Bài giảng Cơ sở cơ học môi trường liên tục và lý thuyêt đàn hồi - Chương 1: Mở đầu các khái niệm chung - Trần Minh Tú

July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
1
Trần Minh Tú
Đại học Xây dựng – Hà nội
CƠ SỞ CƠ HỌC MÔI TRƯỜNG LIÊN TỤC 
VÀ LÝ THUYÊT ĐÀN HỒI
 I LI 
 L I
Bộ môn Sức bền Vật liệu
Khoa Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp
®
¹
i
h
ä
c
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
2
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 tắt 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
Hoàn thành Bài tập lớn – Phương pháp PTHH
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
3
Chương 1
Mở đầu – Các khái niệm chung
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
4
Chương 1. Mở đầu – các khái niệm chung
1.1. Cơ học – Cơ học vật rắn biến dạng1.1. Cơ học – Cơ học vật rắn biến dạng
1.2. Cơ học môi trường liên tục1.2. Cơ học môi trường liên tục
1.3. Lý thuyết đàn hồi1.3. Lý thuyết đàn hồi
1.4. Các khái niệm chung1.4. Các khái niệm chung
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
5
®
¹
i
h
ä
c
CƠ HỌC (MECHANICS)
(Nghiên cứu lực và chuyển động)
TĨNH HỌC (STATIC)
(Vật thể ở trạng thái cân bằng)
ĐỘNG HỌC (DYNAMIC)
(Vật thể ở trạng thái chuyển động)
ĐỘNG HỌC 
(KINEMATIC)
ĐỘNG LỰC HỌC 
(KINETIC)
• 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) 
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
6
CƠ HỌC (MECHANICS)
VẬT RẮN VẬT RẮN BIẾN DẠNG CƠ HỌC THỦY KHÍ
Tĩnhhọc
Độnghọc
Độnglựchọc
Đàn hồi
Dẻo
Đàn nhớt
1.1. Cơ học – Cơ học vật rắn biến dạng (2) 
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
7
• 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
- Chuyển động: chuyển vị của các phần tử vật chất, biến dạng
1.2. Cơ học môi trường liên tục (1)
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
8
Cơ học
MTLT
Cơ học VRBDCơ học VRBD
Cơ học thủy khíCơ học thủy khí
Đàn hồii
Dẻo
Newtont
Phi Newtoni t
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, 
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
9
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 liệuSức bền Vật liệu Lý thuyết Đàn hồiLý 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
i t : t
i t i t
tí t , i
i
i i t
t
- 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
i t , , : 
t , t , 
t t
í t
t t i i t i
t
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
10
Đàn hồi – quay trở về hình dạng ban đầu
1. Ban đầu 2. Đặt tải 3. Cất tải
F
Δ
liên kết
kéo dãn
quay về
ban đầu
1.3. Lý thuyết đàn hồi (2)
• Biến dạng đàn hồi
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
11
Biến dạng dẻo – còn lại khi loại
bỏ nguyên nhân gây biến dạng !
F
δ
linear 
elastic
linear 
elastic
Dẻo
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
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
12
F
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 tínhi t tí
Đàn hồi phi tuyếni i t
1.3. Lý thuyết đàn hồi (4)
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
13
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.
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
14
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 là khối lượng của phân tố có thể tíchmΔ VΔ
- Mật độ vật chất tại một điểm
0
lim
V
m dm
V dV
ρ Δ →
Δ= =Δ
- Khối lượng vật chất trong toàn bộ thể tích V:
( )V
m dVρ= ∫
- Môi trường đồng nhất: onstcρ =
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
15
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
Thời gian: tuyệt đối, lý tưởng và như nhau với mọi người quan sát
July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi
Email: tpnt2002@yahoo.com
16