9 дәріс. Сырықтардың созылуы мен сығылуы Дәрістің мазмұны: созылу (сығылу) кезіндегі бойлық күш, кернеулер мен деформациялар, орын ауыстырулар, деформацияның потенциалдық энергиясы, кернелген және деформациялық күйлер.
Дәрістің мақсаты: созылған (сығылған) сырықтардың механикасын игеру.
9.1 Бойлық күш және тік кернеулер
11.1 сурет
Созылу деп сырықтың көлденең қималарында тек қана N бойлық күші орын алып, басқа ІКФ нөлге тең болатын сырықтың жүктелу түрін атайды. Созылу кезінде N күшінің бағыты қарастырылатын қиманың сыртқы нормалімен бірдей болады. Сығылу созылудан формалды түрде тек қана N күшінің бағытымен айырылғанмен, онда айтарлықтай айырмашылықтар болуы мүмкін (ұзын сырықтар сығылған кезде олар иілуі мүмкін, созылу және сығылу кезіндегі қирау түрі әртүрлі болады). Әдетте созылу немесе сығылу сырық өсі бойымен бағытталған сыртқы күштер әсерінен пайда болады. N эпюрі қима әдісін қолданумен тұрғызылады, сонда Nкүші қарастырылатын қиманың бір жағындағы сырық бөлігіне түсетін сыртқы күштердің бойлық өсіне проекцияларының қосындысына тең N= ∑Fiz. (9.1)
Созатын N күші - оң, сығатын - теріс болып алынады. Сондықтан (9.1) формуласында сыртқы күш қимадан тыс бағытталса, оның проекциясы «+» таңбасымен, қимаға қарай бағытталса «-» таңбасымен алынады. 9.1 суретте N эпюрінің тұрғызу мысалы көрсетілген.
N күші көлденең қимадағы ішкі тік күштердің тең әсерлісі болып келеді, ол қимадағы тік кернеулермен келесі тәуелдікпен байланысады
(9.2)
мұндағы σ – қиманың кез келген dA элементар ауданында жатқан нүктесіндегі тік кернеуі;
A – көлденең қиманың ауданы.
Қиманың әр нүктесіндегі σ кернеуін табу үшін оның қима бойымен таралу заңын білу керек. Көлденең қимасы тұрақты, біртекті материалдан жасалған және шеттерінде түсірілген созу F күштерімен жүктелген сырықты қарастырайық (9.2 суретті қара). Жүктелу алдында оның бетінде өске перпен-дикуляр түзу сызықтарды жүргізейік. Тәжірибе көрсеткендей, жүктелу кезінде сол сызықтар түзу және өске перпендикуляр болып қала береді. Бұдан сырықтың жүктелу алдындағы жазық көлденең қималары жүктелу кезінде жазық болып қала береді деп есептеуге болады (жазық қималар гипотезасы). Бірдей ұзаруларға сәйкес бірдей кернеулер болғандықтан, көлденең қимасының барлық нүктелерінде кернеулер бірдей болады, сонда
бұдан (9.3)
Тік кернеу созылу кезінде оң, ал сығылу кезінде теріс болып есептеледі. Жоғарыдағы мысалда біртекті кернелген күй орын алады (сырықтың барлық нүктелеріндегі кернелген күй бірдей). Дәл солай жүктелген, қимасы айнымалы сырықта кернелген біртекті болмайды.