|
Қаттиқ жисм механикаси
4.1 Кириш
Материаллар қаршилиги фани статиканинг (механиканинг жисмлар мувозанати ҳақидаги бўлими) равнақидан сўнг ривожланди. Статикада структурал (конструктив) элементларда харакатланаётган ташқи қувватлар ва қувват тизими мувозанати ўрганиб келинди. Амалий оғирлик шароитида бу структурал элементларнинг хажм ўзгаришлари ва нуқсонликлари текширилмади.
Материаллар қаршилигини ўрганиш қаттиқ эластик жисмларда сарфланган кучлар ва жисмларнинг ўзгаришига сабаб бўладиган ички кучланиш ўртасидаги муносабат билан боғлиқ. Умуман айтганда, материаллар қаршилигини ўрганиш фани сарфланган кучлар таъсирида қаттиқ жисмларнинг хусусиятларини янада кенг тушунтиришни мақсад қилади. Бу бўлим материаллар қаршилиги билан боғлиқ бўлган қисқача бошланғич маълумотлардан иборат ва асосан нисбатан оддий структуралар ва механизмларни ўрганиш билан чекланади.
4.2 Кучланишни таҳлил қилиш
4.2.1 Бир ҳил нормал кучланиш ва босим
4.2.1.1 Бир ҳил нормал кучланиш
4.1 жадвалда кўрсатилгандек бўйлама тўсиннинг оғирлигини тасаввур қилинг. Агар чексиз даражада кичкина худудда кенгаювчан оғирлик dp бўлса ва 4.1 жадвалда кўрсатилгандек тўсиннинг кўндаланг кесими устида бир хил деб хисобланса, ҳар қандай чексиз даражадаги кичкина худудда нормал кучланиш  (4.1) орқали ёки бутун бирлик  (4.2) сифатида аниқланади.
4.2 тенгламада берилган кучланиш бир ҳил нормал кучланиш дейилади. Бутун кесишадиган худудга нормал кучланиш бир хил бўлиш учун қуйидаги талабларга жавоб бериш керак:
1. Кўндаланг кесма бир хил бўлиши лозим.
2. Кўндаланг кесма доимий кўндаланг худуддга эга бўлиши лозим.
4.1 жадвал. Ўқсимон оғирлик тўсини.
3. Тўсин материали бир турда бўлиши лозим; яъни тўсиннинг ҳар бир нуқтаси бир ҳил материал хусусиятларига эга бўлиши лозим.
4. Тадбиқ этиладиган оғирлик тўсин бўйламасининг марказий ўқи билан бир хил жойлашиши лозим.
4.2.1.2. Бир хил нормал кучланиш
4.1 жадвалда ўқсимон оғирлик конструктив элементлар ва механик компонентларни яратиш муамоларида тез-тез содир бўлади. Бу турдаги оғирликни лабораторияда кучайтириш учун 4.1 жадвалда кўрсатилгандек стандарт синов намунаси қўлланади. Кенгайиш ёки сиқилишда тадбиқ этиладиган лаборатория синовлари умуман кенгайиш-сиқилишни синаш дастгоҳларидан фойдаланиб деформациянинг доимий қуйи суст даражасида амалга оширилади. Кенгайиш тести одатда пўлат, алюмин, пластик ва ҳоказо эгилувчан материаллардан фойдаланиб амалга оширилади. Бироқ сиқилиш жараёни синови кўпинча цемент, темир, шиша ва ҳоказо мўрт материаллардан фойдаланиб амалга оширилади.
Пўлат билан амалга ошириладиган тест намунаси кенгайиш-сиқилишни синаш дастгоҳи орқали амалга оширилади деб хисоблаймиз. Кенгайтирувчи кучлар деформациянинг доимий қуйи даражасида намуналарнинг охирида секинлик билан тадбиқ этилса, 4.3 жадвалда кўрсатилган эгри кучланишга эришилади.
4.4 жадвалда кўрсатилган Р оғирликка тушган ингичка бир ўлчамли L узунлик чизиғини тасаввур қиламиз. Кенгайиш ёки чўзилиш миқдори кучланиш дейилади. Ҳар узунлик бирликларнинг чўзилиши солиштирма деформация деб аталади ва ўлчамга эга бўлмайди. Агар L узунликдагичизиқ кучланиши бир хил бўлса, у бир хил нормал кучланиш деб аталади.
4.2 жадвал. Тест намуналарининг тўғри бурчакли кесишмаси (а) ва бурчакли кесишмаси
4.3 жадвал. Эгри кучланиш
Stress – кучланиш
True breaking point – хақиқий чидамлилик нуқтаси
Ultimate strength – ўта чидамлилик меъёри
Breaking point – чидамлилик нуқтаси
Yield strength – оқувчанлик меъёри
Elastic limit – эгилувчанлик чегараси
Strain – кучланиш
4.4 жадвал. Ўқсимон ингичка чизиқ
4.3 жадвалда кўрсатилган таърифлар қуйидагича берилган:
1. Пропорционаллик (пропорциялик) чегараси. 4.3 жадвалда кўрсатилгандек, оригинал О нуқтасидан PL нуқтасигача чизиқ бўлаги тўғри кетган. Бошқача қилиб қйтганда, бу икки нуқталар ўртасида кучланиш ёки кучланиш деформациянинг чизиқли функцияси хисобланади. Пропорционаллик чегараси (PL) тўғри чизиқнинг энг юқори кучланиши орқали аниқланади. Бу чизиқли муносабат биринчи марта Роберт Хук томонидан 1678 йилда эътиборга олинди ва Хук қонуни сифатида машхур бўлди.
2. Эластиклик чегараси. Тадбиқ этилган оғирлик бартараф этилганда материал доимий деформацияга учрамасликка қодир бўлса кучланишнинг энг юқори нуқтаси эластиклик чегараси дейилади.
3. Оқувчанлик (суюлиш) нуқтаси. Кучланишда мувофиқ ўсиш билан келадиган кучланишда ўсиш мавжуд бўлган нуқта материалларнинг оқувчанлик нуқтаси сифатида маълумдир. Оқувчанлик нуқтаси эластик хусусиятдан пластик хусусиятга ўтади.
4. Ўта чидамлилик ёки кенгайувчанлик нуқтаси. Узилиш даражаси ўта чидамлилик ёки кенгайувчанлик нуқтаси деб хисобланишдан олдин материал чидамлилиги кучланишнинг ўта кенгайиши деб хисобланади.
5. Эластиклик (эгилувчанлик) коэффициенти. Эгилувчан кенгайишда тўғри чизиқ қисми нишаблиги эластиклик коэффициенти ёки Ёнг коэффициенти деб аталади ва қуйидагича акс этади:
Бунда  тўғри чизиқдаги бирорта кучланиш деб хисобланса,  Ёнг коэффициентига мос келадиган кучланишни ифодалайди. Ёнгнинг Е коэффициенти кучланишда бир хил бирликларга эга ва унинг қиймати турли материаллар учун материаллар қўлланмасида жадвалга солинган. Мисол учун, Е пўлат учун тахминан  га тенг. 4.2 ва 4.3 тенгламалардан фойдаланиб 4.4 тенгламаси қуйидагича ташкил қилинади:
6. Пойиссон пропорциялиги. 4.5 жадвалда кўрсатилган икки ўлчамли барни тасаввур қиламиз. Қачонки чизиқ кенгайувчан оғирлик Рга дуч келганда нафақат мос оғирлик йўналишида чизиқ узунлигида ўсиш бўлади, балки шунингдек оғирликка перпендикуляр равишда кўндаланг ўлчамда пасайиш рўй беради. Кўндаланг йўналишда кучланиш пропорциялиги ўқ йўналишдаги кучланиш пропорциялиги Пойиссон пропорцияси дейилади ва қуйидагича акс этади:
Бунда
Contraction – қисқариш
Elongation – чўзилиш
4.5 жадвал. Кенгайувчан оғирликка дуч келган икки ўлчамли чизиқ
Пойиссоннинг пропорцияси бирор бир турдаги ўхшаш материаллар учун доимий бўлади. Эластик кўламдаги эластик материал Пойиссон пропорцияси қиймати 0.25 ва 0.30 даражалари ўртасида ўзгараб боради. Материалларнинг эластик чекланишдан бошқа холларда бу қиймат кўпинча 0.5 деб хисобланади.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
