Bài giảng Công nghệ hàn - Chương 4: Các nguyên lý cơ bản sử dụng trong phân tích kết cấu hàn - Trường Đại học Bách khoa

ất cơ – lý theo mọi phương như nhau  Đẳng hướng. . Đàn hồi tuyến tính, biến dạng và chuyển vị bé. • Ngoại lực  vật rắn biến dạng  Nội lực. • Có khả năng phục hồi hoàn toàn hình dạng và kích thước sau khi ngoại lực thôi tác dụng. • Biến dạng đàn hồi tỷ lệ bậc nhất với nội lực. • Điểm đặt cuuvà vị tríduong tương đốithan của congcác ngoại . com lực không thay đổi khi vậy bị biến dạng  Biến dạng bé. • Quan hệ giữa nội lực và biến dạng là bậc nhất (tuyến tính) và không phụ thuộc vào trình tự đặt lực  Nguyên lý độc lập tác dụng của lực. HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 2 I.1. Khái niệm cơ bản  I.1.1. Mô hình nghiên cứu. VVP Về mặt hình học. . Kết cấu thanh: Vật thể có kích thước theo 1 phương rất lớn so với 2 phương. . Kết cấu tấm vỏ : Vật thể có kích thước 2 phương rất lớn so với phương thứ 3. Mô men xoắn Chỉ có lực kéo Lực kéo Lực nén Lực tác dụng theo nhiều phương cuu duong than cong . com Kéo – Nén theo nhiều phương HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 3 I.1. Khái niệm cơ bản  I.1.2. Các dạng tải trọng. VVP Hệ tải trọng, sự thay đổi nhiệt độ và chuyển vị cưỡng bức  BiẾN DẠNG. Lực tập trung (F): Lực tác dụng lên kết cấu trên một diện tích rất nhỏ  tác dụng tại một điểm. Đơn vị: N, kN, KG, Lực phân bố (Q): Lực tác dụng lên kết cấu trên một diện tích đủ lớn. Đơn vị: N/mm2, kN/mm2, kG/cm2, Trong kỹ thuật, thường thay thế tải trọng tác dụng trên một dải diện tích hẹp bằng tải trọng phân bố theo đường (N/mm, kN/mm, kG/cm,) F Q F cuu duong than cong . com Q Kết cấu thực Sơ đồ hóa kết cấu HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 4 I.1. Khái niệm cơ bản  I.1.2. Các dạng tải trọng. VVP Tùy theo tính chất thay đổi của tải trọng theo thời gian  . Tải trọng tĩnh: Thay đổi chậm  sự chuyển vị gần như không có gia tốc. . Tải trọng động: Độ lớn và vị trí bị thay đổi trong thời gian ngắn (gia tốc lớn). Tùy thuộc vào thời gian tác động  . Tải trọng thường xuyên: Tác dụng liên tục lên kết cấu. (vd: tự trọng,). . Tải trọng tạm thời: Thời gian tác dụng lên kết cấu không lâu. (vd: áp lực của đoàn tàu lên cầu, ôtô khi chở hàng,) cuu duong than cong . com HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 5 I.2. Các nguyên lý cơ bản về lực  Lực = Khối lượng x Gia tốc VVP F[N] = m[kg] x a[m/s2] Lực được xác định thông qua giá trị độ lớn, hướng tác động và đường tác động. Biểu thị bằng Véctơ lực.  cuu duong than cong . com- Độ lớn amount - Hướng  α - Đường tác động: - - - HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 6 I.2. Các nguyên lý cơ bản về lực  Phân tích & Tổng hợp lực. VVP Nếu có nhiều lực tác động lên cùng một điểm hoặc đường tác động đồng quy nhau tại một điểm  thì có thể thay thế bằng một lực tương đương. Lực tương đương được xác định bằng phương pháp dựng hình hoặc phương pháp số học. cuu duong than cong . com HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 7 I.2. Các nguyên lý cơ bản về lực  Phân tích & Tổng hợp lực. VVP Trên mặt phẳng, một lực có thể phân tích thành hai lực khác theo quy tắc hình bình hành. Dùng phương pháp dựng hình để xây dựng đa giác lực khi muốn quy đổi tương đương nhiều lực tác động lên một điểm trongcuu cùngduong mặt than cong . com phẳng. HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 8 Ví dụ: Phân tích lực tác động lên các thanh trong kết cấu dàn (2D)  VVP cuu duong than cong . com HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 9 I.2. Các nguyên lý cơ bản về lực  Hệ lực cân bằng. VVP Lực tác động đối ngẫu. Đa giác tổng hợp lực khép kín. cuu duong than cong . com HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 10 I.2. Các nguyên lý cơ bản về lực  Mômen. VVP Mômen lực hình thành khi có cặp lực có cùng độ lớn, ngược chiều và có hai đường tác dụng song song với nhau. (Đối ngẫu) M = F.a [Nm] Mômen của một lực bất kỳ đối với một điểm. M M cuu duong than cong . com HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 11 I.3. Cân bằng lực  Hệ phương trình cân bằng lực. VVP Khái niệm về nội lực: Dưới tác dụng của ngoại lực  kết cấu bị thay đổi vị trí và hình dáng  hình thành bên trong kết cấu hệ nội lực (liên kết) có tác dụng duy trì một hình dáng nhất định và bảo đảm tính liên tục của biến dạng với xu hướng duy trì lại hình dáng và vị trí cũ. Xác định các nội lực bằng hệ phương trình cân bằng lực: ∑ X = 0 ∑ Mx = 0 ∑ Y cuu= 0 duong than cong ∑. com My = 0 ∑ Z = 0 ∑ Mz = 0 HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 12 I.4. Các dạng liên kết cơ bản  Các dạng liên kết của kết cấu với bên ngoài (2D) VVP Kiểu liên kết Khớp di động Khớp cố định Ngàm Ký hiệu Bậc tự do Phản lực thay thế cuu duong than cong . com Số bậc bị khống chế HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 13 I.4. Các dạng liên kết cơ bản  Các dạng liên kết các cấu kiện bên trong kết cấu (2D) VVP Khớp trượt Khớp trượt Kiểu liên kết Khớp cầu ngang dọc Cứng Ký hiệu Bậc tự do - Phản lực thay thế cuu duong than cong . com Số bậc bị khống chế HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 14 I.5. Sơ đồ kết cấu dầm hai gối tựa  Ngoại lực tác dụng lên dầm bao gồm lực VVP F, và các phản lực tại gối tựa Av , AH , Bv. Ngoại lực và dầm được phân tích trên cùng một mặt phẳng  Hệ 2D. Sử dụng hệ phương trình cân bằng lực để xác định nội lực trong dầm. Khi phân tích nội lực, dầm có tiết diện bất kỳ được sơ đồ hóa bằng một đường thẳng (đường tâm, đường trung hòa) cuu duong than cong . com HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 15 I.6. Xác định bậc siêu tĩnh của kết cấu  Trước khi xác định nội lực, ứng suất và biến dạng của kết cấu, cầnVVP phải xác định bậc siêu tĩnh (n). Bậc siêu tĩnh được xác định theo công thức sau: n = a + z – 3.s a = số bậc tự do bị không chế của kết cấu với bên ngoài. z = số bậc tự do bị khống chế của các liên kết giữa các cấu kiện của kết cấu. s = số lượng cấu kiện. n > 0 Tương ứng với n, có các loại kết cấu sau: n > 0 Hệ siêu tĩnh bậc n. n = 0 Hệ tĩnh định. n = 0 n < 0 Hệ bất định. cuu duong than cong . com n < 0 HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 16 I.6. Xác định bậc siêu tĩnh của kết cấu  Hệ tĩnh định VVP cuu duong than cong . com HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 17 I.6. Xác định bậc siêu tĩnh của kết cấu  Hệ siêu tĩnh VVP cuu duong than cong . com HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 18 Bài tập về xác định bậc siêu tĩnh  VVP cuu duong than cong . com HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 19 Bài tập về xác định bậc siêu tĩnh  VVP cuu duong than cong . com HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 20 Bài tập về xác định bậc siêu tĩnh  VVP cuu duong than cong . com HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 21 Ch.1  VVP Các nguyên lý cơ bản sử dụng trong phân tích kết cấu hàn - I cuu duong than cong . com HUST-DWE/ CuuDuongThanCong.com Chương 4 – Các nguyên lý cơ bản phân tích kết cấu hàn-1 https://fb.com/tailieudientucntt Trang 22