Bài giảng Kết cấu thép - Chương 5: Lý thuyết bền

Nội dung text: Bài giảng Kết cấu thép - Chương 5: Lý thuyết bền

1. CHƯƠNG 5- LÝ THUYẾT BỀN Gvc- Ths Lê Hồng Tuấn
2. 1. KHÁI NIỆM  Điều kiện bền thanh chịu kéo hoặc nén đúng tâm ( chương 3),( TTỨS đơn, chỉ cĩ ứng suất pháp sz ) . [s ] s0,k s max = s1 k = n ; s0,n smin = s3 [s ]n = n
3. 1. KHÁI NIỆM  Trong đĩ: Ứng suất nguy hiểm 0 cĩ được từ những thí nghiệm kéo (nén) đúng tâm: - Đối với vật liệu dẻo là giới hạn chảy sch - Đối với vật liệu dịn là giới hạn bền sb.
4. 1. KHÁI NIỆM  TTỨS phức tạp cĩ 1,2,3 Để viết điều kiện bền, cần cĩ kết quả thí nghiệm phá hỏng những mẫu thử ở TTỨS tương tự. Việc thực hiện những thí nghiệm như thế hiện nay rất khĩ khăn , nên:  Điều kiện bền:  =  = f( ) tđ t 1,2,3 [s]k hay  =  = f( ) tđ t 1,2,3 [s]n
5. 1. KHÁI NIỆM Vấn đề là chọn hàm f, đĩ chính là LTB  Định nghĩa : Thuyết bền là những giả thuyết về nguyên nhân phá hỏng của vật liệu, nhờ đó đánh giá được độ bền của vật liệu ở mọi TTỨS khi chỉ biết độ bền của vật liệu ở TTỨS đơn ( do thí nghiệm kéo,  t , tđ được gọi là ứng suất tính hay ưnùenùng đsuúanágt ttưâơmng). đương
6. 2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN II II s2 s s 1 s1 0k s0k I I III s 3 s2 III TTỨS phức tạp TTỨS đơn nguy hiểm
7. 2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN 1. TB ỨNG SUẤT PHÁP LỚN NHẤT (TB1)  Nguyên nhân vật liệu bị phá hỏng là do ứng suất pháp lớn nhất của phân tố ở TTỨS phức tạp đạt đến ứng suất nguy hiểm ở TTỨS đơn.   =  0k = [] t1 1 n k Điều kiện bền:   =  0n = [] t1 3 n n  Chỉ đúng với TTỨS đơn
8. 2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN 2. TB BIẾN DẠNG DÀI TƯƠNG ĐỐI LỚN NHẤT (TB2)  Nguyên nhân vật liệu bị phá hỏng là do biến dạng dài tương đối lớn nhất của phân tố ở TTỨS phức tạp đạt đến biến dạng dài tương đối lớn nhất ở trạng thái nguy hiểm của phân tố ở TTỨS đơn. 1  1 = [s1  s2 s3 ] B/dạng tương đối TTỨS phức tạp E   = 0k B/dạng tương đối TTỨS đơn 0k E
9. 2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN 2. TB BIẾN DẠNG DÀI TƯƠNG ĐỐI LỚN NHẤT (TB2)  Điều kiện bền: s t 2 = s 1  (s 2 s 3 ) [s ]k Hay s t 2 = s 3 (s 1 s 3 ) [s ]n  Chỉ hợp với v/l dịn, ngày nay ít dùng
10. 2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN 3. TB ỨNG SUẤT TIẾP LỚN NHẤT (TB3) Nguyên nhân vật liệu bị phá hỏng là do ứng suất tiếp lớn nhất của phân tố ở TTỨS phức tạp đạt đến ứng suất tiếp lớn nhất ở trạng thái nguy hiểm của phân tố ở TTỨS đơn.  tmax - ứ/s tiếp max của TTỨS phức tạp t0k - ư/s tiếp max của TTỨS đơn ở trạng thái nguy hiểm. n - Hệ số an tồn
11. 2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN    Với:  = 1 3 ;  = 0k max 2 0k 2  Điều kiện bền: s t 3 = s 1 s 3 [s ] Phù hợp với thực nghiệm, thích hợp với vật liệu dẻo và ngày nay được sử dụng nhiều trong tính tốn cơ khí và xây dựng.
12. 2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN 4- TB THẾ NĂNG BIẾN ĐỔI HÌNH DÁNG (TB 4)  Nguyên nhân vật liệu bị phá hỏng là do thế năng biến đổi hình dáng của phân tố ở TTỨS phức tạp đạt đến thế năng biến đổi hình dáng ở trạng thái nguy hiểm của phân tố ở TTỨS đơn. uhd - TNBDHD của TTỨS phức tạp uhd,o - TNBDHD của TTỨS đơn, ở trạng thái nguy hiểm
13. 2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN 1  u = s 2 s 2 s 2 s s s s s s hd 3E 1 2 3 1 2 2 3 3 1 Với: 1  u = s 2 hd,0 3E 0k  Điều kiện bền: 2 2 2 s t4 = s1 s 2 s 3 s1s 2 s 2s 3 s 3s1 [s ]  Phù hợp với vật liệu dẻo, ngày nay được dùng nhiều trong tính tốn cơ khí và xây dựng.
14. 2. CÁC THUYẾT BỀN CƠ BẢN 5- TB VỀ CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN (TB 5) ( THUYẾT BỀN MORH)  Điều kiện bền: s t5 = s 1 s 3 [s ]k [] Với: = k []n  Phù hợp với vật liệu dịn.
15. 3. CÁC TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT 1- TTỨS phẳng đặc biệt: Các ứng suất chính :  2     2 1,3 =  ; 2 = 0 2 2   Điều kiện bền: 2 2 Theo TB 3: s t 3 = s 4t [s ] 2 2 Theo TB 4: s t 4 = s 3t [s ]
16. 3. CÁC TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT 2- TTỨS trượt thuần túy: Các ứng suất chính :  s 1,3 = t ; s 2 = 0   Điều kiện bền: [s ] s = 2t [s ] t Theo TB 3: t 3 2 [s ] Theo TB 4: s t 4 = 3t [s ] t 3
17. 3. VIỆC ÁP DỤNG CÁC THUYẾT BỀN  Trên đây là những TB được dùng tương đối phổ biến. Việc áp dụng TB này hay TB khác để giải quyết bài tốn cụ thể phụ thuộc vào loại vật liệu sử dụng và TTỨS của điểm kiểm tra.  Đối với TTỨS đơn- Dùng TB 1.  Đối với TTỨS phức tạp, Vật liệu dịn - Dùng TB 5 (TB Mohr) hay TB 2, Vật liệu dẻo - Dùng TB 3 hay TB 4.