1. Materiallar qarshiligi fanining vazifalari va usullari

3. Tashqi va ichki kuchlar.

Kuchlar jismlarning mexanik o'zaro ta'sirining o'lchovidir. Agar struktura atrofdagi jismlardan ajratilgan holda ko'rib chiqilsa, u holda uning strukturaga ta'siri tashqi kuch deb ataladigan kuchlar bilan almashtiriladi.

Tashqi kuchlar hajmiy va sirtqi kuchlarga bo'linadi. Hajm kuchlari jismningning butun hajmiga taqsimlanadi va uning har bir zarrasiga ta`sir ko`rsatadi. Hajm kuchlari og'irlik yoki, masalan, tortishish magnit kuchlarini o'z ichiga oladi. Sirtqi kuchlar sirt maydonlariga qo'llaniladi va ko'rib chiqilayotgan ob'ektning atrofdagi jismlar bilan bevosita aloqasini tavsiflaydi.

Tashqi kuchlarga nafaqat berilgan kuchlar, balki ko'pincha buzilishning asosiy sababi sifatida talqin qilinadigan kuchlar ham kiradi, balki kuchlar tizimini muvozanatga to'ldiruvchi bog'lanish reaktsiyalari kiradi. Shunday qilib, masalan, rasmda ko'rsatilgan ko`tarish krani uchun. 4 rasm, a, berilgan tashqi kuchlarni kuch deb hisoblash mumkin ko'tarilgan yukning og'irligi, shuningdek, xususiy og'irligi. K1 va K2 tayanchlarining reaktsiyalarini aniqlab, rasmda ko'rsatilgan kuchlarning muvozanatlashgan kuchlar sestemasini olamiz. B4, b va odatda u nagruzka deb ataladi.

4- rasm

Tashqi kuchlar, ularning kattaligi va birinchi navbatda ko'rib chiqilayotgan ob'ekt va uni o'rab turgan jismlar orasidagi chegara qayerga o'tishiga bog'liq. Shunday qilib, agar kranning ko'rib chiqilgan misolida yuk ko'tarish uchun arqon va shpal bilan relslar loyihalash sxemasiga kiritilgan bo'lsa, unda tashqi kuchlar tizimi boshqacha bo'ladi (B4-rasm, c). Bundan tashqari, agar birinchi holatda tayanchlarning reaktsiyalari statika muvozanat tenglamalari yordamida aniqlangan bo'lsa, ikkinchi holda ularni aniqlash boshqacha yondashuvni talab qiladi, chunki noma'lum kuchlar soni muvozanat tenglamalari sonidan oshib ketadi. Ushbu turdagi sistema statik no`aniq sestemalar deb ataladi.

Ko'rib turganingizdek, ko'rib chiqilayotgan ob'ektning shartli ravishda aniqlangan chegarasidan tashqarida joylashgan jismlar bilan o'zaro ta'siri tashqi kuchlar toifasiga kiruvchi kuchlar bilan tavsiflanadi.

Ob'ektning belgilangan sohasida ko'rib chiqilayotgan ob'ekt qismlari orasidagi o'zaro ta'sir ichki kuchlar bilan tavsiflanadi. Xo'sh, ko`tarish krani misolida g'ildiraklar va relslar orasidagi kuchlar tashqi kuchlar hisoblanadi. Jismning chegaralari kengaytirilgandan so'ng (4-rasm, v), bu kuchlar ichki kuchlarga aylanadi.

Sterjenga bir qancha kuchlar qo`yilgan bo`lsin, ya`ni F<sub>1,</sub> F<sub>2,.......</sub>F<sub>n</sub> muvozanat shartini qanoatlantiruvchi tashqi kuchlar sestemasi.Ichki kuchlar sterjenning ko`ndalang kesimida hosil bo`ladi bo`ning uchun sterjenning ixtiyoriy nuqtasidan xayolan kesim o`tkazib hosil qilinadi va sterjen ikki qisimga bo`linadi. Materiallar qarshiligida ichki kuchlarni bo`nday aniqlash usuli kesimlar usuli deyiladi.

Sterjenningning qismlari orasidagi aloqalar yo'q qilinganligi sababli, chap va o'ng tomonning kuchlar sistemasigaga, ya'ni ichki kuchlar sestemasiga almashtirish kerak (B5-rasm, b).

-rasm

Shunday qilib, ichki kuchlar qarama-qarshi tomonlarida joylashgan jismning zarralari o'rtasidagi o'zaro ta'sirni aniqlaydi. Turli kesimlarda, tabiiyki, turli xil ichki kuchlar paydo bo'ladi.

Ichki kuchlar ta`siri doimo o'zaro qarama-qarshi ta`sir ko`rsatadi. O'ng tomon chap tomonda xuddi o'ng tomonda bo'lgani kabi ta`sir qiladi va A^’ 'tekisligida paydo bo'ladigan kuchlar tizimi A^’’ tekisligidagi kuchlar tizimiga qarama-qarshi joylashgan (5-rasm, b) Ba'zi ichki kuchlarning taqsimlanishi Umuman olganda, olingan qismning yuzasi bo'ylab murakkab tarzda, lekin barcha holatlarda ular shunday bo'lishi kerakki, sterjenda o'ng va chap qismlari uchun muvozanat shartlari qanoatlantiriladi. Bu shartni simvolik tarzda qo`yidagicha yozish mumkin.

(F_n)_l + (F_A) = 0

Xuddi shuningdek

-(F_A) + (F_n)_π = 0

Bu erda(F_n)_π va(F_n)_l tashqi kuchlarning yig'indisini yoki sterjenning chap yoki o'ng tomonida joylashgan sterjen uchun momentlarning yig'indisini tushiniladi. Birinchi ramziy yozilgan tenglama jismning chap tomoni uchun, ikkinchisi - o'ng tomoni uchun oltita muvozanat shartlari.

Chunki tashqi kuchlar tizimi muvozanat shartlarini qanotdiradi va shuning uchun

(F_n) _l + (-F_n) _π = 0,

unda oldin yozilgan tenglamalar bir xil bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, qismdagi ichki kuchlarning (F_A) natijasi, ajratilgan jismning chap yoki o'ng tomonidagi muvozanat sharoitlaridan teng ravishda aniqlanishi mumkin.

Agar biz muvozanat tenglamalariga qaytadigan bo'lsak, shubhasiz, ularning yordami bilan ichki kuchlarning tarqalish qonunini emas, balki barcha tashqi kuchlar berilgan taqdirda ham ularning natijalarini aniqlash mumkin.

Biz statika qoidalaridan foydalanib va ichki kuchlarni kesimning og'irlik markaziga keltiramiz. Natijada biz K bosh vektori va M bosh momentini hosil qilamiz (B6-rasm). Keyingi, biz x, y, I koordinatalar tizimini tanlaymiz. Biz o'qni 1 normal qismga yo'naltiramiz va x va y o'qlarini uning tekisligiga joylashtiramiz. Bosh vektorni va x, y, 1 eksa bo'yicha bosh momentni proektsiyalashda biz oltita tashkil etuvchilarni : uchta kuch va uch moment. Ushbu tashkil etuvchilar sterjen kundalang kesimidagi ichki kuch omillari deyiladiю

RASM B6

Ichki kuchlarning tshkil etuvchilarni kesimning normali bo`yicha yo`nalgan kuch normal yoki bo'ylama kuch deyiladi. . Q_x va Q_y kuchlar ko`ndalang kuchlar deyiladi. M_x va M_y esa x va y o'qlariga nisbatan eguvchi momentlari deb ataladi. Ichki kuch omillarini aniqlashda statikaning 6ta muvozanat tenglamalaridan foydalaniladi.

Yuqoridagi nomlarga o'xshashlik bilan yukning asosiy turlarini tasniflash amalga oshiriladi. Shunday qilib, agar sterjenning ko`ndalang kesimida faqat normal S kuchi yuzaga kelsa va boshqa ichki kuch omillari yo'qolsa, ushbu kesimda N kuch yo'nalishiga qarab jo`zilish yoki siqilish deformasiyasi hosil bo`ladi.

Agar ko`ndalang kesimda faqat burovchi moment M<sub>b</sub> hosil bo`lsa bu holatda sterjen faqat buralishga ishlaydi.Sterjenning ko`ndalang kesim yuzasida faqat eguvchi moment M<sub>X</sub> hosil bo`lsa sterjen sof egilishga ishlaydi. Sterjenning ko`ndalang kesimi yuzasida eguvchi moment bilan ko`ndalang kuch hosil bo`lsa sterjen ko`ndalang egilishga ishlaydi.Sterjen buralish va egilishga ishlash bilan bir vaqtda cho`zilishga ham ishlashi mumkin.

Sterjenni cho`zilishga,buralishga yoki egilishga ishlayotganligini aniqlash uchun kesish usulidan foydalanib aniqlaymiz.

7-rasm.