ANDIJON IQTISODIYOT VA QURILISH INSTITUTI
ARXITEKTURA VA QURILISH FAKULTETI
BINO VA INSHOOTLAR QURILISHI
11-23- GURUX TALABASI
FIZIKA
KOZIMJONOV MUXAMMADJONING
FANIDAN MUSTAQIL ISHI
FIZIKADAN DEFORMATSIYA TURLARI. GUK QONUNI. CHO'ZILISH DEFORMATSIYASI
Deformatsiya va uning turlari.
(lotincha: deformatio — buzilish) (Mehanik kuchlanish):
1) fizikada — tashqi kuch, temperatura, elektr va magnit maydonlari taʼsirida jism shakli va oʻlchamlarining oʻzgarishi. Elastik va plastik xillari bor. Chuqurroq o'rganilganda cho'zilish-siqilish, buralish, egilish va siljish turlariga bo'linadi. Jismga tasir qiluvchi kuchlarning turiga qarab deformatsiya turlarini kuzatish mumkin. Tashki kuch taʼsiri toʻxtagandan keyin deformatsiya yoʻqolsa (jism oʻz holiga qaytsa) elastik deformatsiya, saqlansa (jism oʻz holiga qaytmasa) plastik deformatsiya yuz beradi. Elastiklik va plastiklik nazariyasida qattiq jism deformatsiyasiga oid harakat va kuchlanish oʻrganiladi. Elastik deformatsiyalanuvchi qattiq jism yoʻq, har qanday qattiq jism tashqi kuch taʼsirida plastik deformatsiyalanadi. Plastik deformatsiya temperatura, tashki kuch va deformatsiya tezligiga bogʻliq. Tashki kuch maʼlum vaqt davomida bir xil taʼsir qilib tursa, deformatsiya vaqt oʻtgan sari oʻzgara boradi; bu hodisaga yoyiluvchanlik deyiladi. Temperatura koʻtarilishi bilan yoyiluvchanlik ortadi. Tashki kuch ortib borgandagi deformatsiya aktiv (faol), tashki kuch kamayib borgandagi deformatsiya passiv (sust) deformatsiya deyiladi. Deformatsiyaning choʻzilish, siqilish, egilish, buralish xillari mavjud. Mutlaq deformatsiyaning jism boshlangʻich oʻlchami (shakli)ga nisbati nisbiy deformatsiya deyiladi. Deformatsiyaqonunlari materiallar qarshiligi, puxtaligi, inshootlar mustahkamligi va h.k.ni hisoblashda tatbiq qilinadi.
Siqilish va siqilish deformatsiyalari. Agar bir uchida mahkamlangan bir xil tayoqqa kuch qo'llanilsa F uning o'qi bo'ylab novdadan uzoqda joylashgan bo'lsa, u deformatsiyaga uchraydi bukilishlar. Uzatilish deformatsiyasi kabellar, arqonlar, ko'tarish moslamalaridagi zanjirlar, avtomobillar orasidagi bog'ichlar va boshqalar bilan sodir bo'ladi. Agar qo'zg'almas tayoqqa o'z o'qi bo'ylab novda tomon kuch qo'llanilsa, u ta'sir qiladi siqilish. Siqish deformatsiyasi ustunlar, ustunlar, devorlar, qurilish poydevori va boshqalar tomonidan sodir bo'ladi. Cho'zilgan yoki siqilgan holda, tananing ko'ndalang kesimi o'zgaradi.
Kesish deformatsiyasi. Kesish deformatsiyasini qattiq jism modelida yaqqol ko'rsatish mumkin, bu bir-biriga prujinalar bilan bog'langan parallel plitalar qatoridir (3-rasm). Gorizontal kuch F tananing hajmini o'zgartirmasdan plitalarni bir-biriga nisbatan siljitadi. Haqiqiy qattiq jismlarda siljish deformatsiyasida hajm ham o'zgarmaydi. Ko'prik trusslari qismlarini, tayanchlardagi to'sinlarni va boshqalarni mahkamlaydigan perchinlar va murvatlar kesish deformatsiyalariga duchor bo'ladi.Katta burchaklardagi kesish korpusning buzilishiga olib kelishi mumkin - kesish. Kesish qaychi, keski, keski, arra tishlari va boshqalarni ishlatish jarayonida sodir bo'ladi.
egilish deformatsiyasi. Po'lat yoki yog'och o'lchagichni qo'lingiz yoki boshqa kuch bilan egish oson. Gravitatsiya yoki yuk ta'sirida gorizontal ravishda joylashgan nurlar va novdalar - ular egilish deformatsiyasiga duchor bo'ladi. Bükme deformatsiyasini bir xil bo'lmagan kuchlanish va siqilish deformatsiyasiga kamaytirish mumkin. Haqiqatan ham, konveks tomonda (4-rasm) material kuchlanishga, konkav tomonda esa siqilishga duchor bo'ladi. Bundan tashqari, ko'rib chiqilayotgan qatlam o'rta qatlamga qanchalik yaqin bo'lsa KN, kuchlanish va siqilish qanchalik kichik bo'ladi. Qatlam KN, kuchlanish yoki siqilish ostida bo'lmagan, neytral deb ataladi. Chunki qatlamlar AB Va CD eng katta kuchlanish va siqilish ma'lumotlariga bo'ysunadi, keyin ularda eng katta elastik kuchlar paydo bo'ladi (4-rasmda elastik kuchlar o'qlar bilan ko'rsatilgan). Tashqi qatlamdan neytralga qadar bu kuchlar kamayadi. Ichki qatlam sezilarli deformatsiyalarni boshdan kechirmaydi va tashqi kuchlarga qarshilik ko'rsatmaydi, shuning uchun dizaynda ortiqcha bo'ladi. U odatda chiqariladi, novdalarni quvurlar bilan almashtiradi va barlarni T-nurlari bilan almashtiradi (5-rasm). Tabiatning o'zi evolyutsiya jarayonida inson va hayvonlarning oyoq-qo'llarining quvurli suyaklari bilan ta'minlangan va donlarning poyalarini quvurli qilib, moddiy tejashni "tuzilmalarning" mustahkamligi va aniqligi bilan birlashtirgan.
Burilish deformatsiyasi. Agar uchlaridan biri mahkamlangan tayoqqa (6-rasm) tayoqning kesimi tekisligida yotgan bir juft kuch ta'sir etsa, u holda buriladi. Ular aytganidek, buralish deformatsiyasi mavjud.
Har bir kesma bir-biriga nisbatan novda o'qi atrofida qandaydir burchak bilan aylantiriladi. Bo'limlar orasidagi masofa o'zgarmaydi. Shunday qilib, tajriba shuni ko'rsatadiki, buralishda novda umumiy o'qda joylashgan qattiq doiralar tizimi sifatida ifodalanishi mumkin. Bu doiralar (aniqrog'i, bo'limlar) sobit uchidan masofasiga qarab turli burchaklarda aylanadi. Qatlamlar aylantiriladi, lekin turli burchaklarda. Biroq, bu holda, qo'shni qatlamlar butun novda bo'ylab bir xil tarzda bir-biriga nisbatan aylanadi. Burilish deformatsiyasini bir xil bo'lmagan kesish deb hisoblash mumkin. Kesishning bir jinsliligi sterjen radiusi bo'ylab siljish deformatsiyasining o'zgarishi bilan ifodalanadi. Eksada hech qanday deformatsiya yo'q va u chekkada maksimaldir. Ruxsat etilgan uchidan eng uzoqda joylashgan novda uchida burilish burchagi eng katta. Bu burilish burchagi deb ataladi. Buralish barcha mashinalarning millari, vintlardek, tornavidalar va boshqalar tomonidan sodir bo'ladi.
Asosiy deformatsiyalar qisish (siqilish) va kesish deformatsiyalaridir. Bukilish deformatsiyasida bir jinsli bo'lmagan taranglik va siqilish, buralish deformatsiyasida esa bir jinsli bo'lmagan kesish sodir bo'ladi.
Har kanday qattiq jismga kuch ta’sir qilganda uning geometrik shakli va o’lchamlari birmuncha o’zgaradi. Bu o’zgarish deformatsiya deyiladi. Masalan, vertikal sterjen, tsilindrik prujina o’z o’qi bo’ylab yo’nalgan kuchlar ta’sirida cho’ziladi, ikki tayanchda yotuvchi balka ustidagi yuk ta’sirida egiladi. Deformatsiya sof geometrik faktor bo’lib, jismlarning fizik xossalarini ayrim holda tekshirish ham mumkin. Bunday tekshirishni deformatsiyaning geometrik nazariyasi deyish mumkin. Biroq kuch ta’siridagi jismning deformatsiyasini tekshirganimizda uning geometrik nazariyasi hodisasiii to’la ifodalay olmaydi, chunki deformatsiya miqdori va xarakteri jismga qo’yilgan kuchga bog’liq bo’lishi bilan birga jism materialining fizik xossalariga va uning geometrik tuzilishiga ham bog’likdir. Ko’pchilik qurilish materiallari odatda ularga qo’yilgan yukning ta’siri ostida nihoyatda kichik deformatsiyalanadi. SHuning uchun qattiq jismga oid ko’pchilik masalalarni yechishda ularning deformatsiyalari e’tiborga olinmaydi, va u jism absolyut qattiq deb xisoblaniladi. Jism kanday kuch ta’siriga duch kelmasin va kanday geometrik shaklda bo’lmasin uning deformatsiyasi juda kichik bo’lganidan, xar qanday deformatsiyani ikki asosiy turga keltirish mumkin. Agar ixtiyoriy shakldagi jism fikran cheksiz kichik hajmli, cheksiz ko’p miqdordagi kubchalar yig’indisidan tuzilgan deb qaralsa, bunday jismning deformatsiyasi mazkur cheksiz kichik hajmli kubchalar deformatsiyalari bilan tasvirlanadi. Bu uzunlikning o’zgarishi va tomonlar tuzgan to’g’ri burchaklarning o’tkir yoki o’tmas burchakka aylanishi bilan ifodalaniladi. Bo’y va en o’lchamlarining o’zgarishi chiziqli deformatsiya deb to’g’ri burchaklarining o’zgarishi esa burchak yoki siljish deformatsiyasi deb ataladi. Jismning har qanday deformatsiyasi ana shu ikki asosiy deformatsiyadan iboratdir. CHiziqli deformatsiya natijasida jismning oldingi bo’yi uzaysa, jism cho’ziladi, qisqarsa jism siqiladi. Ularning bir-biridan farq qilishi uchun biriga musbat, ikkinchisiga manfiy ishora qo’yiladi. Ichki kuchlar va ularini aniqlash. Muvozanatlashuvchi tashqi kuchlar ta’siridagi qattiq jism zo’riqish holatida turadi. Bu zo’riqish jismni tashkil qiluvchi zarralar orasidagi ichki ichki kuchlardan iboratdir. Qattiq jismga tashki kuch qo’yilmaganda ham, unda kuchlar mavjuddir. Qattiq jismda ichki kuchlar mavjud bo’lmasa, uning zarralari ma’lum hajmni qoplovchi bir butun shaklni hosil qilmagan bular edi. Jismni hosil qiluvchi zarralar orasidagi o’zaro ta’sir kuchlari boshlang’ich ichki kuchlari deyiladi. Qattiq jismga tashki kuchlar qo’yilganda, zarralarini o’zaro muvozanatda tutib turuvchi ichki kuchlar o’zgaradi, boshqacha qilib aytganda, qo’shimcha ichki kuchlar hosil bo’ladi. Qattik jismlarning qarshilik ko’rsatish kobiliyati, asosan, tashqi kuchlar ta’siridan hosil bo’ladigan ana shu qo’shimcha ichki kuchlarga bog’lik bo’lganidan, ular bizni ko’prok qiziqtiradi. Tashqi kuchlar ta’siridan hosil bo’ladigan deformatsiyalarni molekulalar nazariyasi yetarli darajada takomillashtirdi. Ammo bu nazariyaning natijalarini amaliy masalalarni yechishga tadbiq qilish juda ham murakkab oqibatlarga olib borganidan, materiallar qarshiligida materiallarning mikrotuzilishi nazarga olinmay, makrotuzilishi asosida fikr yurgiziladi. Qattik jism egallagan hajm moddalar bilan zich to’ldirilgan deb faraz kilinadi. Haqiqatdan ham mashinasozlikda ishlatiladigan materiallar asosan shu hususiyatga ega bo’lgani uchun, bu gipoteza asosida chiqarilgan nazariy xulosalar tajribadan olingan ma’lumotlarga juda mos keladi. Jism egallagan hajmni moddalar bilan zich(to’la) deb hisoblovchi gipoteza, materiallar qarshiligi nazariyasini umumiy mexanika nazariyasi asosida tuzishga imkon beradi. Mexanika qonunlaridan foydalanib, qattiq jismlarda hosil bo’ladigan ichki kuchlarni topish usullarini aniklaymiz. Tashqi kuchlar ta’sirida muvozanatda turgan jismni biror sirt tekislik vositasi bilan ikki kesimga fikran ajratamiz. Masalan, mn tekislik jismni A va B qismlarga ajratsin(5.3-shakl). Jism mn tekislik bilan A va B qismlarga ajratilishidan oldin muvozanatda edi. Fikran ikki qismga ajratilgan bu jismning har qaysi qismi muvozanatda bo’lishi uchun, ularning kesishdan hosil bo’lgan yuzalari bo’yicha qismlarning o’zaro ta’sirini almashtiruvchi kuchlarni qo’yishimiz kerak. Masalan, A qismining kesim yuzasi bo’yicha B qismining ta’sirini almashtiruvchi kuchlarni qo’ymasaq u muvozanatda bo’lmaydi. Bu A va B qmslarning kesim yuzalari bo’yicha qo’yilgan kuchlar, mexanikaning uchinchi qonuniga muvofiq teng va qarama-qarshi yo’nalishda bo’lishi kerak. Har bir kesimning kesim yuzasi bo’yicha ta’sir etuvchi kuchlar ichki yoki elastik kuchlar deyiladi. Bu yerda biz, birinchidan, jismda mavjud bo’ladigan ichki kuchlarni topdiq ikkinchidan, ularni tashqi kuchlar qatoriga kiritdik. Ichki kuchlarni bu tarzda topish kesish usuli deyiladi. Bu usul materiallar qarshiligida juda katta ahamiyatga ega bo’lib, uning vositasi bilan ichki kuchlar topiladi va ularni aniqlash yo’li belgilanadi: jismning ajratilgan har qaysi qismi uchun muvozanat tenglamalarini tuzib, kesim yuzasi bo’yicha qo’yilgan ichki kuchlarningsh bosh vektori bilan bosh momentini aniklashimiz mumkin. Lekin ichki kuchlarni kesim yuza bo’yicha qanday qonun bilan tarqalishi hakida, umumiy holda, bir narsa deyishga hech kanday asos yo’q. Kesim yuzasi bo’yicha ichki kuchlarning qanday tarqalishi jismning shakliga va tashqi kuchlarning qo’yilishiga bog’likdir(5.3-shakl). Deformatsiya natijasida jismning kuch qo’yilgan nuqtalari ko’chib tashqi 5.3-шакл. kuchlar “A” ish bajaradi. Bu ishning bir qismi jism zarralariga tezlik berish uchun sarflanadi, ya’ni kinetik energiyaga aylanadi. Ishning qolgan qismi deformatsiyaning potentsial energiyasi tarzida jismda to’planadi. Energiya balansi tenglmasi quydagicha yoziladi: A T U . Agar yuk statik tarzda qo’yilsa T 0 bo’ladi. Demaq A U bo’ladi, ya’ni tashqi kuchlarning bajargan ishi jismda deformatsiyaning potentsial energyasi tarzida to’planadi. Jismdan tashqi kuch olinganda jismda to’planadigan deformatsiyaning potentsial energiyasi jismni oldingi holatiga keltirish uchun sarflanadi. SHuning uchun ham jismning o’zida to’plangan energiyani qaytarish qobilyati uning elastikligi deyiladi. Deformatsiya turlari.
deformatsiya jism o‘lchamlarining o‘zgarishini xarakterlaydi. U absolyut Dl chiziqli va nisbiy e = Dl l bo‘ladi. Bu ikki deformatsiyaning nisbiy deformatsiyasidan foydalanish maqsadga muvofiq, chunki u jism o‘lchamlariga bog‘liq emas. Burchak deformatsiya jism shaklining o‘zgarishi bilan xarakterlanadi va odatda siljish burchak deb ataladi.
Siljish burchak - bu dastlabki to‘g‘ri burchakning g = a + b o‘zgarishidir. To‘la deformatsiya chiziqli va burchak deformatsiyalarning yig‘indisiga teng.
. Deformatsiya turlari
Jismga ta’sir etayotgan kuchlarning qo‘yilish xarakteriga qarab jism kesimi bo‘ylab tarqalish qonuni bilan farq qiluvchi kuchlanishlarga asosan, deformatsiya bir nechta turlarga ajraladi:
1. Cho‘zilishi (siqilish) deformatsiyasi – ko‘ndalang kesimda faqat bitta nolga teng bo‘lmagan ichki kuch – bo‘ylama kuch ta’sir etadi.
2. Siljish deformatsiyasi – ko‘ndalang kesimda faqat ko‘ndalang kuch ta’sir etadi.
3. Buralish deformatsiyasi – ko‘ndalang kesimda faqat burovchi moment ta’sir etadi.
4. Egilish deformatsiyasi – ko‘ndalang kesimda eguvchi moment va ko‘ndalang kuch ta’sir etadi.
5. Murakkab qarshilik – bir nechta oddiy deformatsiyalarning bir vaqtda ta’siri – cho‘zilish-siqilish, buralish, egilish.
.Kuchlanishlar to‘g‘risida tushunchalar
Jism kesimining birlik yuzalariga ta’sir etuvchi ichki kuch intensivligi kuchlanish deb ataladi. Jism kesimining biror nuqtasi atrofida elementar yuzacha DA ajratamiz. Bu yuzachaga ta’si retuvchi ichki kuchlarning teng ta’sir etuvchisini DR bilan belgilaymiz. Bu ichki kuchning elementar yuzachaga nisbati o‘rtacha kuchlanish deyiladi va o r p ' bilan belgilanadi, uning qiymati quyidagi formuladan topiladi:
Ajratilgan elementar yuzacha (DA) kichiklashtirilib borilsa, kesim nuqtasidagi ichki kuch intensivligi shuncha haqiqatga yaqinroq bo‘ladi. Agar elementar yuzacha ( DA ) nolga intilsa, shu nuqtadagi kuchlanish haqiqiy kuchlanish deb ataladi va quyidagicha ifodalanadi
ism kesimidagi kuchlanishlar.
Tekshirilayotgan kesimning qaralayotgan nuqtasidagi kuchlanish vektor miqdordir, bu vektorning yo‘nalishi DA ® 0 dagi DR ning chekli yo‘nalishiga to‘g‘ri keladi. Kuchlanish o‘lchov birligi N/m2 . Jism kesimining biror nuqtasiga ta’sir qilayotgan kuchlanish ρ ni kesim yuzaga tik va parallel yo‘nalgan ikkita tashkil etuvchiga ajratamiz Bu tashkil etuvchilarning birinchisi normal kuchlanish va ikkinchisi urinma kuchlanish deyiladi. Normal kuchlanish σ, urinma kuchlanish τ harflari bilan belgilanadi. Bu uchala kuchlanishlar orasida quyidagi munosabat mavjud.
Kuchlanish p vektorni koordinata o‘qlariga parallel bo‘lgan uchta tashkil etuvchiga ajratish qulaylik tug‘diradi.
Chizmada urinma kuchlanishlar ikkita indeks bilan ko‘rsatilgan, ulardagi birinchi indeksi kuchlanish qaysi yuzada yotishini, ikkinchi indeksi esa kuchlanish qaysi o‘qqa parallel yo‘nalganligini ko‘rsatadi.
|
