®¹i häc CƠ CƠ SỞ SỞ CƠ CƠ HỌC HỌC MÔI MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG LIÊN LIÊN TỤC TỤC VÀ VÀ LÝ LÝ THUYÊT THUYÊT ĐÀN ĐÀN HỒI HỒI Trần Minh Tú Đại học Xây dựng – Hà nội Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com CƠ HỌC MƠI 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 giảng - Trần Minh Tú (E-learning) Bài giảng PowerPoint - Trần Minh Tú Điều kiện tham dự thi kết thúc môn học: Tham dự giảng 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 Chương Mở đầu – Các khái niệm chung July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com Chương Mở đầu – khái niệm chung 1.1 1.1.Cơ Cơhọc học––Cơ Cơhọc họcvật vậtrắn rắnbiến biếndạng dạng 1.2 1.2.Cơ Cơhọc họcmôi môitrường trườngliên liêntục tục 1.3 1.3.Lý Lýthuyết thuyếtđàn đànhồi hồi 1.4 1.4.Các Cáckhái kháiniệm niệmchung chung July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com ®¹i häc 1.1 Cơ học – Cơ học vật rắn biến dạng (1) CƠ HỌC (MECHANICS) (Nghiên cứu lực chuyển động) TĨNH HỌC (STATIC) (Vật thể trạng thái cân bằng) ĐỘNG HỌC (DYNAMIC) (Vật thể trạng thái chuyển động) • Động lực học: quan hệ lực - chuyển động July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com ĐỘNG HỌC (KINEMATIC) • Động học: chuyển động ĐỘNG LỰC HỌC (KINETIC) • Tĩnh học: lực 1.1 Cơ học – Cơ học vật rắn biến dạng (2) CƠ HỌC (MECHANICS) VẬT RẮN Động lực học Động học Tĩnh học July 2009 VẬT RẮN BIẾN DẠNG CƠ HỌC THỦY KHÍ Đàn hồi Đàn nhớt Dẻo Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com 1.2 Cơ học môi trường liên tục (1) • Cơ học mơi trường liên tục chuyên ngành Cơ học, nghiên cứu ứng suất, biến dạng chuyển vị chất rắn, chất lỏng chất khí • Mơi trường liên tục không để ý đến cấu trúc phân tử vật chất mà coi vật chất có cấu tạo liên tục khơng có lỗ hổng - CHMTLT nghiên cứu chuyển động vĩ mô môi trường thể rắn, lỏng, khí (cịn xét mơi trường đặc biệt khác trường điện từ, xạ, trọng trường, …) - Lực: lực tương tác phần tử vật chất vật thể - Chuyển động: chuyển vị phần tử vật chất, biến dạng July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com 1.2 Cơ học môi trường liên tục (2) CHMTLT môn khoa học rộng phân nhánh gồm: lý thuyết đàn hồi, đàn nhớt, nhiệt đàn hồi, dẻo từ biến, thủy động lực học, khí động lực, lý thuyết plasma, … - Cơ Cơhọc họcVRBD VRBD Cơ học MTLT Đàn hồi Dẻo Newton Cơ Cơhọc họcthủy thủykhí khí Phi Newton July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com 1.3 Lý thuyết đàn hồi (1) Lý thuyết đàn hồi: Nghiên cứu trường chuyển vị, biến dạng, ứng suất xuất VRBD trạng thái cân chuyển động tác dụng lực nguyên nhân khác Sức Sứcbền bềnVật Vậtliệu liệu - Bài toán 1D: - Dựa vào giả thiết mang tính trực quan, kinh kinh nghiệm - Đơn giản toán để nhận kết dễ ứng dụng July 2009 Lý Lýthuyết thuyếtĐàn Đànhồi hồi - Bài toán 1D, 2D, 3D: thanh, tấm, vỏ - Đặt vấn đề chặt chẽ xác tốn học - Xây dựng phương pháp tổng quát để giải toán Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com 1.3 Lý thuyết đàn hồi (2) • Biến dạng đàn hồi Ban đầu Đặt tải Cất tải liên kết kéo dãn quay ban đầu Δ F Đàn hồi – quay trở hình dạng ban đầu July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com 10 1.3 Lý thuyết đàn hồi (3) Ban đầu Đặt tải Cất tải bonds stretch & planes shear planes still sheared Dẻo Đàn hồi + Dẻo • Biến dạng dẻo F Biến dạng dẻo – lại loại bỏ nguyên nhân gây biến dạng ! F linear elastic linear elastic δ Dẻo July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com 11 1.3 Lý thuyết đàn hồi (4) - Biến dạng đàn hồi – trình thuận nghịch F Đàn hồi tuyến tính δ Biến Biếndạng dạng đàn đànhồi hồi July 2009 Đàn hồi phi tuyến Đàn hồi tuyến tính Đàn hồi phi tuyến Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com 12 1.4 Các khái niệm chung (1) 1.4.1 Mơi trường liên tục • Mơi trường liên tục không xét đến cấu trúc phân tử vật chất mà coi vật chất có cấu tạo liên tục khơng có lỗ hổng • Có thể coi mơi trường vật chất thực: rắn, lỏng, khí mơi trường liên tục • Trường đại lượng: ứng suất, biến dạng, chuyển vị, biểu diễn hàm liên tục 1.4.2 Môi trường đồng đẳng hướng • Đồng nhất: có tính chất học điểm • Đẳng hướng: tính chất học điểm theo phương ÖNghiên cứu phần tử vật chất đại diện cho môi trường Chọn hệ trục toạ độ nghiên cứu cách tùy ý July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com 13 1.4 Các khái niệm chung (2) 1.4.3 Mật độ khối lượng Là độ đậm đặc vật chất mơi trường - Mật độ trung bình Δm ρtb = ΔV Δm khối lượng phân tố tích ΔV - Mật độ vật chất điểm Δm dm ρ = lim = ΔV → Δ V dV - Khối lượng vật chất toàn thể tích V: - Mơi trường đồng nhất: July 2009 m= ρ = const Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com ∫ ρ dV (V ) 14 1.5 Các khái niệm chung (3) 1.4.4 Chuyển vị, biến dạng chảy Chuyển vị: Khi chịu tác dụng ngoại lực, môi trường thay đổi hình dạng, kích thước, phần tử vật chất mơi trường chuyển dời vị trí - chuyển vị Biến dạng: Là thay đổi hình dáng kích thước mơi trường thời điểm t=0 thời điểm t xét chịu tác dụng ngoại lực Sự chảy: Quá trình trung gian môi trường thời điểm xét thời điểm đầu 1.4.5 Không gian thời gian Không gian metric khơng gian mà khoảng cách điểm xác định Không gian Euclid: hệ trục toạ độ Descrates x, y, z biểu thức biểu diễn khoảng cách hai điểm luôn Thời gian: tuyệt đối, lý tưởng với người quan sát July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com 15 July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com 16 ... vậtrắn rắnbiến biếndạng dạng 1. 2 1. 2 .Cơ C? ?học họcmôi môitrường trườngliên liêntục tục 1. 3 1. 3 .Lý L? ?thuyết thuyếtđàn đànhồi hồi 1. 4 1. 4 .Các Cáckhái kháiniệm niệmchung chung July 2009 Tran Minh Tu... tpnt2002@yahoo.com 11 1. 3 Lý thuyết đàn hồi (4) - Biến dạng đàn hồi – trình thuận nghịch F Đàn hồi tuyến tính δ Biến Biếndạng dạng đàn đànhồi hồi July 2009 Đàn hồi phi tuyến Đàn hồi tuyến tính Đàn hồi phi... đầu – Các khái niệm chung July 2009 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering – Ha noi Email: tpnt2002@yahoo.com Chương Mở đầu – khái niệm chung 1. 1 1. 1 .Cơ C? ?học học–? ?Cơ C? ?học họcvật vậtrắn