ ] a 0, 45(cm)



 Chọn [a] = 0,664cm

b Tính chuyển vị đứng tại B (1,0 đ):

BD

BD

Câu 3 ( 2 điểm)

 Xác định trọng tâm của mặt cắt ngang

c

c

10.2.5 12.2.11

10.2 12.2 10.2.1 12.2.6

10.2 12.2









 Xác định moment quán tính chính trung tâm

I    I I 567, 4(cm )

  