Deformasiya olunan bərk cisimlərin mexanikası. Material müqaviməti
Elmin problemləri
Bu, mühəndislik strukturlarının elementlərinin möhkəmliyi və uyğunluğu (bərkliyi) elmidir. Deformasiya olunan cismin mexanika üsullarından istifadə etməklə praktiki hesablamalar aparılır və maşın hissələrinin və müxtəlif tikinti konstruksiyalarının etibarlı (möhkəm, dayanıqlı) ölçüləri müəyyən edilir. Deformasiya olunan bir cismin mexanikasının giriş, ilkin hissəsi adlanan bir kursdur materialların gücü. Materialların müqavimətinin əsas prinsipləri bərk cismin ümumi mexanikasının qanunlarına və hər şeydən əvvəl deformasiyaya uğrayan cismin mexanikasını öyrənmək üçün mütləq biliyi zəruri olan statika qanunlarına əsaslanır. Deformasiya olunan cisimlərin mexanikasına həmçinin elastiklik nəzəriyyəsi, plastiklik nəzəriyyəsi və sürünmə nəzəriyyəsi kimi digər bölmələr də daxildir ki, burada da materialların möhkəmliyində olduğu kimi, lakin daha dolğun və ciddi tərtibatda eyni məsələlər nəzərdən keçirilir.
Materialların gücü tipik, ən çox rast gəlinən struktur elementlərin möhkəmliyini və sərtliyini hesablamaq üçün praktiki olaraq məqbul və sadə üsullar yaratmaq məqsədi daşıyır. Bu zaman müxtəlif təxmini üsullardan geniş istifadə olunur. Hər bir praktiki problemin həllini ədədi nəticəyə çatdırmaq zərurəti insanı bir sıra hallarda hesablanmış məlumatların təcrübə ilə müqayisəsi yolu ilə daha da əsaslandırılan sadələşdirilmiş fərziyyə və fərziyyələrə müraciət etməyə məcbur edir.
Ümumi yanaşma
Şəkil 13-də göstərilən diaqramdan istifadə edərək bir çox fiziki hadisələri nəzərdən keçirmək rahatdır:
vasitəsilə X bu, sistem girişinə tətbiq edilən bəzi təsirləri (nəzarəti) göstərir A(maşın, materialın sınaq nümunəsi və s.) və vasitəsilə Y– sistemin bu təsirə reaksiyası (cavab). Reaksiyaların olduğunu fərz edəcəyik Y sistem çıxışından çıxarılır A.
İdarə olunan sistem altında A Hər hansı bir təsirə determinist cavab verə bilən hər hansı bir obyekti başa düşməyə razılaşaq. Bu sistemin bütün nüsxələri deməkdir A eyni şərtlər altında, yəni. eyni təsirlər altında x(t), ciddi şəkildə eyni davranın, yəni. eynisini verin y(t). Bu yanaşma, əlbəttə ki, yalnız bir təxmindir, çünki iki tamamilə eyni sistem və ya iki eyni effekt əldə etmək praktiki olaraq mümkün deyil. Buna görə də, ciddi şəkildə desək, deterministik deyil, ehtimal sistemini nəzərdən keçirmək lazımdır. Bununla belə, bir sıra hadisələr üçün bu aşkar faktı nəzərdən qaçırmaq və sistemi deterministik hesab etmək, nəzərdən keçirilən kəmiyyətlər arasındakı bütün kəmiyyət münasibətlərini onların riyazi gözləntiləri arasındakı əlaqələr mənasında başa düşmək rahatdır.
İstənilən deterministik idarə olunan sistemin davranışı çıxışı girişlə birləşdirən müəyyən əlaqə ilə müəyyən edilə bilər, yəni. X ilə saat. Bu əlaqəni tənlik adlandıracağıq dövlət sistemləri. Simvolik olaraq belə yazılıb
məktub haradadır A, sistemi ifadə etmək üçün əvvəllər istifadə edilən, müəyyən etməyə imkan verən müəyyən bir operator kimi şərh edilə bilər y(t), qeyd olunarsa x(t).
Giriş və çıxışı olan deterministik sistemin təqdim olunan konsepsiyası çox ümumidir. Bu cür sistemlərə bəzi nümunələr: xüsusiyyətləri Mendeleyev-Klapeyron tənliyi ilə əlaqəli olan ideal qaz, bu və ya digər diferensial tənliyə tabe olan elektrik dövrəsi, zamanla deformasiyaya uğrayan buxar və ya qaz turbin qanadları, təsir edən qüvvələr. onun üzərində və s. Məqsədimiz ixtiyari idarə olunan sistemin tədqiqi deyil və buna görə də təqdimat prosesində ümumiliyi məhdudlaşdırmaqla yanaşı, müəyyən tipli sistemi nəzərdən keçirməyə imkan verən zəruri əlavə fərziyyələr təqdim edəcəyik. yük altında deformasiyaya uğramış bədənin davranışını modelləşdirmək üçün ən uyğundur.
İstənilən idarə olunan sistemin təhlili, prinsipcə, iki yolla həyata keçirilə bilər. Birincisi mikroskopik, sistemin strukturunun və onun bütün tərkib elementlərinin fəaliyyətinin ətraflı öyrənilməsinə əsaslanır. Bütün bunlara nail olmaq olarsa, onda bütün sistemin vəziyyət tənliyini yazmaq mümkün olur, çünki onun elementlərinin hər birinin davranışı və onların qarşılıqlı təsir üsulları məlumdur. Məsələn, qazların kinetik nəzəriyyəsi Mendeleyev-Klapeyron tənliyini yazmağa imkan verir; elektrik dövrəsinin quruluşunu və onun bütün xüsusiyyətlərini bilmək onun tənliklərini elektrotexnika qanunlarına (Ohm qanunu, Kirchhoff qanunu və s.) əsaslanaraq yazmağa imkan verir. Beləliklə, idarə olunan sistemin təhlilinə mikroskopik yanaşma verilmiş hadisəni təşkil edən elementar proseslərin nəzərdən keçirilməsinə əsaslanır və prinsipcə, nəzərdən keçirilən sistemin birbaşa, hərtərəfli təsvirini verməyə qadirdir.
Bununla belə, sistemin mürəkkəb və ya hələ tədqiq edilməmiş strukturu səbəbindən mikro yanaşma həmişə həyata keçirilə bilməz. Məsələn, hal-hazırda deformasiyaya uğrayan cismin hal tənliyini nə qədər diqqətlə öyrənilmiş olsa da, yazmaq mümkün deyil. Eyni şey canlı orqanizmdə baş verən daha mürəkkəb hadisələrə də aiddir. Belə hallarda, sözdə makroskopik Sistemin təfərrüatlı strukturu (məsələn, deformasiya olunan cismin mikroskopik quruluşu) və onun elementləri ilə maraqlanmayan, lakin sistemin bütövlükdə fəaliyyətini öyrənən fenomenoloji (funksional) yanaşma. giriş və çıxış arasında əlaqə. Ümumiyyətlə, bu əlaqə ixtiyari ola bilər. Bununla belə, sistemlərin hər bir xüsusi sinfi üçün bu əlaqəyə ümumi məhdudiyyətlər qoyulur və bu əlaqəni lazımi təfərrüatda aydınlaşdırmaq üçün müəyyən minimum təcrübələrin aparılması kifayət ola bilər.
Makroskopik yanaşmanın istifadəsi, artıq qeyd edildiyi kimi, bir çox hallarda məcburidir. Bununla belə, hətta fenomenin ardıcıl mikronəzəriyyəsinin yaradılması da müvafiq makronəzəriyyəni tamamilə etibarsız edə bilməz, çünki sonuncu eksperimentə əsaslanır və buna görə də daha etibarlıdır. Mikronəzəriyyə bir sistemin modelini qurarkən həmişə müxtəlif növ qeyri-dəqiqliklərə səbəb olan bəzi sadələşdirici fərziyyələr irəli sürməyə məcbur olur. Məsələn, ideal qazın vəziyyətinin bütün “mikroskopik” tənlikləri (Mendeleyev-Klapeyron, van der Vaals və s.) tənlikləri real qazlar haqqında eksperimental məlumatlarla aradan qaldırıla bilməyən uyğunsuzluqlara malikdir. Bu eksperimental məlumatlara əsaslanan müvafiq “makroskopik” tənliklər real qazın davranışını istədiyiniz qədər dəqiq təsvir edə bilər. Üstəlik, mikro yanaşma yalnız müəyyən bir səviyyədə - nəzərdən keçirilən sistemin səviyyəsində belədir. Sistemin elementar hissələri səviyyəsində bu, hələ də makro yanaşmadır, ona görə də sistemin mikroanalizini makroskopik olaraq təhlil edilən onun komponent hissələrinin sintezi kimi qəbul etmək olar.
Hazırda mikro yanaşma hələ deformasiyaya uğrayan cisim üçün vəziyyət tənliyinə gətirib çıxara bilmədiyi üçün bu problemi makroskopik şəkildə həll etmək təbiidir. Gələcəkdə də bu fikirə sadiq qalacağıq.
yerdəyişmələr və deformasiyalar
Hər cür azadlıqdan (kosmosda hərəkət etmək qabiliyyətindən) məhrum olan və xarici qüvvələrin təsiri altında olan həqiqi möhkəm cisim, deformasiyaya uğramışdır. Deformasiya dedikdə, cismin ayrı-ayrı nöqtələrinin və elementlərinin hərəkəti ilə bağlı cismin forma və ölçüsündə dəyişiklik nəzərdə tutulur. Materialların gücündə yalnız belə hərəkətlər nəzərə alınır.
Bədənin ayrı-ayrı nöqtələrinin və elementlərinin xətti və bucaqlı hərəkətləri var. Bu hərəkətlər xətti və bucaq deformasiyalarına (nisbi uzanma və nisbi yerdəyişmə) uyğun gəlir.
Deformasiyalar bölünür elastik, yük çıxarıldıqdan sonra yoxa çıxan və qalıq.
Deformasiyaya uğrayan cisim haqqında fərziyyələr. Elastik deformasiyalar adətən (ən azı metal, beton, ağac və s. kimi konstruktiv materiallarda) əhəmiyyətsizdir, buna görə də aşağıdakı sadələşdirici müddəalar qəbul edilir:
1. İlkin ölçülərin prinsipi. Buna uyğun olaraq, deformasiya olunan bir cisim üçün tarazlıq tənliklərinin bədənin forma və ölçüsündə dəyişikliklər nəzərə alınmadan tərtib edilə biləcəyi qəbul edilir, yəni. tamamilə sərt bədənə gəldikdə.
2. Qüvvələrin hərəkətinin müstəqilliyi prinsipi. Ona uyğun olaraq, bir cismə qüvvələr sistemi (bir neçə qüvvə) tətbiq edilirsə, onda onların hər birinin hərəkətini digər qüvvələrin təsirindən asılı olmayaraq nəzərdən keçirmək olar.
Gərginliklər
Xarici qüvvələrin təsiri altında bədəndə daxili qüvvələr yaranır, onlar bədənin hissələrinə paylanır. Hər bir nöqtədə daxili qüvvələrin ölçüsünü müəyyən etmək üçün anlayış təqdim olunur gərginlik. Gərginlik bədənin vahid en kəsiyi sahəsinə düşən daxili qüvvə kimi müəyyən edilir. Elastik deformasiyaya uğramış cisim bəzi xarici qüvvələr sisteminin təsiri altında tarazlıq vəziyyətində olsun (şək. 1). Bir nöqtə vasitəsilə (məsələn, k), gərginliyi təyin etmək istədiyimiz halda, zehni olaraq ixtiyari bir kəsik çəkirik və bədənin bir hissəsini atırıq (II) Bədənin qalan hissəsinin tarazlıqda olması üçün atılanların yerinə daxili qüvvələr tətbiq edilməlidir. hissəsi. Bədənin iki hissəsinin qarşılıqlı təsiri kəsişmənin bütün nöqtələrində baş verir və buna görə də daxili qüvvələr bütün kəsik sahəsi üzərində hərəkət edir. Tədqiq olunan nöqtənin yaxınlığında bir sahə seçirik dA. Bu sahədə daxili qüvvələrin nəticəsini qeyd edək dF. Sonra nöqtənin yaxınlığındakı gərginlik (tərifə görə) olacaq.
N/m 2.
Stress, sahəyə bölünən qüvvə ölçüsünə malikdir, N/m2.
Bədənin müəyyən bir nöqtəsində, gərginlik bölmələrin istiqamətindən asılı olaraq bir çox dəyərə malikdir, onlardan çoxu nöqtə vasitəsilə çəkilə bilər. Buna görə gərginlikdən danışarkən kəsiyi göstərmək lazımdır.
Ümumiyyətlə, gərginlik hissəyə müəyyən bir açı ilə yönəldilir. Bu ümumi gərginliyi iki komponentə bölmək olar:
1. Kəsik müstəvisinə perpendikulyar - normal gərginlik s.
2. Bölmə müstəvisində uzanmaq – kəsmə gərginliyi t.
Gərginliklərin təyini. Problem üç mərhələdə həll olunur.
1. Nəzərdən keçirilən nöqteyi-nəzərdən kəsimə çəkilir ki, orada onlar gərginliyi müəyyən etmək istəyirlər. Bədənin bir hissəsi atılır və onun hərəkəti daxili qüvvələrlə əvəz olunur. Bütün bədən tarazlıqdadırsa, bədənin qalan hissəsi də tarazlıqda olmalıdır. Buna görə də cismin baxılan hissəsinə təsir edən qüvvələr üçün tarazlıq tənlikləri tərtib edilə bilər. Bu tənliklərə həm xarici, həm də naməlum daxili qüvvələr (gərginliklər) daxil olacaq. Buna görə də onları formada yazırıq
Birinci həddlər cismin kəsikdən sonra qalan hissəsinə təsir edən bütün xarici qüvvələrin proyeksiyalarının və momentlərinin cəmindən, ikincisi isə kəsiyə təsir edən bütün daxili qüvvələrin proyeksiyalarının və momentlərinin cəmindən ibarətdir. Artıq qeyd edildiyi kimi, bu tənliklərə naməlum daxili qüvvələr (gərginliklər) daxildir. Ancaq onları təyin etmək üçün statik tənliklər kifayət deyil, çünki əks halda mütləq bərk və deformasiya olunan cisim arasındakı fərq yox olur. Beləliklə, stressləri təyin etmək vəzifəsi statik olaraq qeyri-müəyyəndir.
2. Əlavə tənliklər tərtib etmək üçün cismin yerdəyişmələri və deformasiyaları nəzərə alınır, nəticədə kəsik üzərində gərginliyin paylanması qanunu alınır.
3. Statik tənlikləri və deformasiya tənliklərini birlikdə həll etməklə gərginlikləri təyin etmək olar.
Güc amilləri. Proyeksiyaların cəmini və xarici və ya daxili qüvvələrin anlarının cəmini adlandırmağa razılaşaq güc amilləri. Nəticə etibarı ilə, nəzərdən keçirilən hissədə qüvvə amilləri bu kəsikdən bir tərəfdə yerləşən bütün xarici qüvvələrin proqnozlarının cəmi və momentlərinin cəmi kimi müəyyən edilir. Eyni şəkildə, qüvvə amilləri nəzərdən keçirilən hissədə təsir edən daxili qüvvələr tərəfindən təyin edilə bilər. Xarici və daxili qüvvələr tərəfindən müəyyən edilən qüvvə amilləri böyüklük baxımından bərabərdir, işarəsi isə əksinədir. Adətən, problemlərdə xarici qüvvələr məlum olur ki, onların vasitəsilə qüvvə amilləri təyin olunur və onlardan artıq gərginliklər müəyyən edilir.
Deformasiya olunan bədən modeli
Materialların möhkəmliyində deformasiyaya uğrayan cismin modeli nəzərə alınır. Bədənin deformasiyaya uğrayan, davamlı və izotrop olduğu güman edilir. Materialların möhkəmliyində əsasən çubuqlar şəklində olan gövdələr (bəzən lövhələr və qabıqlar) nəzərə alınır. Bu, bir çox praktiki məsələlərdə dizayn diaqramının düz çubuğa və ya belə çubuqlar sisteminə (trusslar, çərçivələr) endirilməsi ilə izah olunur.
Çubuqların deformasiyaya uğramış vəziyyətinin əsas növləri.Çubuq (şüa) iki ölçüsünün üçüncü ilə müqayisədə kiçik olduğu bir bədəndir (şəkil 15).
Ona tətbiq olunan qüvvələrin təsiri altında tarazlıqda olan, ixtiyari olaraq kosmosda yerləşən çubuq nəzərdən keçirək (şək. 16).
1-1 hissəni çəkirik və çubuğun bir hissəsini atırıq. Qalan hissənin tarazlığını nəzərdən keçirək. Biz düzbucaqlı koordinat sistemindən istifadə edəcəyik, mənşəyi kəsişmənin ağırlıq mərkəzi olacaq. ox Xçubuq boyunca bölmənin, oxun xarici normalına doğru yönəldin Y Və Z– bölmənin əsas mərkəzi oxları. Statik tənliklərdən istifadə edərək güc amillərini tapacağıq
üç qüvvə
üç an və ya üç cüt qüvvə
Beləliklə, ümumi halda çubuqun kəsişməsində altı qüvvə faktoru yaranır. Çubuğun üzərinə təsir edən xarici qüvvələrin təbiətindən asılı olaraq, çubuğun müxtəlif deformasiya növləri mümkündür. Çubuq deformasiyalarının əsas növləri bunlardır uzanan, sıxılma, yerdəyişmə, burulma, əyilmək. Buna görə, ən sadə yükləmə sxemləri bu kimi görünür.
Gərginlik-sıxılma.Çubuğun oxu boyunca qüvvələr tətbiq olunur. Çubuğun sağ hissəsini ataraq, sol xarici qüvvələrə əsaslanan güc amillərini vurğulayırıq (şək. 17)
Bizdə sıfırdan fərqli bir amil var - uzununa qüvvə F.
Qüvvə faktorlarının diaqramını qururuq (diaqram).
Çubuğun burulması.Çubuğun son hissələrinin təyyarələrində bir an ilə iki bərabər və əks qüvvə cütü tətbiq olunur. M cr =T, tork adlanır (şək. 18).
Gördüyünüz kimi, bükülmüş çubuğun kəsişməsində yalnız bir qüvvə faktoru var - an T = F h.
Transvers əyilmə. O, şüanın oxuna perpendikulyar olan və şüanın oxundan keçən müstəvidə yerləşən qüvvələr (konsentrasiya edilmiş və paylanmış), həmçinin çubuğun əsas təyyarələrindən birində hərəkət edən cüt qüvvələr nəticəsində yaranır.
Şüaların dayaqları var, yəni. sərbəst olmayan gövdələrdir, tipik dayaq menteşəli-hərəkətli dayaqdır (şək. 19).
Bəzən bir gömülü ucu və digər sərbəst ucu olan bir şüa istifadə olunur - konsol şüası (şəkil 20).
Şəkil 21a nümunəsindən istifadə edərək güc amillərinin tərifini nəzərdən keçirək. Əvvəlcə dayaqların reaksiyalarını tapmaq lazımdır R A və .
1 nömrəli mühazirə
Materialların möhkəmliyi elmi bir intizam kimi.
Struktur elementlərin və xarici yüklərin sxemləri.
Struktur elementlərin maddi xassələri haqqında fərziyyələr.
Daxili qüvvələr və gərginliklər
Bölmə üsulu
Hərəkətlər və deformasiyalar.
Superpozisiya prinsipi.
Əsas anlayışlar.
Elmi bir intizam kimi materialların gücü: möhkəmlik, sərtlik, sabitlik. Hesablama diaqramı, strukturun elementinin və ya hissəsinin işinin fiziki və riyazi modeli.
Struktur elementlərin və xarici yüklərin sxemləri: taxta, çubuq, şüa, boşqab, qabıq, kütləvi gövdə.
Xarici qüvvələr: həcmli, səthi, paylanmış, cəmlənmiş; statik və dinamik.
Struktur elementlərin maddi xassələri haqqında fərziyyələr: material davamlı, homojen, izotropdur. Bədənin deformasiyası: elastik, qalıq. Material: xətti elastik, qeyri-xətti elastik, elastoplastik.
Daxili qüvvələr və gərginliklər: daxili qüvvələr, normal və tangensial gərginliklər, gərginlik tensoru. Çubuğun en kəsiyində daxili qüvvələrin gərginlik vasitəsilə ifadəsi I.
Kəsiklər üsulu: ayrılmış hissənin tarazlıq tənliklərindən çubuqun en kəsiyində daxili qüvvələrin tərkib hissələrinin təyini.
yerdəyişmələr və deformasiyalar: nöqtə yerdəyişməsi və onun komponentləri; xətti və bucaq deformasiyaları, deformasiya tensoru.
Superpozisiya prinsipi: həndəsi xətti və həndəsi cəhətdən qeyri-xətti sistemlər.
Materialların möhkəmliyi elmi bir intizam kimi.
Güc dövrünün fənləri: materialların möhkəmliyi, elastiklik nəzəriyyəsi, struktur mexanikası ümumi ad altında birləşir. Bərk deformasiya olunan cismin mexanikası».
Materialların gücü güc, sərtlik və sabitlik elmidir elementləri mühəndislik strukturları.
Dizayn həndəsi cəhətdən dəyişməyən elementlərin mexaniki sistemini çağırmaq adətdir, nöqtələrin nisbi hərəkəti bu da ancaq onun deformasiyası nəticəsində mümkündür.
Quruluşların gücü altında onların məhvə qarşı durma qabiliyyətini başa düşmək - hissələrə ayrılma, eləcə də formanın geri dönməz dəyişməsi xarici yüklərin təsiri altında .
Deformasiya dəyişiklikdir bədən hissəciklərinin nisbi mövqeyi onların hərəkəti ilə bağlıdır.
Sərtlik cismin və ya strukturun deformasiyaya qarşı durma qabiliyyətidir.
Elastik sistemin sabitliyi onun bu vəziyyətdən kiçik kənarlaşmalardan sonra tarazlıq vəziyyətinə qayıtmaq xassəsini adlandırın .
Elastiklik – bu xarici yükü götürdükdən sonra gövdənin həndəsi formasını və ölçülərini tamamilə bərpa etmək üçün materialın xüsusiyyətidir.
plastik - bu, bərk cisimlərin xarici yüklərin təsiri altında öz forma və ölçülərini dəyişmək və bu yükləri götürdükdən sonra onu saxlamaq xüsusiyyətidir. Üstəlik, bədən formasının dəyişməsi (deformasiya) yalnız tətbiq olunan xarici yükdən və asılıdır zamanla öz-özünə baş vermir.
Dırmaşmaq - bu, bərk cisimlərin sabit yükün təsiri altında deformasiyaya uğrama xüsusiyyətidir (zamanla deformasiyalar artır).
Struktur mexanika elm adlanır hesablama üsulları haqqında möhkəmlik, möhkəmlik və sabitlik üçün strukturlar .
1.2 Struktur elementlərin və xarici yüklərin sxemləri.
Dizayn modeli ən ümumi formada təqdim olunan real quruluşu əvəz edən köməkçi obyekt adlandırmaq adətdir.
Materialların gücü hesablama sxemlərindən istifadə edir.
Hesablama sxemi - bu, qeyri-vacib, ikinci dərəcəli xüsusiyyətlərindən azad edilmiş və real quruluşun sadələşdirilmiş təsviridir. riyazi təsvir üçün qəbul edilir və hesablama.
Dizayn sxemində bütün strukturun bölündüyü elementlərin əsas növlərinə aşağıdakılar daxildir: şüa, çubuq, boşqab, qabıq, kütləvi gövdə.
düyü. 1.1 Struktur elementlərin əsas növləri
taxta yastı fiqurun bələdçi boyunca hərəkəti nəticəsində əldə edilən sərt cisimdir ki, onun uzunluğu digər iki ölçüdən əhəmiyyətli dərəcədə böyük olsun.
Çubuq çağırdı düz şüa, gərginlikdə/sıxılmada işləyən (x,b xarakterik en kəsiyi ölçülərini əhəmiyyətli dərəcədə üstələyir).
Kesitilərin ağırlıq mərkəzləri olan nöqtələrin həndəsi yeri adlandırılacaqdır çubuq oxu .
Boşqab - bu, qalınlığı ölçülərindən əhəmiyyətli dərəcədə az olan bir bədəndir a Və b nəzərən.
Təbii əyri boşqab (yükləmədən əvvəl əyri) adlanır qabıq .
Kütləvi bədən bütün ölçüləri ilə xarakterizə olunur a ,b, Və c eyni sifariş var.
düyü. 1.2 Çubuq konstruksiyalarının nümunələri.
Şüa yüklənmənin əsas üsulu kimi əyilməni yaşayan bir şüa deyilir.
Fermoy menteşələrlə birləşdirilmiş çubuqlar dəsti adlanır .
Çərçivə – Bu, bir-birinə möhkəm bağlanmış şüalar dəstidir.
Xarici yüklər bölünür haqqında cəmlənmişdir Və paylanmışdır .
Şəkil 1.3 Kran şüasının işinin sxematik diaqramı.
Güc və ya anşərti olaraq bir nöqtədə tətbiq olunduğu hesab edilən , adlanır diqqət mərkəzindədir .
Şəkil 1.4 Həcm, səth və paylanmış yüklər.
Sabit olan və ya zamanla çox yavaş dəyişən bir yük, nəticədə yaranan hərəkətin sürətlərini və təcillərini laqeyd edə bildiyimiz zaman, statik adlanır.
Sürətlə dəyişən yük deyilir dinamik , nəticədə salınan hərəkəti nəzərə alaraq hesablama - dinamik hesablama.
Struktur elementlərin maddi xassələri haqqında fərziyyələr.
Materialların müqavimətində müəyyən ideallaşdırılmış xüsusiyyətlərə malik şərti bir material istifadə olunur.
Şəkildə. 1.5 güc qiymətləri ilə əlaqəli üç xarakterik deformasiya diaqramını göstərir F və deformasiya zamanı yüklənir Və boşaltma.
düyü. 1.5 Materialın deformasiyasının xarakterik diaqramları
Ümumi deformasiya iki komponentdən ibarətdir: elastik və plastik.
Ümumi deformasiyanın yükü götürdükdən sonra yox olan hissəsi deyilir elastik .
Boşaltmadan sonra qalan deformasiya deyilir qalıq və ya plastik .
Elastik - plastik material - Bu elastik və plastik xüsusiyyətlərə malik materialdır.
Yalnız elastik deformasiyaların meydana gəldiyi bir material deyilir ideal elastik .
Deformasiya diaqramı qeyri-xətti əlaqə ilə ifadə edilirsə, o zaman material deyilir qeyri-xətti elastik, xətti asılılıq olarsa , sonra xətti elastik .
Struktur elementlərin materialını daha da nəzərdən keçirəcəyik davamlı, homojen, izotrop və xətti elastik.
Əmlak davamlılıq materialın davamlı olaraq struktur elementin bütün həcmini doldurması deməkdir.
Əmlak vahidlik materialın bütün həcminin eyni mexaniki xüsusiyyətlərə malik olması deməkdir.
Material deyilir izotrop , əgər onun mexaniki xassələri bütün istiqamətlərdə eynidirsə (əks halda anizotrop ).
Şərti materialın real materiallara uyğunluğu konstruksiya elementlərinin hesablanmasına materialların mexaniki xassələrinin eksperimental olaraq alınmış orta hesablanmış kəmiyyət xarakteristikalarının daxil edilməsi ilə əldə edilir.
1.4 Daxili qüvvələr və gərginliklər
Daxili qüvvələr – cismin yükləndiyi zaman yaranan hissəciklər arasında qarşılıqlı təsir qüvvələrinin artması .
düyü. 1.6 Bir nöqtədə normal və kəsici gərginliklər
Bədən bir təyyarə ilə parçalanır (şəkil 1.6 a) və bu bölmədə nəzərdən keçirilən nöqtədə M kiçik bir sahə seçilir, onun fəzada oriyentasiyası norma ilə müəyyən edilir n. Saytdakı nəticə qüvvəsini ilə işarə edirik. Orta Formuladan istifadə edərək saytda intensivliyi təyin edəcəyik. Bir nöqtədə daxili qüvvələrin intensivliyini hədd kimi təyin edirik
(1.1) Seçilmiş ərazidən bir nöqtədə ötürülən daxili qüvvələrin intensivliyi adlanır bu saytda gərginlik .
Gərginlik ölçüsü .
Vektor müəyyən bir saytda ümumi gərginliyi təyin edir. Onu komponentlərə ayıraq (şək. 1.6 b) ki, , harada və – müvafiq olaraq normal Və tangens normal ilə sahədə stress n.
Nəzərə alınan nöqtənin yaxınlığındakı gərginlikləri təhlil edərkən M(Şəkil 1.6 c) tərəfləri dx, dy, dz olan paralelepiped şəklində sonsuz kiçik element seçin (6 bölmə aparılır). Onun üzlərinə təsir edən ümumi gərginliklər normal və iki tangensial gərginliyə parçalanır. Üzlərə təsir edən gərginliklər toplusu adlanan matris (cədvəl) şəklində təqdim olunur stress tensoru
Birinci indeks, məsələn, gərginlikdir , x oxuna normal paralel olan bir sahədə təsir etdiyini, ikincisi isə gərginlik vektorunun y oxuna paralel olduğunu göstərir. Normal gərginlik üçün hər iki indeks üst-üstə düşür, ona görə də bir indeks istifadə olunur.
Çubuğun en kəsiyində qüvvə amilləri və onların gərginlik vasitəsilə ifadəsi.
Yüklənmiş çubuğun en kəsiyini nəzərdən keçirək (şəkil 1.7a). Bölmə üzərində paylanmış daxili qüvvələri əsas vektora endirək R, bölmənin ağırlıq mərkəzində tətbiq edilir və əsas an M. Sonra onları altı komponentə parçalayırıq: üç qüvvə N, Qy, Qz və Mx, My, Mz adlanan üç moment. en kəsiyində daxili qüvvələr.
düyü. 1.7 Çubuğun en kəsiyində daxili qüvvələr və gərginliklər.
Əsas vektorun komponentləri və bölmə üzərində paylanmış daxili qüvvələrin əsas momenti bölmədə daxili qüvvələr adlanır ( N- uzununa qüvvə ; Qy,Qz- kəsici qüvvələr , Mz, Mənim- əyilmə anları , Mx- fırlanma momenti) .
Daxili qüvvələri en kəsiyində təsir edən gərginliklərlə ifadə edək, hər bir nöqtədə məlum olduqlarını fərz etsək(Şəkil 1.7, c)
Daxili səylərin gərginliklə ifadə edilməsi I.
(1.3)
1.5 Bölmə üsulu
Xarici qüvvələr bədənə təsir etdikdə o, deformasiyaya uğrayır. Nəticədə, bədənin hissəciklərinin nisbi düzülüşü dəyişir; Nəticədə hissəciklər arasında əlavə qarşılıqlı təsir qüvvələri yaranır. Deformasiyaya uğramış cisimdə bu qarşılıqlı qüvvələrdir daxili səylər. Müəyyən etməyi bacarmaq lazımdır daxili səylərin mənası və istiqaməti bədənə təsir edən xarici qüvvələr vasitəsilə. Bu məqsədlə istifadə olunur bölmə üsulu.
düyü. 1.8 Kəsik üsulu ilə daxili qüvvələrin təyini.
Çubuğun qalan hissəsi üçün tarazlıq tənlikləri.
Tarazlıq tənliklərindən a-a kəsiyində daxili qüvvələri təyin edirik.
1.6 Hərəkətlər və deformasiyalar.
Xarici qüvvələrin təsiri altında bədən deformasiyaya uğrayır, yəni. ölçüsünü və formasını dəyişir (şək. 1.9). Bəzi ixtiyari nöqtə M yeni M 1 mövqeyinə keçir. Ümumi yerdəyişmə MM 1 olacaq
koordinat oxlarına paralel u, v, w komponentlərinə parçalanır.
Şəkil 1.9 Nöqtə və onun komponentlərinin tam hərəkəti.
Lakin müəyyən bir nöqtənin hərəkəti hələ bu nöqtədə maddi elementin deformasiya dərəcəsini xarakterizə etmir (şüanın konsol ilə əyilməsinə misal) .
Konsepsiyanı təqdim edək onun yaxınlığında maddi deformasiyanın kəmiyyət ölçüsü kimi bir nöqtədə deformasiyalar . T.M yaxınlığında elementar paralelepiped seçək (şək. 1.10). Qabırğalarının uzunluğunun deformasiyasına görə, onlar uzanma alacaqlar.
Şəkil 1.10 Maddi elementin xətti və bucaq deformasiyaları.
Bir nöqtədə xətti nisbi deformasiyalar belə müəyyən olunacaq():
Xətti deformasiyalara əlavə olaraq, açısal deformasiyalar və ya kəsmə açıları, paralelepipedin ilkin düz bucaqlarında kiçik dəyişiklikləri təmsil edir(məsələn, xy müstəvisində bu olardı). Kəsmə bucaqları çox kiçik və miqyasdadır.
Bir nöqtədə daxil edilmiş nisbi deformasiyaları matrisə azaldır
. (1.6)
Qiymətlər (1.6) bir nöqtənin yaxınlığında materialın deformasiyasını kəmiyyətcə müəyyən edir və deformasiya tensorunu təşkil edir.
Superpozisiya prinsipi.
Daxili qüvvələrin, gərginliklərin, deformasiyaların və yerdəyişmələrin hərəkət edən yükə düz mütənasib olduğu sistem xətti deformasiya olunan adlanır (material xətti elastik kimi fəaliyyət göstərir).
İki əyri səthlə məhdudlaşır, məsafə...
Tərif 1
Sərt cisim mexanikası fizikanın xarici amillərin və qüvvələrin təsiri altında bərk cismin hərəkətini öyrənən geniş bir sahəsidir.
Şəkil 1. Bərk cisim mexanikası. Author24 - tələbə işinin onlayn mübadiləsi
Bu elmi istiqamət fizikanın çox geniş məsələlərini əhatə edir - o, müxtəlif obyektləri, eləcə də maddənin ən kiçik elementar hissəciklərini öyrənir. Bu məhdudlaşdırıcı hallarda, mexanikanın nəticələri sırf nəzəri maraq doğurur, mövzu da bir çox fiziki modellərin və proqramların dizaynıdır.
Bu gün sərt cismin 5 hərəkət növü var:
- irəli hərəkət;
- müstəvi-paralel hərəkət;
- sabit bir ox ətrafında fırlanma hərəkəti;
- sabit bir nöqtə ətrafında fırlanma;
- sərbəst vahid hərəkət.
Maddi maddənin hər hansı mürəkkəb hərəkəti son nəticədə fırlanma və tərcümə hərəkətlərinin birləşməsinə endirilə bilər. Bütün bu mövzu üçün əsas və vacib olan, verilmiş qüvvələrin təsiri altında elementlərin hərəkətini nəzərdən keçirən ətraf mühitdə və dinamikada mümkün dəyişikliklərin riyazi təsvirini ehtiva edən sərt cisim hərəkətinin mexanikasıdır.
Bərk mexanikanın xüsusiyyətləri
İstənilən məkanda sistematik olaraq müxtəlif istiqamətlər götürən bərk cismi çoxlu sayda maddi nöqtələrdən ibarət hesab etmək olar. Bu, sadəcə olaraq, hissəciklərin hərəkəti nəzəriyyələrinin tətbiqini genişləndirməyə kömək edən, lakin real maddənin atom quruluşu nəzəriyyəsi ilə heç bir əlaqəsi olmayan riyazi metoddur. Tədqiq olunan cismin maddi nöqtələri müxtəlif sürətlə müxtəlif istiqamətlərə yönəldiləcəyi üçün toplama prosedurunu tətbiq etmək lazımdır.
Bu halda, bucaq sürəti ilə stasionar vektor ətrafında fırlanan parametr əvvəlcədən məlumdursa, silindrin kinetik enerjisini təyin etmək çətin deyil. Ətalət anı inteqrasiya yolu ilə hesablana bilər və homojen bir cisim üçün boşqab hərəkət etmədikdə bütün qüvvələrin tarazlığı mümkündür, buna görə də mühitin komponentləri vektor sabitliyi şərtini ödəyir. Nəticədə ilkin dizayn mərhələsində əldə edilən əlaqə yerinə yetirilir. Bu prinsiplərin hər ikisi struktur mexanikası nəzəriyyəsinin əsasını təşkil edir və körpülərin və binaların tikintisində zəruridir.
Yuxarıdakıları sabit xətlərin olmadığı və fiziki bədənin istənilən məkanda sərbəst fırlandığı hal üçün ümumiləşdirmək olar. Belə bir prosesdə "əsas oxlar" ilə əlaqəli üç ətalət anı var. $(t → t0)$ həddinə keçidi nəzərdə tutan riyazi analizin mövcud qeydindən istifadə etsək bərk mexanikadakı postulatlar sadələşir, ona görə də bu məsələnin necə həll ediləcəyi barədə daim düşünməyə ehtiyac yoxdur.
Maraqlıdır ki, mürəkkəb fiziki məsələlərin həlli üçün inteqral və diferensial hesablama prinsiplərini ilk dəfə Nyuton tətbiq etmiş, mexanikanın kompleks elm kimi sonrakı inkişafı isə C.Laqranj, L.Eyler, P. kimi görkəmli riyaziyyatçıların əməyi olmuşdur. Laplas və C. Yakobi. Bu tədqiqatçıların hər biri Nyutonun təlimində universal riyazi tədqiqatları üçün ilham mənbəyi tapdılar.
Ətalət anı
Sərt cismin fırlanmasını öyrənərkən fiziklər çox vaxt ətalət momenti anlayışından istifadə edirlər.
Tərif 2
Sistemin (maddi cismin) fırlanma oxuna nisbətən ətalət anı, sistemin nöqtələrinin göstəricilərinin sözügedən vektora olan məsafələrinin kvadratları ilə hasillərinin cəminə bərabər olan fiziki kəmiyyətdir. .
Toplama fiziki bədənin bölündüyü bütün hərəkət edən elementar kütlələr üzərində aparılır. Tədqiq olunan cismin kütlə mərkəzindən keçən oxa nisbətən ətalət momenti əvvəlcə məlumdursa, onda hər hansı digər paralel xəttə nisbətən bütün proses Ştayner teoremi ilə müəyyən edilir.
Ştayner teoremində deyilir: maddənin fırlanma vektoruna nisbətən ətalət anı onun sistemin kütlə mərkəzindən keçən paralel oxa nisbətən dəyişmə momentinə bərabərdir, cismin kütləsini cismin kütləsinə vurmaqla əldə edilir. xətlər arasındakı məsafənin kvadratı.
Mütləq sərt bir cisim sabit bir vektor ətrafında fırlandıqda, hər bir fərdi nöqtə sabit radiuslu bir dairə boyunca müəyyən bir sürətlə hərəkət edir və daxili impuls bu radiusa perpendikulyardır.
Bədənin bərk deformasiyası
Şəkil 2. Bərk cismin deformasiyası. Author24 - tələbə işinin onlayn mübadiləsi
Sərt cisim mexanikasını nəzərdən keçirərkən, çox vaxt mütləq sərt cisim anlayışından istifadə olunur. Ancaq təbiətdə belə maddələr yoxdur, çünki bütün real cisimlər xarici qüvvələrin təsiri altında öz ölçülərini və formasını dəyişir, yəni deformasiyaya uğrayırlar.
Tərif 3
Kənar amillərin təsirini dayandırdıqdan sonra bədən orijinal parametrlərinə qayıdırsa, deformasiya daimi və elastik adlanır.
Qüvvələrin qarşılıqlı təsiri dayandırıldıqdan sonra maddədə qalan deformasiyalara qalıq və ya plastik deyilir.
Mexanikada mütləq real cismin deformasiyaları həmişə plastik olur, çünki əlavə təsir dayandırıldıqdan sonra heç vaxt tamamilə yox olmur. Lakin, qalıq dəyişikliklər kiçikdirsə, o zaman onlara əhəmiyyət verilə bilər və daha elastik deformasiyalar öyrənilə bilər. Bütün növ deformasiyalar (sıxılma və ya gərginlik, əyilmə, burulma) nəticədə eyni vaxtda baş verən çevrilmələrə qədər azaldıla bilər.
Qüvvə düz bir səthə ciddi şəkildə normal hərəkət edərsə, gərginlik normal adlanır, lakin mühitə tangensial olaraq hərəkət edərsə, ona tangensial deyilir.
Maddi cismin məruz qaldığı xarakterik deformasiyanı xarakterizə edən kəmiyyət ölçüsü onun nisbi dəyişməsidir.
Elastik həddən kənarda bərk cisimdə qalıq deformasiyalar görünür və qüvvənin son dayanmasından sonra maddənin ilkin vəziyyətinə qayıtmasını ətraflı təsvir edən qrafik əyridə deyil, ona paralel olaraq təsvir edilir. Həqiqi fiziki cisimlər üçün gərginlik diaqramı birbaşa müxtəlif amillərdən asılıdır. Eyni obyekt qısamüddətli qüvvələrin təsiri altında özünü tamamilə kövrək kimi göstərə bilər, lakin uzunmüddətli təsir altında qalıcı və maye ola bilər.
MEXANİKANIN ƏSAS ANLAYIŞLARI
Deformasiya oluna bilən bərk
Bu fəsildə əvvəllər fizika, nəzəri mexanika və materialların gücü kurslarında öyrədilmiş əsas anlayışlar təqdim olunur.
1.1. Deformasiya olunan bərk cisimlərin mexanikası mövzusu
Deformasiya olunan bərk cismin mexanikası bərk cismə xarici təsirlər nəticəsində yaranan cismin ayrı-ayrı nöqtələri arasındakı məsafələrin dəyişməsini nəzərə alaraq bərk cisimlərin və onların ayrı-ayrı hissəciklərinin tarazlığı və hərəkəti haqqında elmdir. Deformasiya olunan bərk cismin mexanikası Nyutonun kəşf etdiyi hərəkət qanunlarına əsaslanır, çünki həqiqi bərk cisimlərin və onların ayrı-ayrı hissəciklərinin bir-birinə nisbətən hərəkət sürəti işıq sürətindən xeyli azdır. Nəzəri mexanikadan fərqli olaraq burada cismin ayrı-ayrı hissəcikləri arasındakı məsafələrin dəyişməsi nəzərə alınır. Sonuncu vəziyyət nəzəri mexanikanın prinsiplərinə müəyyən məhdudiyyətlər qoyur. Xüsusilə deformasiyaya uğrayan bərk cismin mexanikasında xarici qüvvələrin və momentlərin tətbiqi nöqtələrinin ötürülməsi yolverilməzdir.
Xarici qüvvələrin təsiri altında deformasiyaya uğrayan bərk cisimlərin davranışının təhlili deformasiyaya uğrayan cisimlərin ən vacib xassələrini və onların hazırlandığı materialları əks etdirən riyazi modellər əsasında aparılır. Bu vəziyyətdə materialın xüsusiyyətlərini təsvir etmək üçün materialın modellərini yaratmaq üçün əsas olan eksperimental tədqiqatların nəticələrindən istifadə olunur. Maddi modeldən asılı olaraq deformasiyaya uğrayan bərk cismin mexanikası bölmələrə bölünür: elastiklik nəzəriyyəsi, plastiklik nəzəriyyəsi, sürünmə nəzəriyyəsi və özlü elastiklik nəzəriyyəsi. Öz növbəsində, deformasiya olunan bərk cismin mexanikası mexanikanın daha ümumi hissəsinin - kontinuum mexanikasının bir hissəsidir. Kontinuum mexanikası nəzəri fizikanın bir qolu olmaqla bərk, maye və qaz mühitlərinin, eləcə də plazma və davamlı fiziki sahələrin hərəkət qanunlarını öyrənir.
Deformasiya olunan bərk cisimlərin mexanikasının inkişafı əsasən etibarlı konstruksiyaların və maşınların yaradılması vəzifələri ilə bağlıdır. Quruluşun və maşının etibarlılığı, eləcə də onların bütün elementlərinin etibarlılığı bütün xidmət müddəti ərzində möhkəmlik, sərtlik, sabitlik və dözümlülük ilə təmin edilir. Güc dedikdə, strukturun (maşının) və onun bütün (onun) elementlərinin əvvəllər nəzərdə tutulmayan hissələrə bölünmədən, xarici təsirlər altında öz bütövlüyünü saxlamaq qabiliyyəti başa düşülür. Gücü kifayət deyilsə, struktur və ya onun ayrı-ayrı elementləri bütövlükdə hissələrə bölünərək məhv edilir. Quruluşun sərtliyi xarici təsirlər altında strukturun və onun elementlərinin forma və ölçülərinin dəyişmə ölçüsü ilə müəyyən edilir. Quruluşun və onun elementlərinin forma və ölçülərində dəyişikliklər böyük deyilsə və normal fəaliyyətə mane olmursa, belə bir quruluş kifayət qədər sərt hesab olunur. Əks halda, sərtlik qeyri-kafi hesab edilir. Quruluşun dayanıqlığı strukturun və onun elementlərinin iş şəraiti (narahat edən qüvvələr) ilə təmin olunmayan təsadüfi qüvvələrin təsiri altında öz tarazlıq formasını saxlamaq qabiliyyəti ilə xarakterizə olunur. Struktur, narahat edən qüvvələri aradan qaldırdıqdan sonra ilkin tarazlıq formasına qayıdırsa, sabit vəziyyətdədir. Əks təqdirdə, tarazlığın orijinal formasının sabitliyinin itirilməsi baş verir, bu, bir qayda olaraq, strukturun məhv edilməsi ilə müşayiət olunur. Dözümlülük strukturun zamanla dəyişən qüvvələrin təsirlərinə qarşı durma qabiliyyətinə aiddir. Dəyişən qüvvələr strukturun materialının içərisində mikroskopik çatların böyüməsinə səbəb olur ki, bu da struktur elementlərinin və bütövlükdə strukturun məhvinə səbəb ola bilər. Buna görə də məhv olmamaq üçün zamanla dəyişən qüvvələrin miqyasını məhdudlaşdırmaq lazımdır. Bundan əlavə, strukturun və onun elementlərinin təbii titrəyişlərinin ən aşağı tezlikləri xarici qüvvələrin vibrasiya tezlikləri ilə üst-üstə düşməməli (və ya yaxın olmamalıdır). Əks halda, struktur və ya onun ayrı-ayrı elementləri rezonansa girir, bu da strukturun məhvinə və sıradan çıxmasına səbəb ola bilər.
Bərk mexanika sahəsində aparılan tədqiqatların böyük əksəriyyəti etibarlı konstruksiyaların və maşınların yaradılmasına yönəlib. Buraya konstruksiyaların və maşınların layihələndirilməsi məsələləri və materialların emalı üçün texnoloji proseslərin problemləri daxildir. Lakin deformasiya olunan bərk cismin mexanikasının tətbiq dairəsi təkcə texniki elmlərlə məhdudlaşmır. Onun metodlarından geofizika, bərk cisimlər fizikası, geologiya və biologiya kimi təbiət elmlərində geniş istifadə olunur. Beləliklə, geofizikada deformasiyaya uğrayan bərk cismin mexanikasının köməyi ilə seysmik dalğaların yayılma prosesləri və yer qabığının əmələ gəlməsi prosesləri öyrənilir, yer qabığının quruluşunun fundamental məsələləri öyrənilir və s.
1.2. Bərk cisimlərin ümumi xassələri
Bütün bərk cisimlər çox müxtəlif xüsusiyyətlərə malik real materiallardan hazırlanır. Bunlardan yalnız bir neçəsi deformasiya olunan bərk cismin mexanikası üçün mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Buna görə də, material yalnız ən az xərclə sözügedən elm çərçivəsində bərk cisimlərin davranışını öyrənməyə imkan verən xüsusiyyətlərə malikdir.
Deformasiya olunan bərk cisimlərin mexanikası müxtəlif təsirlər altında bərk cisimlərin deformasiyası şəraitində onların tarazlıq və hərəkət qanunlarını öyrənən elmdir. Bərk cismin deformasiyası onun ölçüsünün və formasının dəyişməsi deməkdir. Mühəndis praktik fəaliyyətində konstruksiyaların, konstruksiyaların və maşınların elementləri kimi bərk cisimlərin bu xassəsinə daim rast gəlir. Məsələn, çubuq dartılma qüvvələrinin təsiri altında uzanır, eninə yüklə yüklənmiş şüa əyilir və s.
Yüklərin, eləcə də istilik təsirlərinin təsiri altında, bədənin deformasiyaya qarşı müqavimətini xarakterizə edən bərk cisimlərdə daxili qüvvələr yaranır. Vahid sahəyə düşən daxili qüvvələr deyilir stresslər.
Bərk cisimlərin müxtəlif təsirlər altında gərgin və deformasiyaya uğramış hallarının öyrənilməsi deformasiya olunan bərk cismin mexanikasının əsas vəzifəsidir.
Materialların möhkəmliyi, elastiklik nəzəriyyəsi, plastiklik nəzəriyyəsi, sürünmə nəzəriyyəsi deformasiya olunan bərk cisimlər mexanikasının bölmələridir. Texniki, xüsusən tikinti, universitetlərdə bu bölmələr tətbiqi xarakter daşıyır və mühəndislik strukturlarının və strukturlarının hesablanması üsullarının işlənib hazırlanmasına və əsaslandırılmasına xidmət edir. möhkəmlik, möhkəmlik Və davamlılıq. Bu problemlərin düzgün həlli strukturların, maşınların, mexanizmlərin və s.-nin hesablanması və layihələndirilməsi üçün əsasdır, çünki bütün istismar müddəti ərzində onların etibarlılığını təmin edir.
Altında güc adətən strukturun, strukturun və onun ayrı-ayrı elementlərinin təhlükəsiz işləmə qabiliyyətinə aiddir ki, bu da onların məhv olma ehtimalını istisna edir. Gücün itirilməsi (tükənməsi) Şəkildə göstərilmişdir. 1.1 Gücün təsiri altında şüaların məhv edilməsi nümunəsindən istifadə etməklə R.
Quruluşun iş sxemini və ya onun tarazlıq formasını dəyişdirmədən gücün tükənməsi prosesi adətən çatların görünüşü və inkişafı kimi xarakterik hadisələrin artması ilə müşayiət olunur.
Quruluşun sabitliyi - bu, onun ilkin tarazlıq formasını məhv olana qədər saxlamaq qabiliyyətidir. Məsələn, Şəkildəki çubuq üçün. 1.2, A sıxıcı qüvvənin müəyyən dəyərinə qədər tarazlığın ilkin düzxətli forması sabit olacaqdır. Əgər qüvvə müəyyən bir kritik dəyəri keçərsə, onda çubuğun əyri vəziyyəti sabit olacaqdır (Şəkil 1.2, b). Bu vəziyyətdə, çubuq yalnız sıxılmada deyil, həm də əyilmədə işləyəcək, bu da sabitliyin itirilməsi və ya qəbuledilməz dərəcədə böyük deformasiyaların görünüşü səbəbindən sürətlə məhv olmasına səbəb ola bilər.
Qısa müddətdə baş verə biləcəyi üçün konstruksiyalar və strukturlar üçün bükülmə çox təhlükəlidir.
Struktur sərtlik deformasiyaların inkişafının qarşısını almaq qabiliyyətini xarakterizə edir (uzanmalar, əyilmələr, burulma bucaqları və s.). Tipik olaraq, strukturların və strukturların sərtliyi dizayn standartları ilə tənzimlənir. Məsələn, tikintidə istifadə olunan şüaların maksimum əyilmələri (şəkil 1.3) /= (1/200 + 1/1000)/ daxilində olmalıdır, valların burulma bucaqları adətən mil uzunluğunun 1 metri üçün 2 ° -dən çox olmamalıdır. və s.
Struktur etibarlılıq problemlərinin həlli strukturların istismar səmərəliliyi və ya istismarı, material istehlakı, tikinti və ya istehsalın istehsal qabiliyyəti, qavrayış estetikası və s. baxımından ən optimal variantların axtarışı ilə müşayiət olunur.
Texniki universitetlərdə materialların möhkəmliyi konstruksiyaların və maşınların layihələndirilməsi və hesablanması sahəsində təlim prosesində mahiyyətcə ilk mühəndislik intizamıdır. Materialların möhkəmliyi kursu əsasən ən sadə konstruktiv elementlərin - çubuqların (tirlər, şüalar) hesablanması üsullarını təsvir edir. Eyni zamanda, müxtəlif sadələşdirici fərziyyələr təqdim edilir, onların köməyi ilə sadə hesablama düsturları alınır.
Materialların möhkəmliyi sahəsində nəzəri mexanika və ali riyaziyyatın metodlarından, eləcə də eksperimental məlumatlardan geniş istifadə olunur. Əsas intizam kimi materialların möhkəmliyi əsasən bakalavr tələbələri tərəfindən öyrənilən struktur mexanikası, tikinti konstruksiyaları, struktur sınaqları, maşınların dinamikası və gücü və s. kimi fənlərə əsaslanır.
Elastiklik nəzəriyyəsi, sürünmə nəzəriyyəsi və plastiklik nəzəriyyəsi deformasiya olunan bərk cismin mexanikasının ən ümumi bölmələridir. Bu bölmələrdə təqdim olunan fərziyyələr ümumi xarakter daşıyır və əsasən yükün təsiri altında bədən materialının deformasiyası zamanı davranışına aiddir.
Elastiklik, plastiklik və sürünmə nəzəriyyələrində riyaziyyatın xüsusi sahələrinin cəlb edilməsini tələb edən analitik məsələnin həllinin ən dəqiq və ya kifayət qədər ciddi üsullarından istifadə olunur. Burada əldə edilən nəticələr plitələr və qabıqlar kimi daha mürəkkəb konstruktiv elementlərin hesablanması üsullarını təmin etməyə, deşiklər yaxınlığında gərginliyin konsentrasiyası problemi kimi xüsusi problemlərin həlli üçün metodlar hazırlamağa və həllər üçün istifadə sahələrini təyin etməyə imkan verir. materialların gücü.
Deformasiya olunan bərk cismin mexanikası kifayət qədər sadə və mühəndislik praktikası üçün əlçatan olan strukturların hesablanması üsullarını təmin edə bilmədiyi hallarda, real konstruksiyalarda və ya onların modellərində gərginlikləri və deformasiyaları təyin etmək üçün müxtəlif eksperimental üsullardan istifadə olunur (məsələn, gərginlik ölçmə metodu). , polarizasiya optik metodu, holoqrafiya və s.).
Materialların möhkəmliyinin bir elm kimi formalaşmasını ötən əsrin ortalarına aid etmək olar ki, bu da sənayenin intensiv inkişafı və dəmir yollarının tikintisi ilə bağlı idi.
Mühəndislik təcrübəsindən gələn müraciətlər strukturların, konstruksiyaların və maşınların möhkəmliyi və etibarlılığı sahəsində tədqiqatlara təkan verdi. Bu dövrdə alim və mühəndislər konstruksiya elementlərinin hesablanması üçün kifayət qədər sadə üsullar işləyib hazırladılar və möhkəmlik elminin gələcək inkişafı üçün əsaslar qoydular.
Elastiklik nəzəriyyəsi 19-cu əsrin əvvəllərində tətbiqi xarakter daşımayan riyaziyyat elmi kimi inkişaf etməyə başladı. Deformasiya olunan bərk cisimlərin mexanikasının müstəqil bölmələri kimi plastiklik nəzəriyyəsi və sürünmə nəzəriyyəsi 20-ci əsrdə formalaşmışdır.
Deformasiya olunan bərk cisimlərin mexanikası bütün sahələrində daim inkişaf edən bir elmdir. Cisimlərin gərginlik və deformasiya vəziyyətlərini təyin etmək üçün yeni üsullar hazırlanır. Problemlərin həlli üçün müxtəlif ədədi üsullar geniş şəkildə istifadə edilmişdir ki, bu da elmin və mühəndislik təcrübəsinin demək olar ki, bütün sahələrində kompüterlərin tətbiqi və istifadəsi ilə əlaqələndirilir.
