15.2.
Материалдар
кедергісі
ғылымының
негізгі
жорамалдары
Материалдар
кедергісінде
конструкция
элементтерін
есептеу
күрделі
болғандықтан
,
оны
іс
жүзінде
оңай
жəне
ыңғайлы
түрде
шешу
үшін
материалдардың
құрылымы
,
қасиеттері
туралы
,
деформациялар
мен
күштер
жəне
т
.
б
.
деректер
туралы
бірнеше
жорамалдар
қолданылады
.
Бұл
жорамалдар
ескеріліп
алынған
есептеу
нəтижелерінің
дұрыс
екені
,
оларды
инженерлік
тəжірибеде
кеңінен
қолдануға
болатыны
іс
252
жүзінде
дəлелденген
.
Төменде
материалдар
кедергісі
курсында
кездесетін
негізгі
жорамалдар
келтірілген
:
1.
Материалдың____тұтастығы____туралы____жорамал__.'>Материалдың
тұтастығы
туралы
жорамал
.
Материал
дене
пішімін
толық
толтырады
,
яғни
дене
үздіксіз
тұтас
орта
деп
қарастырылып
,
оның
дискреттік
(
атомдық
)
құрылымы
ескерілмейді
.
2.
Материалдың
біртектілігі
жəне
изотроптылығы
туралы
жорамал
.
Материалдардың
кез
келген
көлемдегі
жəне
кез
келген
бағыттағы
механикалық
қасиеттері
бірдей
.
Машина
өндірісінде
қолданылатын
конструкциялық
материал
-
дардың
көпшілігі
біртекті
.
Ал
құрылыста
қолданылатын
ағаш
,
бетон
жəне
композитті
пластмассалар
сияқты
т
.
б
.
материалдар
біртекті
емес
.
Əртүрлі
бағыттағы
механикалық
қасиеттері
бірдей
емес
материалдарды
анизотропты
материалдар
деп
атайды
.
Материалдарды
изотропты
деп
болжау
кейбір
жағдайларда
қолданылмайды
.
Мысалы
,
анизотропты
материалдарға
ағаш
жатады
,
өйткені
оның
талшық
бойы
бағытындағы
жəне
талшыққа
кесе
-
көлденең
бағыттағы
қасиеттері
əртүрлі
,
арматураланған
материалдар
жəне
т
.
б
.
3.
Деформациялардың____кішкентайлығы____туралы____жорамал__.'>Деформациялардың
кішкентайлығы
туралы
жорамал
.
Деформацияланатын
дененің
өлшемдеріне
қарағанда
,
деформация
–
өте
кішкентай
аз
шама
.
4.
Материалдардың
толық
серпімділігі
туралы
жорамал
.
Барлық
денелер
абсолют
серпімді
деп
болжанады
.
Шын
мəнінде
,
бар
денелерді
шартты
түрде
жүктеменің
қандай
да
бір
шамасына
дейін
серпімді
деп
айтуға
болады
жəне
осы
жəйтті
материалдар
кедергісінің
есептеу
формулаларын
пайдаланғанда
ескерген
жөн
.
5.
Деформация
мен
жүктеменің
сызықтық
тəуелділігі
туралы
жорамал
.
Көптеген
материалдардың
деформациялануы
кезінде
деформация
мен
жүктеменің
тура
пропорционалдығы
жөніндегі
Гук
заңының
ақиқаттығы
туралы
болжам
.
6.
Күш
əрекеттерінің
тəуелсіздік
принципі
.
Бұл
принцип
бойынша
денедегі
топ
күштер
əсерлерінің
нəтижесі
сол
топтағы
жеке
күштердің
əсерлері
нəтижелерінің
қосындысына
тең
.
Яғни
күш
тобының
əсерінен
жүйеде
пайда
болған
деформация
сол
топтағы
жеке
күштердің
əсерлерінен
пайда
болған
деформациялардың
қосындысына
тең
.
253
7.
Сен
-
Венан
принципі
.
Бұл
принцип
бойынша
конструкция
элементінің
сыртқы
күш
түсірілген
жерінен
жеткілікті
қашықтықта
жатқан
қималардағы
нүктелерде
пайда
болатын
кернеулер
мен
деформациялар
сыртқы
күштің
түсіру
əдісіне
байланысты
емес
.
Осы
принципке
арқа
сүйеп
,
көптеген
жағдайда
бір
күш
жүйесін
оған
статикалық
эквивалентті
басқа
күш
жүйесімен
алмастыруға
болады
,
нəтижесінде
есепті
шешу
жеңілдейді
.
Мысалы
,
көп
тіректі
теміржол
рельсінің
есептеу
схемасын
құрғанда
,
дөңгелектен
рельске
кішігірім
аудан
арқылы
берілетін
бірқалыпсыз
таралған
күшті
нүкте
арқылы
берілетін
қадалған
күшпен
ауыстыруға
болады
(15.3-
сурет
).
15.3.
Сыртқы
күштер
жəне
олардың
жіктелуі
Материалдар
кедергісі
есептерін
шешкенде
,
ең
алдымен
конструкция
элементтеріне
əсер
ететін
сыртқы
күштің
шамасы
мен
түсу
сипатын
анықтап
алу
қажет
.
Белгілідей
,
сыртқы
күш
деп
денелердің
бір
-
бірімен
əсерін
,
демек
,
сол
конструкция
элементтерінің
өзара
əсерін
айтады
.
Сол
сияқты
берілген
конструкция
элементінің
басқа
денемен
əсері
қарастырылған
элемент
үшін
сыртқы
күш
болып
табылады
.
Мысалы
,
шамға
құйылған
жермайдың
салмағы
шам
орнатылған
тұғырға
түседі
,
одан
тұғырдың
аяқтары
арқылы
іргетасқа
түседі
.
Элементтің
өз
салмағы
да
сыртқы
күшке
жатады
.
Сыртқы
күштер
көлемдік
жəне
беттік
болып
бөлінеді
.
Беті
арқылы
берілетін
сыртқы
күш
беттік
,
ал
көлемі
арқылы
берілетін
сыртқы
күш
көлемдік
күш
деп
аталады
.
Беттік
күштер
қадалған
немесе
таралған
күш
болуы
мүмкін
.
Қадалған
күштер
деп
конструкция
элементтеріне
өз
өлшем
-
дерімен
салыстырғанда
өте
шағын
аудан
арқылы
берілетін
күштерді
жəне
моменттерді
айтады
(15.4,
а
-
сурет
).
Мысалы
,
тісті
берілістегі
тістердің
бір
-
біріне
əсері
.
Ауданның
өте
шағындығына
байланысты
қадалған
күш
əдетте
денеге
нүкте
арқылы
беріледі
деп
есептелінеді
.
Қадалған
күштің
өлшем
бірлігі
–
ньютон
(
Н
),
килоньютон
(
кН
),
15.3-
сурет
254
меганьютон
(
МН
).
Моменттің
өлшем
бірлігі
–
ньютон
(
Нм
),
килоньютон
(
кНм
),
меганьютон
(
МНм
).
Таралған
күш
деп
не
элементтің
барлық
көлеміне
(
көлемдік
күш
),
не
белгілі
бір
ауданға
(
жазықтық
күш
),
не
белгілі
бір
ұзындыққа
(
сызықтық
немесе
бойлық
жүк
)
үздіксіз
түсірілген
күшті
айтады
(15.4,
b
-
сурет
).
Ол
қарқындылығымен
сипатталады
.
Қарқындылық
деп
күштің
бірлік
көлемге
немесе
бірлік
ауданға
немесе
бірлік
ұзындыққа
түсірілген
шамасын
айтады
.
Қарқындылық
латынша
q
əрпімен
белгіленеді
,
сəйкесінше
таралған
күштердің
өлшем
бірлігі
:
көлемдік
күш
–
3
3
3
м
/
МН
,
м
/
кН
,
м
/
Н
;
жазықтық
күш
–
2
м
/
Н
;
2
м
/
кН
,
2
м
/
МН
;
сызықтық
немесе
бойлық
күш
–
м
/
Н
;
м
/
кН
,
м
/
МН
.
Бұл
күштер
таралу
заңдылықтарына
байланысты
біркелкі
таралған
тұрақты
жəне
бірқалыпсыз
таралған
айнымалы
күштер
деп
жіктеледі
.
Біркелкі
таралған
тұрақты
күштің
кез
келген
нүктедегі
қарқындылығы
өзара
тең
,
ал
бірқалыпсыз
таралған
айнымалы
күштің
қарқындылығы
əртүрлі
.
Денеге
тұтас
көлемі
арқылы
берілетін
күштер
қатаң
түрде
үздіксіз
біркелкі
тараған
деп
қарастырылады
.
Көлемдік
күшке
мысал
ретінде
дененің
салмағын
,
жазықтық
күшке
–
будың
қазан
қабырғасына
қысымын
,
сызықтық
күшке
–
ені
ұзындығынан
өте
аз
арқалыққа
ұзына
бойлы
түсірілген
күшті
келтіруге
болады
.
Сыртқы
күш
əсер
ететін
уақытына
байланысты
да
екі
топқа
бөлінеді
:
тұрақты
күш
жəне
уақытша
күш
.
Тұрақты
күш
деп
мөлшері
мен
бағыты
өзгермейтін
күшті
айтады
.
Егер
денеге
түскен
күштердің
шамасы
немесе
бағыты
уақытқа
байланысты
өзгеріп
отырса
,
ондай
күштерді
айнымалы
күштер
деп
атайды
.
15.4-
сурет
255
Сыртқы
күштерді
статикалық
жəне
динамикалық
күштер
деп
те
топтастыруға
болады
.
Статикалық
күш
деп
өзінің
шамасын
немесе
түсу
нүктесін
баяу
жылдамдықпен
өзгертетін
,
осы
жағдайда
туындауы
мүмкін
үдеуді
ескермеуге
болатын
күшті
атайды
.
Мұндай
күш
əсерінен
конструкцияның
жəне
оның
элементтерінің
тербелісі
мардымсыз
аз
болады
.
Динамикалық
күш
деп
уақытқа
байланысты
үлкен
жылдамдықпен
өзгеретін
күшті
айтады
.
Мұндай
күштің
əсерінен
конструкция
немесе
оның
элементтері
елеулі
тербелістерге
ұшырайды
.
Тербеліс
жылдамдығының
өзгеруіне
байланысты
конструкцияда
пайда
болатын
,
оның
массасы
мен
үдеуінің
көбейтіндісіне
тура
пропор
-
ционал
екпін
күші
шамасы
жағынан
конструкцияда
тербеліс
тудырушы
сыртқы
күштің
шамасынан
бірнеше
есе
үлкен
болуы
мүмкін
.
Динамикалық
күштер
Достарыңызбен бөлісу: |