ТҦТҚЫРЛЫСЕРПІМДІ МАТЕРИАЛДАРДЫҢ ЖЫЛЖЫМАЛЫЛЫҚ ПРОЦЕСІН
МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛЬДЕУ
ЕҢСЕБАЕВА ГҤЛЗАТ МҦРАТБЕКҚЫЗЫ – PhD,
МЫРЗАМУРАТОВА АИДА АСКЕРБЕКОВНА–педагогика ғылымдарының
магистрі,
Қорқыт Ата атындағы Қызылорда университеті, Қызылорда, Қазақстан
Кіріспе
Табиғаттағы кӛптеген материалдар (топырақ, тау жыныстары, ағаш, табиғи
асфальт) және жасанды материалдар (металдар, олардың қорытпалары, полимерлер,
бетон, композиттер) температура мен жүктеу деңгейіне байланысты қандайда болсын
тұтқырлысерпімді қасиетін кӛрсетеді.
Деформацияланатын қатты дене механикасының негізгі есебінің бірі,
тұтқырлысерпімді материалдардың деформациялану процестерін модельдеу болып
табылады. Деформацияланатын қатты дене механикасының қарапайым реономдық
физикалық сызықты моделі, ол жылжымалылық және релаксация (бәсеңдеу) қасиеттерін
сипаттайтын тұтқырлысерпімді дене моделі екені белгілі. Мұндағы, жылжымалылық деп
жүктеме тұрақты кезіндегі деформацияның уақыт t бойынша ӛсу құбылысын айтамыз.
Деформацияның ӛзгеру заңдылығының диаграммасы - жылжымалылық қисығы (сурет 1).
Релаксация – деформация тұрақты кезіндегі кернеуінің кему құбылысы (сурет 2) [1-2].
Университеттің 85 жылдығына арналған «Қазіргі заманғы математика:
проблемалары және қолданыстары» III халықаралық Тайманов оқуларының
материалдар жинағы, 25 қараша, 2022 жыл
362
Сурет 1 - Жылжымалылық қисығы
Сурет 2 - Релаксация қисығы
Материалдардың тұтқырлысерпімді қасиетін анықтауға және сипаттауға болатын
жетілдірілген тұтқырлысерпімділік теориясы мен әдістері бар [3-4]. Онда серпімділік
теориясында болатын [5-6] сызықты және сызықты емес тұтқырлысерпімділік
ажыратылады. Сызықты тұтқырлысерпімділік теориясы мен әдістері жақсы дамыған. 1913
жылы В. Вольтерра [7] сызықты емес тұтқырлысерпімділікті екі мүшелі интегралдық
теңдеумен сипаттауды ұсынғанымен, сызықты емес тұтқырлысерпімділік теориясы мен
әдістері әлі де даму сатысында.
Алдымен деформацияланатын тұтқырлысерпімді дененің қарапайым бір буынды
модельдерін қарастырайық. Олардың кӛмегімен тұтқырлысерпімділіктің физикалық
табиғатын және жалпылама сипатын түсіндіру оңай.
Тұтқырлысерпімді модель екі элементтерден тұрады [1- 3]. Оның біреуі гук
элементі – серпімді элемент. Екінші элемент, ньютон элементі – тұтқыр элемент.
Гук (1) және Ньютон (2) заңдарын интегралды түрде жазуға болады, яғни
кернеулер мен деформациялар арасындағы байланысты интегралдық операторлар арқылы
анықтауға болады [2, 8-9]:
t
(
t
) =
(
t
)
d
(
);
0
t
(
t
) =
R
(
t
)
d
(
),
0
мұндағы П(t) – жылжымалылық функциясы, R(t) – релаксация функциясы.
Сызықты және сызықтық емес тұтқырлысерпімділік теориясында бұл есеп
жылжымалылық және релаксация ядросын іздеуге келеді. Жылжымалылық және
релаксация ядросы белгілі интегралдық қатынастармен ӛзара байланысқан, кернеу,
деформация және уақыт арасындағы байланысты орнататын анықтауыш теңдеуден
тұрады [3]:
[
(
t
)
]
=
(
t
) +
K
(
t
)
(
)
d
,
0
мұндағы
(
t
)
- t уақытындағы деформация;
(1)
(
t
)
(
)
-
t уақытындағы кернеу;
-
η уақытындағы кернеу;
K
(
t
)
-
жылжымалылық ядросы;
t
– бақылау уақыты;
η
–бақылау уақыты t, алдындағы уақыт.
Интегралдық теңдеудің (1) сол жағындағы ӛрнек
қисығы» деп аталады.
[
(
t
)
]
«лездік деформация
t
|