Bài giảng cơ sở cơ học môi trường liên tục và lý thuyết đàn hồi chương 1 mở đầu các khái niệm chung

Tr ần Minh TúĐ ại học Xây dựng – Hà nội CƠ SỞ CƠ HỌC MÔI TRƯỜNG LIÊN TỤC VÀ LÝ THUYÊT ĐÀN HỒI CƠ SỞ CƠ HỌC MÔI TRƯỜNG LIÊN TỤC VÀ LÝ THUYÊT ĐÀN HỒI Bộ môn Sức bền Vật liệu... C Ơ HỌC M

Tr ần Minh Tú

Đ ại học Xây dựng – Hà nội

CƠ SỞ CƠ HỌC MÔI TRƯỜNG LIÊN TỤC

VÀ LÝ THUYÊT ĐÀN HỒI

CƠ SỞ CƠ HỌC MÔI TRƯỜNG LIÊN TỤC

VÀ LÝ THUYÊT ĐÀN HỒI

Bộ môn Sức bền Vật liệu

CƠ HỌC MÔI TRƯỜNG LIÊN TỤC VÀ LÝ THUYẾT ĐÀN HỒI

• Giảng viên: Trần Minh Tú

• Điện thoại: 04.3891 462 - Bộ môn Sức bền Vật liệu

0912101173 – Mobi Fone Email: tpnt2002@yahoo.com

Giáo trình giảng dạy:

CƠ SỞ CƠ HỌC MÔI TRƯỜNG LIÊN TỤC VÀ LÝ THUYẾT ĐÀN HỒI

PGs Ts Lê Ngọc Hồng – PGs Ts Lê Ngọc Thạch

Tóm t ắt bài giảng - Trần Minh Tú (E-learning)

Bài giảng PowerPoint - Trần Minh Tú

Điều kiện tham dự thi kết thúc môn học:

Tham dự giờ giảng trên lớp theo qui chế

Chương 1

Chương 1 Mở đầu – các khái niệm chung

1.1 Cơ học – Cơ học vật rắn biến dạng

1.2 Cơ h ọc môi trường liên tục

1.2 Cơ h ọc môi trường liên tục

1.3 Lý thuy ết đàn hồi

1.3 Lý thuy ết đàn hồi

1.4 Các khái ni ệm chung

1.4 Các khái ni ệm chung

đại h

C Ơ HỌC (MECHANICS) (Nghi ờn cứu lực và chuyển động)

TĨNH HỌC (STATIC) (Vật thể ở trạng thỏi cõn bằng)

ĐỘNG HỌC (DYNAMIC) (Vật thể ở trạng thỏi chuyển động)

• Động học: chuyển động

Động lực học: quan hệ lực - chuyển động

• Tĩnh học: lực

1.1 Cơ học – Cơ học vật rắn biến dạng (1)

C Ơ HỌC (MECHANICS)

VẬT RẮN VẬT RẮN BIẾN DẠNG CƠ HỌC THỦY KHÍ

Đàn hồi

Dẻo

Đàn nhớt

1.1 Cơ học – Cơ học vật rắn biến dạng (2)

• Cơ học môi trường liên tục là một chuyên ngành của Cơ học, nghiên cứu về ứng suất, biến dạng và chuyển vị trong chất rắn, chất lỏng và chất khí

• Môi trường liên tục không để ý đến cấu trúc phân tử của vật chất mà coi vật chất có cấu tạo liên tục và không có

lỗ hổng

- CHMTLT nghiên cứu các chuyển động vĩ mô của môi trường ở thể rắn, lỏng, khí (còn xét các môi trường đặc biệt khác như trường điện từ, bức xạ, trọng trường, …)

- Lực: lực tương tác giữa các phần tử vật chất của vật thể

1.2 Cơ học môi trường liên tục (1)

Cơ học

MTLT

Cơ học VRBD

Cơ học thủy khí

Đàn hồi Dẻo Newton

1.2 Cơ học môi trường liên tục (2)

- CHMTLT là môn khoa học khá rộng và phân nhánh

gồm: lý thuyết đàn hồi, đàn nhớt, nhiệt đàn hồi, dẻo và

từ biến, thủy động lực học, khí động lực, lý thuyết

plasma, …

1.3 Lý thuyết đàn hồi (1)

Lý thuyết đàn hồi: Nghiên cứu trường chuyển vị, biến dạng, ứng suất xuất hiện trong VRBD ở trạng thái cân bằng hoặc chuyển động do tác dụng của lực ngoài hoặc các nguyên nhân khác.

Sức bền Vật liệu Lý thuyết Đàn hồi

- Bài toán 1D: thanh

- Dựa vào các giả thiết

mang tính trực quan, kinh

nghiệm

- Đơn giản bài toán để

nhận được kết quả dễ ứng

dụng

- Bài toán 1D: thanh

- Dựa vào các giả thiết

mang tính trực quan, kinh

nghiệm

- Đơn giản bài toán để

nhận được kết quả dễ ứng

dụng

- Bài toán 1D, 2D, 3D:

thanh, tấm, vỏ

- Đặt vấn đề chặt chẽ và chính xác hơn về toán học

- Xây dựng phương pháp tổng quát để giải quyết bài toán

- Bài toán 1D, 2D, 3D:

thanh, tấm, vỏ

- Đặt vấn đề chặt chẽ và chính xác hơn về toán học

- Xây dựng phương pháp tổng quát để giải quyết bài toán

1 Ban đ ầu 2 Đặt tải 3 C ất tải

F

Δ

liên kết kéo dãn

quay về ban đầu 1.3 Lý thuyết đàn hồi (2)

• Biến dạng đàn hồi

Biến dạng dẻo – còn lại khi loại

bỏ nguyên nhân gây biến dạng !

F

linear linear

1 Ban đầu 2 Đặt tải 3 Cất tải

planes still

sheared

F

Đàn hồi + Dẻo

bonds stretch

& planes shear

Dẻo 1.3 Lý thuyết đàn hồi (3)

• Biến dạng dẻo

δ

Đàn hồi

-tuyến tính

Đàn hồi

-phi tuyến

- Biến dạng đàn hồi – quá trình

thuận nghịch

Biến dạng

đàn hồi

Biến dạng

đàn hồi

Đàn hồi tuyến tính Đàn hồi phi tuyến

1.3 Lý thuyết đàn hồi (4)

1.4 Các khái niệm chung (1) 1.4.1 Môi trường liên tục

• Môi trường liên tục không xét đến cấu trúc phân tử của vật chất

mà coi vật chất có cấu tạo liên tục và không có lỗ hổng

• Có thể coi các môi trường vật chất thực: rắn, lỏng, khí là những môi trường liên tục

• Trường các đại lượng: ứng suất, biến dạng, chuyển vị, có thể biểu diễn bằng các hàm liên tục

1.4.2 Môi trường đồng nhất và đẳng hướng

• Đồng nhất: có tính chất cơ học như nhau tại mọi điểm

• Đẳng hướng: tính chất cơ học tại một điểm là như nhau theo mọi phương

ÖNghiên cứu một phần tử vật chất đại diện cho môi trường Chọn hệ trục toạ độ nghiên cứu một cách tùy ý

1.4 Các khái niệm chung (2)

1.4.3 Mật độ khối lượng

Là độ đậm đặc của vật chất trong môi trường

- Mật độ trung bình

tb

m V

ρ = Δ

Δ Δm là khối lượng của phân tố có thể tích ΔV

- Mật độ vật chất tại một điểm

0

lim

V

ρ

Δ →

Δ

Δ

- Khối lượng vật chất trong toàn bộ thể tích V: m = ∫ ρ dV

1.5 Các khái niệm chung (3)

1.4.4 Chuyển vị, biến dạng và sự chảy

1 Chuyển vị: Khi chịu tác dụng của ngoại lực, môi trường thay đổi hình dạng, kích thước, các phần tử vật chất của môi trường chuyển dời vị trí - chuyển vị

2 Biến dạng: Là sự thay đổi hình dáng và kích thước của môi

trường ở thời điểm t=0 và thời điểm t đang xét khi chịu tác dụng

của ngoại lực

3 Sự chảy: Quá trình trung gian của môi trường tại thời điểm

đang xét và thời điểm đầu

1.4.5 Không gian và thời gian

Không gian metric là không gian mà trong đó khoảng cách giữa các

điểm là xác định

Không gian Euclid: trong hệ trục toạ độ Descrates x, y, z biểu

thức biểu diễn khoảng cách giữa hai điểm luôn luôn đúng