Ka fani bilan ham bog‘ liq boMgan fandir. B u fan k o ‘ pgina masalalarni hal etishda nazariy m exanikaning qonun va teorem alariga asoslanadi

ka fani bilan ham bog‘ liq boMgan fandir. B u fan k o ‘ pgina masalalarni hal etishda nazariy m exanikaning qonun va teorem alariga asoslanadi. T a b iiyki, m ustahkam lik m asalalarini yechishda m ateriallar qarshiligining o ‘ ziga xos uslubiyat va tushunchalari bor. Deformatsiya va kuchlanish ana shu tushunchalam ing eng asosiylaridandir. N azariy m exanika qattiq jis m la rn i deform atsiya la n m a yd ig a n m u tla q q a ttiq deb q a ra yd i. A s lid a ta jrib a la rn in g k o ‘ rsatishicha, qattiq jis m la r tashqi kuchlar ta’ sirida deformatsiyalanadi, ya’ni o ‘z shaklini o‘ zgartiradi. M ateriallar qarshiligida qattiq jism n in g ana shu xossasi hisobga olinadi. M ateriallar qarshiligida hisobni soddalashtirish maqsadida ayrim gipoteza va cheklanishlar qabul qilinadi. Chunonchi, jis m m ateriali har b ir nuqtada uzluksiz va bir jinsli, har qaysi yo‘ nalishda izotrop, ya’ ni har b ir y o ‘nalishda b ir x il xossaga ega deb qaraladi. M aterial qanchalik b ir jin s li va izotrop boMsa, hisob natijalari shunchalik aniq bo‘ ladi. Masalan, po‘ lat deyarli b ir jin s li va izotrop material. Beton esa tu rli jinslardan (qum , shag‘al, sement, suv) tashkil topgan material. B uning ustiga u anizotrop, ya’ ni tu rli y o ‘nalishda turlicha xossaga ega. A n iq ro q q ilib aytsak, beton s iq ilis h y o ‘ n a lis h i b o 'y ic h a cho‘ zilishga nisbatan taxminan 10 baravar ko ‘p yuk qabul qila oladi. PoMat esa siqilishga ham, cho‘zilishga ham birday ishlaydi. M ateriallar qarshiligida ilm iy tadqiqotlar nazariy va tajribaviy yo ‘ na!ishlarda olib boriladi. Yuzaga kelgan ilm iy-nazariy taxm inlar va xulosalar tajriba yo ‘ li bilan sinab ko‘riladi. Ulam ing to ‘g‘ rilig i tajribada tasdiqlansa, hayotga yoMlanma oladi. M ateriallam ing fizik-m exanik xossalari esa faqat tajriba y o ‘ li bilan aniqlanadi. Nazariy yo‘ l bilan yechish qiyin bo‘lgan murakkab jum boqlam i hal etishda ham tajriba yo‘nalishiga murojaat etiladi. Yuqorida m ateriallar qarshiligi fani inshoot va mashina qism larining mustahkamligi haqidagi fan ekanligini bayon etgan edik. M azkur fan bundan tashqari mashina va inshoot qism larining bikrligi va ustuvorligi masalalari bilan ham shug‘ullanadi. Endi bu tushunchalaming har qaysisiga ta’r if beramiz. Elem entning mustahkamligi (УбгИТйои) deganda, uning yuk k o ‘ tarish q obiliyati tushuniladi. Y etarli m ustahkam likka ega boMgan element o ‘ziga qo‘yilgan yukni butun foydalanish jarayonida beshikast ko ‘tarib tura oladi. Bikrlik (asinoem dii) deform atsiyaga m o y illik tushunchasining teskaris id ir (ustoz O ‘ rozboev М . T. ta ’rifi). Boshqacha aytganda, b ik rlik - jis m - ning deformatsiyaga qarshilik ko ‘ rsatish xususiyatidir. B ik rlig i katta boMgan elem ent kam , b ik rlig i k ic h ik boMgan elem ent k o ‘ p deform atsiyalanadi. T exnikaning talabi shundayki, konstruksiya elem entlari keragidan ortiqcha deform atsiya olm asligi kerak. M asalan, siz o ‘tirgan o ‘ quv xonasining poli lo p illa b tebranib tursa o ‘z in g iz n i qanday his qilasiz? P o ln in g b ik rlig i m e’yorida bo‘ lsa, u lopillam aydi; siz xotirjam o ‘ tirib darsingizni tinglayverasiz. Ustuvorlik (onole-^eainou) deganda, b o ‘ ylam a kuchlar ta ’ sirida element o ‘ zining dastlabki muvozanat shaklini saqlab tura olish-olm asligi tushuniladi. S iqiluvchan elementga ta ’sir etayotgan b o ‘ylam a kuch, ya’ ni elementning o ‘ qi bo‘ ylab ta ’sir etayotgan kuch orta borib, m a’ lum b ir qiym atga erishganda element birdaniga egiladi, dastlabki to ‘g ‘ri ch iziq li m uvozanati buziladi. B u hoi fanda ustuvorlikning buzilishi deb ataladi. Shunday q ilib , fanning to ‘ liq ta ’ rifin i quyidagicha bayon etsak b o ‘ ladi: materiallar qarshiligi inshoot va mashina qismlarini mustahkamlikka, bikrlikka va ustuvorlikka hisoblash usullarini o'rgatadigan fanilir. M ateriallar qarshiligi fani rivojlanish ja rayonining dastlabki bosqichlarida mustaqil fan boMmay, um um iy m exanikaning ta rkib iy qism laridan b in boMgan. B inobarin, um um iy mexanikaning ib tid o iy davrlardan boshlab hozirgi davrgacha boMgan ta rixi m ateriallar qarshiligiga ham bevosita aloqadordir. 10-12 m ing y il davom etgan neolit (yangi tosh asri) davrining oxiriga kelib N il, T ig r va Y efrat daryolari sohillarida dastlabki shaharlar paydo bo‘ la boshlaydi. Eramizdan a w a lg i V —III asrlarda dastlabki mashina-suv tegirm oni ix tiro qilinadi. Eramizdan a w a lg i V I asr boshlariga kelib, qadim gi ajdodlarim iz hozirgi zamon atamasi bilan aytganda gidravlika, qurilish mexanikasi, statika, dinam ika va koinot m exanikasiga oid boshlang‘ ich elementar bilim lardan xabardor boMganlar. Masalan, kanallar o ‘tkazish, ekinlarni sug'orish, suvni tepaliklarga olib chiqish kabi ishlam i bajarganlar. H ozirgi Pokiston hududida joylashgan M ohenjo-D aro shahrida eramizdan a w a lg i III asrda suv quvurlari (vodoprovod) va yom g‘ir suvlarini chetga chiqaradigan kanalizatsiya tarmogM boMgan. V odoprovod tarm og‘ i bundan 2500 y il muqaddam Respublikam iz hududida joylashgan A frosiyob (qadim gi Samarqand) ahlini z ilo l suv bilan ta ‘m inlab turgan. Q adim gi 0 ‘ rta Osiyoda suv ko'tarish uchun shoduv-chig‘ irdan (quduqdan suv chiqaradigan qurilm a) foydalanilgan. O 'sha vaqtlarda q al’ alar, m asjidlar va maqbaralar, turar jo y binolarining bunyod e tilis h i q u rilis h m exanikasiga o id b ilim la rn i chuqur b ilis h n i, qoMlanilayotgan konstruksiya va materialga tanqidiy munosabat bildirish, ular ichidan eng m aqbullarini tanlay bilishni taqozo etardi. K o ‘p asrlik tajriba asosida tosh, xom gMsht va pishiq g‘ isht m ustahkam liklari orasidagi tafovut to ‘ la o 'rganildi. Baland binolam ing maqbul shakllari topildi. M exanikaning nazariy asoslari dastlab qadim gi Y unoniston va M isrda paydo boMgan. M exanikaga d o ir ilk yozm a asar Y unonistonning mashhur faylasufi, eramizdan 384-322 y illa r muqaddam yashab ijo d etgan buyuk o lim A ristotel (A rastu) ning qalamiga mansub. «M exanika» so‘zini ilm iy atama sifatida fanga b irin ch i bor o lib kirgan o lim ham ana shu buyuk insondir. M exanikaning xilm a -xil masala va m uam m olarini hal etishda qadimgi zam on o lim la ri A rxim e d , Geron, Platon, A p o llo n iy , G ipparx, Ptolemey, N ikom ed, A rx it va boshqalarning xizm atlari benihoya kattadir. Sharq m am lakatlarida m exanika fani IX - X I I asrlarda taraqqiy eta boshladi. B u davrga kelib Sharqning mashhur o lim la ri aka-uka Banu Musolar, S obit ibn Qurra, Ahm ad Farg‘oniy, A bu Rayhon Beruniy, A bu A bdulla al X orazm iy, A b u A li ibn Sino, U m ar Hayyom , al-H aziniy, al-Forobiy, Ism oil al-Jazariy, M uham m ad al-X urosoniy singari ulkan siym olar ta b iiy fanlar, xususan, m exanika sohasida barakali ijo d etdilar. D astlabki kezlarda ular ilm -fan, davr va ijtim o iy hayot taqozosi b ilan A ristotel, Geron, A rxim ed, Filopon va boshqalarning asarlarini tarjim a q ilish va ulam i sharhlash bilan shug‘ullanganlar. Sharhlar ko ‘ pincha m ustaqil asarlar darajasiga k o ‘ tarilgan. V atandoshim iz A b u A li ibn Sino antik o lim F iloponning mexanika sohasidagi g‘ oyalarini davom ettirib, h arakatdagi jis m g a ta ’sir ettirilgan kuch yo'qolm aydi: agarda jis m h arakati qarsh ilikka u ch ram asa, и abadiy davom etadi, degan g ‘oyani ilgari suradi. Ibn Sino o 'zin in g «Donishnoma» asarida yuklarni ko ‘taradigan va qo‘ zg‘ atadigan uskunalar haqida fik r yu ritadi. A l-X o ra zm iy «Fanlar ka liti» no m li kito b id a m exanika b ilim la rig a alohida bob ajratdi. V II—V III asrlardan boshlab islom d in i keng yoyilgan m am lakatlarda masjid, madrasa, maqbara singari mahobatli binolar qurilishi avj oladi. Sharq mam lakatlari, jum ladan, 0 ‘ rta Osiyoda bunyod etilgan qadim iy m e’m o rch ilik yodgorliklarida gumbaz, m inora, aylanma zina, peshtoq, ravoq, muqamas kabi m urakkab qurilm alar qo‘ llanilgan. T a b iiy k i, bunday binolarni qurish uchun muhandis, me’ m or va ustalardan katta b ilim va mahorat talab e tilgan. Q adim iy binolam ing shakl va oMcham lari asrlar m obaynida takom illashib bordi. Buxoroda m inorayi K alon nom i bilan ataluvchi dunyoga dongM ketgan ulkan m inora bor. M in o ra asosining diam etri 9 m, balandligi 50 m, kursisi (so ko li) qirrador boMib, m inoraning diam etri yuqoriga qarab ingichkalashib boradi. M in o ra 1127-yilda m uhandis va m e’m or Baqo tom onidan bunyod etilgan. M inora shaklining m ateriallar qarshiligi nuqtayi-nazaridan maqbul tom oni shundan iboratki, uning ham vertikal, ham gorizontal kuchlar (z ilz ila va shamol) ta ’siriga bardoshliligi yuqori darajadadir. Bundan tashqari uning shakli siqilishga teng q a rsh ilik ko'rsatuvchi jis m shakliga yaqin keladi. Xulosa q ilib aytganda, qadim iy m e’m o rch ilik obidalarini asrlar osha bizning davrim izgacha yetib kelishi bobokalon m e’m orlar va usta binokorlarning am aliy qurilish mexanikasidan chuqur habardor ekanliklaridan dalolat beradi. Sharq olim larining dunyo fani oldidagi buyuk xizm atlari yana shundan iboratki, ular qadimgi yunon olim larining ilm iy merosini saqlash va uni ijodiy o ‘ rganish bilan b ir qatorda uni o ‘z asarlari bilan yanada boyitganlar. A na shu boy meros keyinchalik tu rli yoMlar bilan G ‘arbiy Yevropaga k irib bordi. M exanikaning endigi riv o ji U yg‘ onish davrida Yevropaga k o ‘chdi. Bu davr mexanikasi buyuk o lim la r Leonardo da V in ch i, Stevin, Kopem ik, Kepler, G aliley va N ’yutonlam ing olamshumul asarlari va ixtiro la ri bilan boyidi, m ateriallar qarshiligi va qurilish mexanikasiga d o ir birinchi kitob o ‘sha davrda yaratildi. K itobning nomi «Jkki yangi fan haqida suhbatlar va matematik isbotlar» deb atalib, m uallifi florensiyalik olim G alileo G aliley edi (1 564— 1642). 1678-yilda y irik ingliz o lim i Robert G uk (1635-1703) o ‘ zining mashhur qonunini kashf etdi, ya’ni cho‘ zilish qanaqa bo‘ lsa, kuch ham shunaqa bo'ladi, deb ta’ rifla yd i m uallif. H ozirgi iboralar bilan aytganda, defonnatsiya kuchga to ‘g‘ ri proporsionaldir. H ozirgi zamon m ateriallar qarshiligining deya rli barcha nazariya va usullari ana shu oddiy qonunga asoslanadi. X V III asrda sanoatning keng rivojlanishi ilm -fan oldiga yangi-yangi vazifalar qo‘ydi. X IX asrda ternir yoMIarning paydo bo‘ lishi, k o 'p rik la r va y irik sanoat binolarining qad ko‘ tarishi m ateriallar qarshiligining yanada rivojlanishiga turtki boMdi. Bu va bundan keyingi davrlarda m ateriallar qarshiligining rivojlanishiga chet e llik olim lardan Dalamber, Lagranj, K ulon, Lame, Sen-Venan, Eyler, M aksvell, M or, M yuller-B reslau va boshkalar, rus olim - laridan D. I. Juravskiy, F. S. Yasinskiy, N. A . Belelyubskiy, V . G. Shuxov, V . L. K irp ic h e v , L. R. P roskuryakov, A . N . K rilo v , I. G. B ubnov, B. G. G alyorkin, keyinchalik I. M . Rabinovich, V . Z. Vlasov, K. S. Zavriev, A . F. Smirnov, N . I. Bezuxov, V . V. B olotin, A . V . Darkov va boshqalar katta hissa qo‘shdilar. M ateriallar qarshiligi og‘ ir yu kin i ko‘tarishda o‘ zbek o lim la ri ham chetda tunnadilar: ular dunyo o lim la ri bilan yonma-yon turib fanning og‘ir mashaqqatlarini yengishda ham kor boMdilar. N azariy m exanika va m ateriallar qarshiligi kurslaridan o ‘zbek tilid a b irin ch i darslik yaratgan olim akademik М . T. O ‘ rozboev o ‘zbek m exaniklarin in g otasi hisoblanadi. U stozning safdoshi akadem ik X. A . R axm atullin um rining oxirigacha M oskva D avlat U niversitetida talabalarga saboq berdi. O ‘ zbekistonda kibernetikaning taraqqiyoti akadem ik V .K . Q obulovning nomi bilan chambarchas bog‘ liq d ir. Z ilz ila la r tez-tez sodir b o ‘ lib turadigan bizning respublikam izda zilzilabardosh konstruksiyalar ustida o lib borilayotgan ishlam ing aham iyati naqadar katta ekanligi sir einas. Bu sohaning o ‘tk ir b ilim d o n i akadem ik T. R. Rashidovning yer osti inshootlari seysmik musta h k a m lig i nazariyasiga qo'shgan hissasi behaddir. 0 ‘ zbekiston Fanlar akadem iyasining akademigi T. Sh. S hirinqulovning zamin va poydevorlar sohasida o lib borgan ilm iy tadqiqotlari sobiq ittifo q m iqyosida tan olingan va ularga yuksak baho berilgan edi. M exanika fanining rivojlanishida respublikam iz o lim la rin in g qo'shgan hissalari haqida 1-ilovada qisqacha m a’ lum ot berilgan. M exanika fa n in ing riv o ji boshqa texnik fanlarning taraqqiyotiga asos b o ‘ ld i va xalq x o ‘ja lig id a g i masalalarni yechishga sharoit yaratdi. H o z irg i davrda y ir ik o ‘ lcham larga ega boMgan m urakkab q u rilis h konstruksiyalarining yangi-yangi tu rla ri ko ‘payib borm okda. B ular orasida ye n g il va zn li fa z o v iy ko n stru ksiya la r s a lm o q li o ‘ rin tu ta d i. M urakkab konstruksiyalarning hisobi ham m urakkab boMadi. Oddiy konstruksiyalar hisobini qoMda bajarish m um kin boMsa, murakkab konstruksiyalarning hisobini elektron hisoblash mashinalarisiz (E H M ) tasaw ur etib boMmaydi. Shu boisdan, endilikda materiallar qarshiligida kompyuterlardan foydalanish im konini beradigan analitik usullaming ro li ortib bormoqda. Hisoblash texnikasidan keng foydalanish im konini beradigan usullardan biri matritsa usulidir. M atritsa hisobining tili sonli hisoblash mashinalariga juda qoM keladi. M atritsa usulining afzalliklaridan b iri shundan iboratki, bunda b ir x il matritsa amalidan foydalanib, tu rli x il tizim la m i hisoblasa boMadi. Istiq b o lli usullardan yana b iri chekli elem entlar u s u lid ir (C hE U ). B u usulga k o ‘ ra y a x lit jis m alohida chekli elem entlarga boMib ch iq ila d i; bu elem entlam ing o‘zaro bogManishi alohida nuqtalardagi zo‘riqishlarning o ‘zaro ta ’siri orqali burchaklarga, fazoviy masalalarda esa - parallelepiped yoki tetraedrlarga taqsim lab chiqiladi. 1.3. Inshootlar va ularning hisoblash sxemalari. Tayanchlar M u h a n d islik inshootlari odatda, sterjen, balka, plastina, qobiq va hajm iy jism la r singari tu rli konstruktiv elem entlam i tegishli ravishda o‘ zaro b irik - tirish yoMi bilan hosil qilinadi. Demak, y a x lit inshoot alohida elementlardan tashkil topgan murakkab sistema hiloblanadi. Inshootlarni hisoblaganda, ayrim elem entlam ing oMcham va shakllarini, ular orasidagi bogManishni aniq hisobga olish nazariy jihatdan yo im koni y o ‘ q, yo o ‘ta murakkab ishdir. Shuning uchun m ateriallar qarshiligida boshqa fanlardagi singari ilm iy abstraksiya usulidan foydalanib, m avjud inshoot hisoblash tarhi (sxemasi) bilan alm ashtiriladi. h I Hisoblash sxemasi - inshootning soddalashtirilgan tasviri b o ‘ lib , unda yuk ta’ siridagi inshootning asosiy ko ‘ rsatkichlari mujassamlashgan bo‘ ladi. Hisoblash sxem alarida sterjenlar - o ‘ qlar bilan, plastinalar - o ‘ rta sirtlar bilan, k o ‘ndaIang kesim lar - yuza va inersiya m om entlarining son qiym atla ri b ila n , real tayanchlar ideal tayanchlar b ila n a lm a sh tira la d i; y u k la r o ‘qlarga q o ‘yilgan deb faraz etiladi va h.k. Inshootlar hisobi ana shunday hisoblash sxem alari orqali amalga oshiriladi. 1.1-rasmda b ir o ra liq li k o ‘ p rik (a) hamda balka deb ataluvchi uning hisoblash sxemasi (b) tasvirlangan. 1.1-rasm, d-da uch o ra liq li k o ‘p rik hamda rama deb ataluvchi uning hisoblash sxemasi (e) berilgan. Y o ‘ l qoplam asining vazni hamda ko ‘ p rikn in g xususiy og‘ irlig i balkaga tekis yo yiq kuch sifatida ta ’sir etadi. B alkada tashqi kuchlar va harorat ta’ sirida bo‘ylam a kuchlar hosil b o ‘ lm asligi uchun uning tayanchlaridan b iri q o ^g 'a lu v c h a n ; ikkinchisi qo‘ zg‘ almas q ilib ishlanadi. Inshootning hisoblash sxemasini tanlash m urakkab, ayni paytda, m uhim masalalardan b irid ir. H isobning sifati, ya ’ ni uning a n iq lig i k o ‘ p jihatdan, hisoblash sxem asining qanday tanlanishiga b o g ‘ liq. A gar hisob noto‘g ‘ ri tanlangan hisoblash sxemasi b o ‘yicha bajarilgan bo‘ lsa, u o ‘ta aniq usullar bilan hisoblangan taqdirda ham to ‘g ‘ ri natija berm aydi. M a ’ lum ki, sterjen va plastinalar inshootning asosiy elem entlari hisoblanadi. K o ‘ndalang kesim o ‘ lcham lari uzunlikka nisbatan ancha k ic h ik bo‘ lgan element sterjen deb ataladi. P riz m a tik y o n i s ilin d rik jis m n in g b ir oM cham i ( q a lin lig i) qolgan o ‘ lcham Iaridan ancha k ic h ik bo‘ lsa, u la m i yupqa p lita yoni plastina deb ataladi. A g a rd a bu jis m egri s irtla r b ila n chegaralangan b o ‘ lsa, u n i q o b iq (о б о л о ч к а ) deb ataladi. Bulardan tashqari hisoblash sxem alari ichida hajm iy jis m la r deb ataluvchi katta massaga ega boMgan m assiv e le m e n tla r ham uchraydi. B unday elem entlam ing oMcham lari b ir-b irid a n katta farq qilm aydi. Bunga poydevor b lo kla ri, tirg a k devorlar m isol b o ‘ la oladi (1.2-rasm).