Bài giảng Sức bền vật liệu - Chương 5: Lý thuyết bền

CHÖÔNG 5 - LYÙ THUYEÁT BEÀN

TS. Lương Văn Hải

Khoa Kyõ thuaät Xaây döïng

Ñaïi hoïc Baùch Khoa TpHCM

1. KHAÙI NIEÄM



Ñieàu kieän beàn thanh chòu keùo hoaëc neùn

ñuùng taâm ( chöông 3),( TTÖÙS ñôn, chæ coù

öùng suaát phaùp _z) .

_









_max





₁



_k



_n

;

_n

   

 

n n

3

min

1. KHAÙI NIEÄM



Trong ñoù:

ÖÙng suaát nguy hieåm



₀coù

ñöôïc töø nhöõng thí nghieäm keùo (neùn) ñuùng

taâm:

- Ñoái vôùi vaät lieäu deûo laø giôùi haïn chaûy _ch

- Ñoái vôùi vaät lieäu doøn laø giôùi haïn beàn _b.

1. KHAÙI NIEÄM

 TTÖÙS phöùc taïp coù _1,2,3

Ñeå vieát ñieàu kieän beàn, caàn coù keát quaû thí

nghieäm phaù hoûng nhöõng maãu thöû ôû TTÖÙS

töông töï. Vieäc thöïc hieän nhöõng thí nghieäm

nhö theá hieän nay raát khoù khaên , neân:

 Ñieàu kieän beàn:

_tñ= _t= f(_1,2,3)





k

hay _tñ= _t= f(_1,2,3)





n

1. KHAÙI NIEÄM

Vaán ñeà laø choïn haøm f, ñoù chính laø LTB

 Ñònh nghóa : Thuyeát beàn laø nhöõng giaû

thuyeát veà nguyeân nhaân phaù hoûng cuûa vaät

lieäu, nhôø ñoù ñaùnh giaù ñöôïc ñoä beàn cuûa vaät

lieäu ôû moïi TTÖÙS khi chæ bieát ñoä beàn cuûa

vaät lieäu ôû TTÖÙS ñôn (do thí nghieäm keùo,

neùn ñuùng taâm).

 _t, _tññöôïc goïi laø öùng suaát tính hay

öùng suaát töông ñöông

2. CAÙC THUYEÁT BEÀN CÔ BAÛN

II



₂

₁

_0k

₁

_0k

I

III



₃

₂

III

TTÖÙS phöùc taïp TTÖÙS ñôn nguy hieåm

2. CAÙC THUYEÁT BEÀN CÔ BAÛN

1. TB ÖÙNG SUAÁT PHAÙP LÔÙN NHAÁT (TB1)

 Nguyeân nhaân vaät lieäu bò phaù hoûng laø do öùng

suaát phaùp lôùn nhaát cuûa phaân toá ôû TTÖÙS phöùc taïp

ñaït ñeán öùng suaát nguy hieåm ôû TTÖÙS ñôn.

_0k

_t1 ₁

 []_k

n



Ñieàu kieän beàn:

_0n

_t1 ₃  []_n

n

 Chæ ñuùng vôùi TTÖÙS ñôn

2. CAÙC THUYEÁT BEÀN CÔ BAÛN

2. TB BIEÁN DAÏNG DAØI TÖÔNG ÑOÁI LÔÙN

NHAÁT (TB2)



Nguyeân nhaân vaät lieäu bò phaù hoûng laø do

bieán

daïng daøi töông ñoái lôùn nhaát cuûa phaân toá ôû TTÖÙS

phöùc taïp ñaït ñeán bieán daïng daøi töông ñoái lôùn nhaát

ôû traïng thaùi nguy hieåm cuûa phaân

toá ôû TTÖÙS ñôn

.

1

 



₁



₂₃







B/daïng töông ñoái TTÖÙS phöùc taïp

B/daïng töông ñoái TTÖÙS ñôn

1

E

_0k

_0k

E

2. CAÙC THUYEÁT BEÀN CÔ BAÛN

2. TB BIEÁN DAÏNG DAØI TÖÔNG ÑOÁI LÔÙN

NHAÁT (TB2)



Ñieàu kieän beàn:

 _{t
2}  ₁  ( ₂  ₃)  [ ]_k

_{t 2} ₃ (₁₃)  [ ]_n

Hay

 Chæ hôïp vôùi v/l doøn, ngaøy nay ít

duøng

2. CAÙC THUYEÁT BEÀN CÔ BAÛN

3. TB ÖÙNG SUAÁT TIEÁP LÔÙN NHAÁT (TB3)

Nguyeân nhaân vaät lieäu bò phaù hoûng laø do öùng

suaát tieáp

lôùn nhaát cuûa phaân toá ôû TTÖÙS

phöùc taïp

ñaït ñeán öùng suaát tieáp lôùn nhaát ôû traïng thaùi nguy

hieåm cuûa phaân toá ôû TTÖÙS ñôn

.

 - öù/s tieáp max cuûa TTÖÙS phöùc taïp



max

_0k- ö/s tieáp max cuûa TTÖÙS ñôn ôû traïng

thaùi nguy hieåm.

n - Heä soá an toaøn

2. CAÙC THUYEÁT BEÀN CÔ BAÛN

  

_0k

_max



^{1 3}

;



_0
k



Vôùi:

2



Ñieàu kieän beàn:

 _{t 3}  ₁  ₃ [ ]

Phuø hôïp vôùi thöïc nghieäm, thích hôïp vôùi vaät

lieäu deûo vaø ngaøy nay ñöôïc söû duïng nhieàu trong

tính toaùn cô khí vaø xaây döïng

.

2. CAÙC THUYEÁT BEÀN CÔ BAÛN

4- TB THEÁ NAÊNG BIEÁN ÑOÅI HÌNH DAÙNG (TB 4)

 Nguyeân nhaân vaät lieäu bò phaù hoûng laø do theá

naêng bieán ñoåi hình daùng cuûa phaân toá ôû TTÖÙS

phöùc taïp ñaït ñeán theá naêng bieán ñoåi hình daùng ôû

traïng thaùi nguy hieåm cuûa phaân toá ôû TTÖÙS ñôn.

u - TNBDHD cuûa TTÖÙS phöùc taïp



hd

u

_hd,o- TNBDHD cuûa TTÖÙS ñôn,

ôû traïng thaùi nguy hieåm

2. CAÙC THUYEÁT BEÀN CÔ BAÛN

1

u_hd



₁²₂²₃²₁₂₂₃₃₁



3E

Vôùi:

1

u_hd,0 ₀²_k

3E



Ñieàu kieän beàn:



_t4





₁²





₂²





₃²





₁



₂



₂



₃





₃



₁



[



]



Phuø hôïp vôùi

vaät lieäu deûo

, ngaøy nay

ñöôïc

duøng nhieàu trong tính toaùn cô khí vaø xaây döïng.

2. CAÙC THUYEÁT BEÀN CÔ BAÛN

5- TB VEÀ CAÙC TRAÏNG THAÙI GIÔÙI HAÏN

(TB 5) (THUYEÁT BEÀN MORH)

_t5 ₁ ₃ [ ]_k



Ñieàu kieän beàn:

[]_k

[]_n

 

Vôùi:

 Phuø hôïp vôùi vaät lieäu doøn.

3. CAÙC TRÖÔØNG HÔÏP ÑAËC BIEÄT

1- TTÖÙS phaúng ñaëc bieät:



Caùc öùng suaát chính :

2



 

_1,3 

 ²; ₂ 0

 

2 2

 





Ñieàu kieän beàn:

 _t3  ² 4 ² [ ]

 _{t 4}  ² 3 ² [ ]

Theo TB 3:

Theo TB 4:

3. CAÙC TRÖÔØNG HÔÏP ÑAËC BIEÄT

2- TTÖÙS tröôït thuaàn tuùy:



Caùc öùng suaát chính :

_1,3  ;  ₂ 0





Ñieàu kieän beàn:





2



 

 _t3 2  [ ]

Theo TB 3:





_t4 3  [ ]

Theo TB 4:

3

3. VIEÄC AÙP DUÏNG CAÙC

THUYEÁT BEÀN

 Treân ñaây laø nhöõng TB ñöôïc duøng töông ñoái phoå

bieán. Vieäc aùp duïng TB naøy hay TB khaùc ñeå giaûi

quyeát baøi toaùn cuï theå phuï thuoäc vaøo loaïi vaät lieäu

söû duïng vaø TTÖÙS cuûa ñieåm kieåm tra.



Ñoái vôùi

TTÖÙS ñôn- Duøng TB 1

.

 Ñoái vôùi TTÖÙS phöùc taïp,

Vaät lieäu doøn - Duøng TB 5 (TB Mohr) hay TB 2,

Vaät lieäu deûo - Duøng TB 3 hay TB 4

.

Bài giảng Sức bền vật liệu - Chương 5: Lý thuyết bền - Lương Văn Hải