Bài tập lớn sức bền vật liệu

13 529 0
Bài tập lớn sức bền vật liệu

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

a = 1m K i = 1.8 q = 3 KN/m P 1 = K i qa = 5,4 KN M = K i qa 2 = 5,4 KNm Xác định phản lực gối tựa: • ΣX =0 ⇒ H A = 0 KN • ΣY =0 ⇒ V B + V C – P 1 – qa = 0 ⇒ V B + V C = K i qa + qa = (K i + 1)qa = (1,8 +1).3.1 = 8,4 KN • Σm B =0 ⇒ M – V C K i a – P 1 a – qa 2 /2 = 0 ⇒ V C K i a = -P 1 a - qa 2 /2 + M = -K i qa 2 - qa 2 /2 + K i qa 2 = -qa 2 /2 ⇒ V C = -qa/2Ki = -3.1/2.1,8 = -0,83 KN (ngược chiều giả thiết) 1 V B = 9,23KN 1m 1,8m 1m q D B C A M V C = -0,83 KN P 1 N z Q y M x + 8.4 KN 5.4 KN 0.83 KN 6,9 KNm 5,4 KNm A5 ⇒ V B = 9,23 KN Dùng mặt cắt 1-1 cắt đoạn AB cách A một khoảng 0 ≤ z 1 ≤ 1m. Xét phần bên trái. Dầm cân bằng ta có: • ΣX =0 ⇒ N z = 0 KN • ΣY =0 ⇒ Q y = -P 1 – qz 1 = (-5,4 - 3z 1 ) KN • Σm o =0 ⇒ M x = -P 1 z 1 – qz 1 2 /2 = -5,4z 1 - 1,5z 1 2 KNm Khi z 1 = 0: Q y = -5,4 KN M x = 0 KNm Khi z 1 = 1: Q y = -P 1 - qz 1 = -5,4 - 3 = -8,4 KN M x = -P 1 z 1 - qz 1 2 /2= -P 1 - q/2 = -6,9 KNm Dùng mặt cắt 2-2 cắt đoạn BC cách C một khoảng 0 ≤ z 2 ≤ 1,8m. Xét phần bên phải. Dầm cân bằng ta có: • ΣX =0 ⇒ N z = 0 KN • ΣY =0 ⇒ Q y = -V C = 0,83 KN • Σm o =0 ⇒ M x = V C z 2 - M = -0,83z 2 - 5,4 Khi z 2 = 0: Q y = 0,83 KN M x = -5,4 KNm Khi z 2 = 1,8: Q y = 0,83 KN M x = V C z 2 - M = 1,8.V C - M = -6,9KNm Dùng mặt cắt 3-3 cắt đoạn BC cách C một khoảng 0 ≤ z 3 ≤ 1m. Xét phần bên phải. Dầm cân bằng ta có: • ΣX =0 ⇒ N z = 0 KN • ΣY =0 ⇒ Q y = 0 KN • Σm o =0 ⇒ M x = - M = -5,4 KNm Kiểm tra lại: • AB o Qy  Q A = -P 1 = -5,4 KN  Q B = Q A - S q AB = -5,4 - 3.1= - 8,4 KN (q hướng xuống dưới) o Mx  M A = 0 KNm 2 M M x Q y N z z 3 M x Q y N z z 1 P 1 q M M x Q y N z z 2 V C = -0,83 KN  M B = M A + S Q AB = 0 + (-5,4 - 8,4)/2 = -6,9 KNm  |Q y | tăng trên AB ⇒ tga tăng. • BC o Qy  Q B = -5,4 + V A = -5,4 + 9,23 = 0,83 KN  Q C = Q B - S q BC = 0,83 - 0 = 0,83 KN o Mx  M B = -6,9 KNm  M C = M B + S Q BC = -6,9 + 0,83.1,8 = -5,4 KNm  |Q y | = const ⇒ tga không đổi. • CD o Qy  Q C = 0,83 - V C = 0,83 - 0,83 = 0 KN  Q D = Q C - S q CD = 0 - 0 = 0 KN o Mx  M C = -5,4 KNm  M D = M C + S Q CD = -5,4 + 0 = -5,4 KNm  |Q y | = 0 ⇒ tga = 0 3 B5 a = 3m b = 2,7m c = 1,2m K i = 1.8 q o = 3 KN/m P 1 = K i qa = 16,2 KN M = K i qa 2 = 48,6 KNm Xác định phản lực liên kết: • X =0 ⇒ H D = 0 KN • Y =0 ⇒ V D – P 1 – q o c = 0 ⇒ V D = P 1 +q o c = 16,2 + ½ .3.1,2 = 18 KN • m D =0 ⇒ M D + M - P 1 a - ½. q o c.1/3c = 0 ⇒ M D = -M + P 1 a + 1/6q o c 2 1,2m 2,7m 3,0m V D =18KN M D = 0,72 P 1 M q 0 =3 KN A B C D M x N z Q y 16,2 KN 18 KN Đường B2 Cực trị Đường B3 0,72 KN KN 19,44 KN KN 43,74 KN KN 4,86 KN KN 4 Q y z 1 M x N z A P 1 P 1 M q 1 =(z 3 /1,2).3= 2,5z 3 KN A B C M x Q y N z z 3 ⇒ M D = -48,6 + 16,2.3 + 1/6.3.1,2 2 ⇒ M D = 0,72 KNm Dùng mặt cắt 1-1 cắt đoạn AB cách A một khoảng 0 ≤ z 1 ≤ 0,3m. Xét phần bên trái. Dầm cân bằng ta có: • X =0 ⇒ Nz = 0 KN • Y =0 ⇒ Q y = -P 1 = -16,2 KN • m o =0 ⇒ M x = -P 1 z 1 = -16,2z 1 KNm  z 1 = 0 ⇒ M x = 0  z 1 = 0,3 ⇒ M x = -4,86 KNm Dùng mặt cắt 2-2 cắt đoạn BC cách B một khoảng 0 ≤ z 2 ≤ 1,5m. Xét phần bên trái. Dầm cân bằng ta có: • X =0 ⇒ N z = 0 KN • Y =0 ⇒ Q y = -16,2 KN • m o =0 ⇒ M x = -P 1 .z 2 + M - P 1 .0,3 = -16,2z 2 + 48,6 - 4,86 = -16,2z 2 + 43,74  z 2 = 0 ⇒ M x = 43,74 KNm  z 2 = 1,5 ⇒ M x = 19,44 KNm Dùng mặt cắt 3-3 cắt đoạn CD cách C một khoảng 0 ≤ z 3 ≤ 1,2m. Xét phần bên trái. Dầm cân bằng ta có: • X =0 ⇒ N z = 0 KN • Y =0 ⇒ Q y = -P 1 - ½.q 1 .z 3 = -16,2 -1,25z 3 2 • m o =0 ⇒ M x = -P 1 .z 3 -1/3z 3 .1/2.q 1 z 3 + M - P 1 .1,8 = -16,2z 3 -(5/12)z 3 3 + 48,6 - 29,16 = -(5/12)z 3 3 -16,2z 3 + 19,44 5 z 2 M x Q y N z P 1 M A B C5  Khi z 3 = 0 ⇒ M x = 19,44 KNm ⇒ Q y = -16,2 KN  Khi z 3 = 1,2 ⇒ M x = -0,72 KNm ⇒ Qy = -18 KN Kiểm tra lại: • AB o Qy  Q A = -P 1 = -16,2 KN  Q B = Q A - S q AB = -16,2 - 0 = - 16,2 KN o Mx  M A = 0 KNm  M B = M A + S Q AB = 0 -16,2.0,3 = -4,86 KNm  |Q y | = const  tga = const. • BC o Qy  Q B = -16,2 KN  Q C = Q B - S q BC = -16,2 - 0 = -16,2 KN o Mx  M B = -4,86 + M = -4,86 + 48,6 = 43,74 KNm  M C = M B + S Q BC = 43,74 - 16,2.1,5 = 19,44 KNm  |Q y | = const ⇒ tga không đổi. • CD o Qy  Q C = -16.2 KN  Q D = Q C - S q CD = -16,2 - ½.3.1,2 = -18 KN o Mx  M C = 19,44 KNm  M D = M C + S Q CD = 19.44 - 1,2 2 3 3 0 (16,2 +1,25z )dz ∫ = -0,72KNm  |Q y | = 0 ⇒ tga = 0 2m 2m 2m M P 2 q A B C D EF V A =13,5 H A =0,3 5,7=H F 6 M x Q y N z z 1 V A H A z 2 H A a = 2m K i = 1.8 q = 3 KN/m P 1 = K i qa = 10,80 KN P 2 = 1.25.P 1 = 13,50 KN M = K i qa 2 = 21,60 KNm H A = 0,3 KN V A = P 2 = 13,50 KN H F = 5,7 KN Xác định phản lực gối tựa: • ΣX =0 ⇒ H A - qa + H F = 0 KN ⇒ H F + H A = qa = 6 KN • ΣY =0 ⇒ V A – P2 = 0 ⇒ V A = P 2 = 13,50 KN • Σm A =0 ⇒ M - qa.a/2 - P 2 a + a.H F = 0 ⇒ H F = 1/a.(-M + qa.a/2 + P 2 a) = ½ (-21,6 + 6 + 13,50.2) H F = 5,7 KN ⇒ H A = 6 - K F = 6 - 5,7 H A = 0,3 KN Dùng mặt cắt 1-1 cắt đoạn AB cách A một khoảng 0 ≤ z 1 ≤ 2m. Xét phần bên trái. Dầm cân bằng ta có: • ΣX =0 ⇒ N z = -H A = -0,3 KN • ΣY =0 ⇒ Q y = V A = 13,50 KN • Σm o =0 ⇒ M x = V A .z 1 = 13,5z 1  Khi z 1 = 0 ⇒ M x = 0  Khi z 1 = 2 ⇒ M x = 27 KNm Dùng mặt cắt 2-2 cắt đoạn BC cách B một khoảng 0 ≤ z 2 ≤ 2m. Xét phần bên trái. Dầm cân bằng ta có: 7 M x Q y N z V A M A B • ΣX =0 ⇒ N z = -H A = -0,3 KN • ΣY =0 ⇒ Q y = V A = 13,50 KN • Σm o =0 ⇒ M x = V A .z 2 - M + V A .a =13,5z 2 + 5,4 KNm  Khi z 2 = 0 => M x = 5,4 KNm  Khi z 2 = 2 => M x = 32,4 KNm Dùng mặt cắt 3-3 cắt đoạn CD cách C một khoảng 0 ≤ z 3 ≤ 2m. Xét phần bên trên. Dầm cân bằng ta có: • ΣX =0 ⇒ N z = V A = 13,5 KN • ΣY =0 ⇒ Q y = H A - qz 3 = 0,3 - 3z 3 KN • Σm o =0 ⇒ M x = V A .2a + H A .z 3 - M - qz 3. z 3 /2 = 54 + 0,3.z 3 - 21,6 - 1,5.z 3 2 = 32,4 + 0,3.z 3 - 1,5.z 3 2 KNm  Khi z 3 = 0 ⇒ M x = 32,4 KNm ⇒ Q y = 0,3 KN  Khi z 3 = 2 ⇒ M x = 27 KNm ⇒ Q y = -5,7 KN  Khi z 3 = 0,1 ⇒ M xMax = 32,415 KNm Dùng mặt cắt 4-4 cắt đoạn DE cách E một khoảng 0 ≤ z 4 ≤ 2m. Xét phần bên trái. Dầm cân bằng ta có: M q A B C V A H A M x Q y N z z 3 8 M x Q y N z z 5 H F • ΣX =0 ⇒ N z = -H F = -5,7KN • ΣY =0 ⇒ Q y = -P 2 = -13,5 KN • Σm o =0 ⇒ M x = - P 2 .z 4 = -13,5.z 4  Khi z 4 = 0 => M x = 0 KNm  Khi z 4 = 2 => M x = -27 KNm Dùng mặt cắt 5-5 cắt đoạn FE cách F một khoảng 0 ≤ z 5 ≤ 2m. Xét phần bên trái. Dầm cân bằng ta có: • ΣX =0 ⇒ N z = -H F = -5,7 KN • ΣY =0 ⇒ Q y = 0 KN • Σm o =0 ⇒ M x = 0 KNm Kiểm tra lại: • AB o Qy  Q A = V A = 13,5 KN  Q B = Q A - S q AB = 13,5 -0 = 13,5 KN o Mx  M A = 0 KNm  M B = M A + S Q AB = 0 + 13,5.2 = 27 KNm  |Q y | = const ⇒ tga không đổi. • BC o Qy  Q B = 13,5 KN  Q C = Q B - S q BC = 13,5 - 0 = 13,5 KN o Mx  M B = 27 - M = 27 - 21,6 = 5,4 KNm  M C = M B + S Q BC = 5,4 + 13,5.2 = 32,4 KNm  |Q y | = const ⇒ tga không đổi. • CX (X là điểm cực trị của M x ) o Qy  Q C = H A = 0,3 KN  Q X = Q C - S q CX = 0 => CX = 0,3/q = 0,1m o Mx  M C = 32,4 KNm  M D = M C + S Q CX = 32,4 + ½.0,1.0,3 = 32,415 KNm  |Q y | giảm ⇒ tga giảm M x Q y N z z 4 H F F P 2 E 9 F • XD (X là điểm cực trị của M x ) o Qy  Q X = 0 KN  Q D = Q X - S q CX = 0 - 3.1,9 = -5,7 KN o Mx  M X = 32,415 KNm  M D = M X + S Q CX = 32,415 - ½.5,7.1,9 = 27 KNm  |Q y | giảm ⇒ tga giảm • FE o Qy  Q F = 0 KN  Q E = Q F - S q FE = 0 - 0 = 0 KN o Mx  M F = 0 KNm  M E = M F + S Q FE = 0 + 0 = 0 KNm  |Q y | = 0 ⇒ tga = 0. • ED o Qy  Q E = 0 - P 2 = -13,5 KN  Q D = Q E - S q BC = -13,5 - 0 = -13,5 KN o Mx  M E = 0 KNm  M D = M E + S Q ED = 0 - 13,5.2 = -27 KNm  |Q y | = const ⇒ tga không đổi. Kiểm tra hai nút C,D • ΣX = N z1 + Q y2 = -0,3 + 0,3 = 0 : Đúng • ΣY = Q y1 - N z2 = 13,5 – 13,5 = 0 : Đúng • Σm C = M x1 – M x2 = 32,4 – 32,4 = 0 : Đúng Q y2 = 0,3 KN N z2 = 13,5 KN M x1 = 32,4 KNm M x2 = 32,4 KNm N z1 = - 0,3 KN Q y1 = 13,5 KN C 10 . Q y = -P 1 - ½.q 1 .z 3 = -16, 2 -1,25z 3 2 • m o =0 ⇒ M x = -P 1 .z 3 -1/3z 3 .1/2.q 1 z 3 + M - P 1 .1,8 = -16, 2z 3 -(5/12)z 3 3 + 48,6 - 29 ,16 = -(5/12)z 3 3 -16, 2z 3 + 19,44 5 z 2 M x Q y N z P 1 M A B C5 . = 19,44 KNm ⇒ Q y = -16, 2 KN  Khi z 3 = 1,2 ⇒ M x = -0,72 KNm ⇒ Qy = -18 KN Kiểm tra lại: • AB o Qy  Q A = -P 1 = -16, 2 KN  Q B = Q A - S q AB = -16, 2 - 0 = - 16, 2 KN o Mx  M A =. = 0 KNm  M B = M A + S Q AB = 0 -16, 2.0,3 = -4,86 KNm  |Q y | = const  tga = const. • BC o Qy  Q B = -16, 2 KN  Q C = Q B - S q BC = -16, 2 - 0 = -16, 2 KN o Mx  M B = -4,86 + M = -4,86

Ngày đăng: 06/10/2014, 10:22

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan