1. Materiallar qarshiligi fanining vazifalari va usullari

1.3. Deformasiyaning potensial energiyasi.

Elastik jismning deformatsiyasi paytida sodir bo'ladigan energiya jarayonlarini ko'rib chiqing.

Elastik jismga qo'yiladigan tashqi kuchlar bu ishni bajaradilar. Biz tashqi kuchlarni W harfi bilan belgilaymiz. Ushbu ish natijasida deformatsiyalangan U jismning potensial energiyasi to'planadi. Bundan tashqari, ish tezlikni jism massasiga etkazishga qaratilgan, ya'ni u K kinetik energiyaga aylanadi . Energiya balansi W = U + K shakliga ega.

Agar yuklanish sekin amalga oshirilsa, jism massasining kuchish tezligi juda kichik bo'ladi. Ushbu jarayoni static yuklanish deb nomlanadi. Jism har qanday vaqtda muvozanatda bo'ladi. Bunday holda, W = U va tashqi kuchlarning ishi potentsial kuchlanish energiyasiga aylanadi.

Potentsial energiya tufayli jismdan kuchni olib tashlash hisobiga ish bajariladi. Shunday qilib, elastik jism energiyaning akkumulyatoridir. Elastik jismlarning bu xususiyati, masalan, soat mexanizmlari prujinalarini zavodit qilishda va turli xil elastik zarbalarni yutuvchi elementlarda (resorlar, prujinalarlar, torsion vallari va boshqalar) keng qo'llaniladi.

Shaklda 1.11 da cho'zilgan sterjen ko'rsatilgan. Quyidagi mulohazalarni yanada aniqroq qilish uchun cho`zilgan sterjen tasvirlangan va shunga mos ravishda pastdagi kuchining o'zgarishi grafigini ko'rsatadi.

kuchi yo'lda o`zgarmas bo'lgani uchun, sterjenni cho'zish uchun sarflangan ish yo'lning elementar uchastkalarini integrallash orqali aniqlanishi kerak. Elementar kuchishda (), joriy kuchi F .

ga teng. Shubhasiz, A / kuchishini bajarish son jihatidan uchburchak yuzasiiga teng, ya'ni SK8C, ya'ni. W = 11 = 1 / 2PA1.

Shunday qilib, kuchning elastik kuchishishdagi kuchi eng yuqori qiymatning va hosil bo'lgan joyning o'zgarishi son jihatidan OBC uchburchak yuzasiga teng yani . Agar kuch va kuchish o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri mutanosiblik bo'lmasa, 1/2

koeffitsientning o'rniga boshqa ba'zi koeffitsient olinadi. Xususan kuch o`zgarmas bo`lganda u birga tengdir.

Kelajakda tashqi kuchlarning ishini aniqlashda tushuntirishlarsiz 1/2 koeffitsienti belgilanadi.

(1.8)

Agar normal N kuchi sterjen o'qi bo'ylab o'zgarsa, u holda deformasiyaning potentsial energiyasini uchastkalar bo'yicha yig'ish orqali aniqlash kerak (rasmga qarang 1.11).

Elementar uchastka uchun

Sterjen uchun

(1.9)

Energitik munosobatlari murakkab elastik tizimlarda kuchishlarni aniqlashda keng qo'llaniladi.

1.4.Statik aniq va statik noaniq sestemalar

Shu paytgacha ko'rib chiqilgan barcha masalalarda,sterjenning ko`ndalang kesimida hosil bo`ladigan ichki kuchlar kesimlar usuli yordamida muvozanat shartidan aniqlangan. Ammo amaliyotda sestemaga qo`yilgan bog`lanish kuchlari ularni aniqlaydigan tenglamalar sonidan ko`proq bo`ladi ,kuchlarning bo`nday sestemasi static noaniq kuchlar sestemasi deyiladi.

Shaklda 1.12, ikkita sterjendan iborat kronshteyn ko'rsatilgan. Sterjendagi zo`riqishlarni muvozanat sharoitidan osonlikcha aniqlash mumkin. Agar kronshteyn konstruksiyasini boshqa sterjen qo'shilishi bilan murakkablashtirib (1.12-rasm, b), unda sterjenlardagi kuchlar bir xil tarzda topilmaydi: D tugun uchun faqat ikkita tenglama tuzilishi mumkin. muvozanat va noma'lum kuchlar soni uchta.

Bunday hollarda sestema bir marta statik noaniq. Konstruksiyani murakkablashtirgan holda, yangi sterjenni kiritib, statik ravishda aniqlanmaydigan ikkita (1,12-rasm, v), uch va hokazolarni olish mumkin. Shaklda 1.13 yana uchta tizim ko'rsatilgan. Ulardan birinchisi statik jihatdan aniqlangan, ikkinchisi va uchinchisi, bir va ikki marta statik noaniq.

Shakldagi konstruksiyani barcha variantlari uchun. Turli xil sterjenlar va bruslardan tashkil topgan 1.13 dan faqat ikkita mustaqil muvozanat tenglamalarini olish mumkin. variant uchun ushbu tenglamalar ikkita sterjen kuchlarini aniqlash uchun kifoya qiladi; biv variantlari uchun tayanchlardagi kuchlar soni tenglamalar sonidan ko'pdir, shuning uchun ikkita tenglamadan uchta (variant variant b) yoki to'rtta (s variant) kuchlarni aniqlash mumkin emas. Nazariy mexanikada bunday muammolarning aniq echimi yo'q, ammo bu texnikada eng keng tarqalgan holat.

Agar sterjenlar, masalan, b variantida dinamometrlarga biriktirilgan bo'lsa, u holda F kuchini yuklashda ularda qanday kuchlar paydo bo'lganligini ko'rsatadilar. Bundan tashqari, sterjen G kuchini necha marta yuklamasin, ulardagi kuchlar bir xil bo'ladi. Ular faqat struktura elementlarining haqiqiy xususiyatlarini hisobga olgan holda statik ravishda aniqlanmaydigan muammolarni aniqlash mumkin. Bu nazariy mexanika va materiallar qarshiligi o'rtasidagi farq. Materiallarning haqiqiy xususiyatlarini hisobga olgan holda tizimdagi aloqalar soni statik mustaqil tenglamalar sonidan oshib ketganda har qanday konstruksiyani hisoblash imkonini beradi.

Aytishimiz mumkinki, n marta statik jihatdan aniqlanmaydigan tizim tushuniladi, bunda obligatsiyalar soni n birliklar bo'yicha mustaqil statik tenglamalar sonidan oshib ketadi. Barcha noma'lum kuchlarning aniqlanishi yoki ular aytgandek statik noaniqlik kashf etilishi faqat noma'lumlar soniga statik tenglamalar sonini to'ldiradigan tenglamalar tuzish orqali mumkin. Ushbu qo'shimcha tenglamalar tizimlarga o'ralgan geometrik bog'lanishlarning xususiyatlarini aks ettiradi va an'anaviy ravishda kuchish tenglamalari deb ataladi (joy almashish tenglamalari). Shaklda ko'rsatilgan sterjen tizimlari uchun. 1.12, kuchish tenglamalari deformatsiyalangan tizimning A tugunining barcha sterjenlar uchun umumiy bo'lishi kerakligini aks ettirishi kerak. Shaklda ko'rsatilgan misolda. 1.13, agar sterjen qattiq bo'lsa, kuchish tenglamalari yuk ko'tarilgandan keyin sterjenlarning barcha pastki uchlari bir tekis chiziqda qolishini va hokazolarni ko'rsatishi kerak.

Tizimlarning statik noaniqligini eng oddiy misollarida kuchish tenglamalarini tuzish tamoyillarini ko'rib chiqamiz.

1.5-misol. To'g'ri bir jinsli sterjen (1.14-rasm) uchlarida qattiq mahkamlangan bo`ylama kuch bilan yuklanilgan, va yuqori sterjendan uzunlikning uchdan bir qismiga teng masofada o'rnatiladi. Bu stergenda paydo bo'lgan eng katta kuchlanishlarni aniqlash talab qilinadi.

Kurinib turibdiki,Sistema bir marta static noaniq,bitta tenglamadan ikkita noaniq VA tayanch reaksiyalarini aniqlab bo’lmaydi ,uning muvozanat tenglamasi

+=

Kuchish tenglamasi sterjen uzunligining o'zgarmasligini aks ettirishi kerak. Yuqori qismi qancha cho'zilgan bo'lsa, pastki qismi shuncha qisqaradi. Shuning uchun | Δ | =

Cho’zilishni kuchlar orqali ifodalb

=

Yoki

=

Bu tenglamani muvozanat tenglamasi bilan yechib,

= , = ni topamiz

Maksimal kuchlanish

=

1.6-misol. Bir xil kesim yuzali uchta sterjenlI sistema (1.15-rasm, a) vertikal kuch F bilan yuklangan . Sterjenlardagi zo`riqishlarni aniqlang.

A uzelni muvozanat tenglamasini tuzishda boshlang’ich ulchamlarning o’zgarmaslik prinsipidan foydalanamiz. F kuch ta’sirida burchak aytarlik darajada o’zgarmaydi,shuning uchun o’zgarmas deb hisoblasak bo’ladi.

U holda

= + =

Barcha kuchlarni aniqlash uchun bu tenglama yetarli emas.Shuning uchun qo’shimcha bitta tenglama tuzishimish shart. Buning uchun A uzelni yuklangunga qadar va yuklangandan keying holatini joylashtiramiz (1.15,b). A uzelning AA kesmasi vertical kuchishni ifodalaydi.Ko’rinib turibdiki u o’rta sterjenning uzayishiga teng:

=

A nuqtadan AB aylana yoyini, markazdan C nuqtaga o’tkazamiz

AB kesma yon sterjenni o’zayishini ifodalaydi: A’B= .

=

Bu tegnlama biz qidirayotgan kuchish tenglamasidir.

Uzayishni kuchlar orqali ifodalab

= , =

Unda

=

Bu tenglamani muvozanat tenglamasi bilan yechib,

= =

=

1.5.Cho'zilish va siqilishda kuchlanish va deformasiyalanish holatlari

Keling, bir jinsli cho'zilgan sterjenda paydo bo'lgan kuchlanish holatining xususiyatlarini batafsil ko'rib chiqaylik. Birinchidan, biz qiya kesimlarda hosil bo`ladigan normal kuchlanishning tekisligi bilan burchak hosil qiladigan ma'lum bir kuchlanishlarni aniqlaymiz (1.18-rasm, a). Yuzadagi barcha nuqtalari uchun kuchlanish holatining bir xilligi shartiga ko'ra, ushbu yuzadagi to`la kuchlanish P bir xil bo'ladi. Ichki kuchlarning teng ta’sir etuvchisi kesimda sterjen o’qi bo’yicha yunalgan bo’lishi kerak va GA cho’zivchi kuchga teng bo’ladi, yani

=

bu erda – qiya kesim yuzasi, . Shunday qilib, qiya kesim yuzadaga to`la kuchlanish

Ushbu kuchlanishni qiya kesim yuzada normal va urinma kuchlanishga ajratib (1.18, b – rasm)

= =

yoki

= (1.10)

= (1.11)

Ko'rinib turibdiki, cho'zilgan sterjen uchun xuddi shu nuqta uchun, kesishishda yuzaga keladigan kuchlanishlarning qiymatlari ajratilgan maydonning yo'nalishiga qarab farqlanadi. Shuning uchun, xususan, cho`zilishda faqat normal kuchlanishlar hosil bo`ladi.

 

 

Shakl 1.18

Bu faqat sterjen o'qi uchun normal bo'lgan yuzalar uchun to'g'ri keladi.

Agar = 0 bo’lsa, (1.10) va (1.11) ifodalardan biz sterjen ko’ndalang kesim yuzasida kuchlanishni ya'ni.

= = 0

= 90 ° da, ya'ni bo`ylama kesim yuzada, = = 0. Bu cho'zilgan sterjen bo’ylama qatlamlari yon yuzalar o'rtasida kuch o'zaro ta'siriga ega emasligini anglatadi.

Urunma kuchlanish bo`ylama va ko'ndalang kesimlarda nolga aylanadi, yuzada kata bo’lmagan qiymatga ega, cho’zilgan sterjen o’qiga 45⁰ qiya burchak ostida:

=

Agar cho'zilgan polasadan to'rtburchaklar ajratilsa (1.19-rasm, a), uning AB va CD qirralarida , va kuchlanishlarni qo`yishga to`g`ri keladi, (1.10) va (1.11) ifodadan aniqlaymiz.

 

Shakl 1.19

1.19,b rasmda ushbu kuchlanishlar bitta shitrix bilan belgilangan. BC va AD qirralarda kuchlanishlar (1.10) va (1.11) formulalar bilan hisoblanadi, burchak burchak bilan almashtiriladi. Bu kuchlanishlar ikki shtrix bilan belgilangan. Shunday qilib kuchlanish holati 1.19,b rasmda ko’rsatilgan, odatiy cho’zilishni ifadalaydi.

Shuni ta'kidlash kerakki, burchak ostida joylashgan , ixtiyoriy yuzadan burchakda joylashgan yuzaga utishda urinma kuchlanishning absalyut qiymatiga aytilmaydi. Haqiqatdan ham,

 

Shunday qilib, ikkita o'zaro perpendikulyar yuzalarda (agar biz hozircha belgilarga e'tibor bermasak), tangensial kuchlanishlar teng bo'lishi kerak. Ushbu holat har qanday kuchlanish holatining umumiy xususiyatidir va juftlashgan tanangensial kuchlanishlar qonuni deb ataladi.

Ixtiyoriy olingan ABCD element qovurg’alari uzunligi ,

= (1.19-RASM, a) va normal kuchlanishlar va urinma kuchlanishlarning qiymatlari va yunalishlari qanday bo’lishidan qatiy nazar ularning momentlari o’zora muvozanatda bo’ladi (rasm 1.19,b ). Qalinligi ixtiyoriy olingan element uchun (Rasm 1.19,b)

=

Shunday qilib,

=

Bundan tashqari, Ikki o'zaro perpendikulyar sohadagi urinma kuchlanish vektorlari 1.19, b yoki umumiy qirraga (qirralarga yoki umumiy qirraga (qirralar (OD va (DC) yo'naltiriladi.

Endi biz cho'zilgan sterjen deformatsiyalangan holatini tahliliga murojaat qilamiz.

Kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, sterjen cho`zilishi yo'nalishda cho'zilishi uning ko'ndalang o'lchamlarining kamayishi bilan birga keladi (1.20-rasm). Shunday qilib, kuchlanish paytida sterjen nafaqat bo'ylama, balki ko'ndalang deformatsiyaga uchraydi:

=

=

Guk qonunining qo’llanish chegarasida ko’ndalang defformasiya, bo’ylama deformasiyaga to’g’ri proporsionalligi tajribada tasdiqlangan:

= (1.12)

Bu yerda - ulchamsiz proporsionallik koefisiyenti, yoki Puasson koefisiyenti deyiladi. Bu koefisiyent materialning xossasini xarakterlaydi.U tajriba yo’li bilan aniqlanadi. Uning barcha metallar uchun qiymati 0.25……0.35 chegarasida bo’ladi, izotrop materiallar uchun uning qiymati 0.5 dan oshmaydi.

1.19, a rasmga qaytamiz. Bo’ylama yo’nalishda polasa cho’ziladi, ko’ndalang yo’nalishda qisiladi. Polasaning yuzasiga chizilgan ABCD to’g’ri to’rtburchakni tomonlari, uzunligini o’zgartiradi, to’g’ri to’rtburchakni o’zi parallelogramga o’zgaradi. A va C uchlarida burchak kamayadi, B va D uchlarida kattalashadi.To’g’ri burchakning bunday o’zgarishi, deformasiya burchagi yoki siljish burchagi deyiladi. Uni aniqlash uchun avval burchaklarni , AB va AD kesmalar burilishini aniqlaymiz.Bu burchaklar orasidagi farq qidirilayotgan siljish burchagini beradi.

AB kesmadan boshlaymiz (1.21 rasm). AKBL yordamchi to’g’ri to’rtburchakning KB va AL tomonlari sterjenning bo’ylama o’qi bo’yicha quramiz. nuqtaning bo’ylama uzayishi o’ng tomonda joylashadi va AB kesma burchakka bo’riladi

= cos

AB kesma ko’ndalang siqilishi natijasida qo’shimcha bo’rilish burchagi hosil bo’ladi

Bu burchaklarning yug’indisi qidirilayotgan AB kesmaning bo’rilish burchagini beradi:

=

Yoki

burchakni ga o’zgartirib kesmaning holatini topamiz:

= -

Deformasiya burchagi (sijish burchagi) kesmalarning burilish burchagi farqidan aniqlanadi, yani.

= ⁰ =

Bu tenglamani (1.11) tenglamaga oborib qo’yib kuchlanish uchun kiritilgan AB va AC qirralar orasidagi siljish burchagi bog’liq bo’lmagan holda urinma kuchlanishga proporsionaldir, yani.

=

Bu munosabat izotrop materiallar holatida kuchlanishning barcha turlari uchun siljish uchun Guk qonuni deyiladi. indeksni tashlab yuborib oxirgi tenglamani qo’yidagi kurinishda yozamiz

= (1.13)

– siljish moduli yoki elastiklik moduli deyiladi:

= (1.14)

 

1.6.Materiallarni cho`zilish va siqilishga sinash

Cho`zilish va siqilishni eng oddiy muammolarini hal qilishda biz nazariy asosni qurish mumkin bo'lgan dastlabki tajribaviy ma'lumotlarga ega bo'lish zarurati bilan duch keldik. Ushbu dastlabki eksperimental ma'lumotlar orasida, avvalo, bizga allaqachon tanish bo'lgan Guk qonuni mavjud. Materiallarning asosiy xususiyatlari elastik modul E va Puasson koefisiyenti ν hisoblanadi. Ma'lumki, materialning xususiyatlariga qarab, farq qiladi. Birinchidan, E va v materiallar turiga va ma'lum darajada issiqlik va mexanik ishlov berish sharoitlariga bog'liq.

Amaliy masalalarni hal qilish uchun, shuningdek, materiallarning mustahkamlik xususiyatlarining raqamli xususiyatlariga ega bo'lish kerak. Egish va shtamplash jarayonlarini o'rganayotganda, materialning plastik deformatsiyalanish qobiliyatini tavsiflovchi raqam ko'rsatkichlari kerak. Ba'zi hollarda, materialning yuqori haroratlar ta'siriga bardosh berish, o'zgaruvchan yuk ostida ishlash va hakozalar haqida ma'lumotlarga ega bo'lish kerak.

Shu munosabat bilan juda ko'p turli xil sinashlar yaratildi, ammo asosiy va eng keng tarqalganlari cho`zilish va siqilishni sinovlari. Ularning yordami bilan konstruksiya amaliyotida to'g'ridan-to'g'ri dasturni muzlatib, materialning eng muhim xususiyatlarini olish mumkin.

Cho`zish tajribasini o'tkazish uchun, asosan, maxsus tayyorlangan namunalar qo'llaniladi. Shaklda 1.22da bunday namunalarning bir nechta turlari ko'rsatilgan.

RASM.1.22

Ishchi qism uzunligi odatda diametridan 15 marta kattaroq tanlanadi. Deformatsiyani o'lchashda bu uzunlikning o'nta diametrdan oshmaydigan qismi ishlatiladi. Biroq, nisbati bo'lgan qisqartirilgan namunalar mavjud, to'rtburchaklar kesishganida, teng uzunlikdagi d diametrli doira ischi uzunlikni belgilovchi belgi sifatida olinadi.

Materiallarni siqilish sinashda silindrsimon namunalar qo'llaniladi (1.23-rasm). Yuqori balandlikda namunani siqish odatda uning natijalarini buzib, uning egriligi bilan birga keladi.Materiallarni cho`zilishga va siqilishga sinash sinov mashinalari va namunalar o'lchamlariga bog`liq bo`ladi.

Cho`zilish va siqilish sinovlari maxsus dastgohlarda amalga oshiriladi, bunda kuch namunalar orqali ishlaydigan yuk yordamida yoki uzatiladigan gidravlik bosim yordamida yaratiladi. Birinchi holda, mashina rechagli deb nomlanadi, ikkinchi holatda - gidravlik.

Shaklda 1.24-da oddiy rechag tipidagi sinov mashinasining sxemasi ko'rsatilgan. 1 Chervyakdan qo'lda yoki elektrutkazgichi yordamida elektr vintini joyiga qo'ygan holda chervyak g'ildiragi 3 buriladi, namuna 4 ga 5,6,7 rechaglar orqali zo’riqish hosil qilinadi . Rechag bo’yicha yukni kuchishini nafaqat qo'lda, balki avtomatik ravishda ham bajarish mumkin.

1.25-rasmda universal gidravlik sinov mashinasining sxemasi ko'rsatilgan, yani materiallarni cho’zilishga va siqilishga sinash uchun muljallangan. 9-nasosdan foydalanib, 1 silindrning ishchi bo'shlig'iga moy quyiladi va plunjer 2 ko'tariladi. Plunjerga rama 3 o`rnatilgan uning ustki qismida namunani qamrab oladigan moslama mavjud. Siqish sinovida namuna ramaning pastki qismida o'rnatiladi. 1.25-rasm. Siqish sinovi Namuna 6 , 4-rama esa harakatsiz, uning tekisligi shartli ravishda rasm va rama tekisligiga tenglashtirilgan. Sinov oxirida, rama 3 og'irligi ta'siri ostida moy yana 8 ventel orqali 10 moy vannaga yuboriladi.

Sinash mashinalarining qo`vvati bir necha grammdan (tolalar va iplarni sinash uchun) yuz tonnagacha o'zgaradi.

RASM.1.25

Kam quvvatli (bir tonnagacha) mashinalar odatda rechaglarda qo`lda bajariladi. Katta quvvatlar uchun gidravlik mashinalarda bajariladi.

Cho`zilishga sinashda namunalar mashina qisqichlariga mahkamlanadi (1.26-rasm, a) yoki tortib olinadigan novdalar yordamida valentlik sinov mashinasining qisqichlariga o'rnatiladi (1.26-rasm, b). Siqish sinovida parallel plitalar orasida silindrsimon namuna erkin o'rnatiladi.

RASM.1.26

Cho`zish sinovining (siqilishni) asosiy maqsadi – cho`zilish (siqilish) diagrammasini qo’rish, ya'ni namunaga ta'sir qiluvchi kuch va uning cho'zilishi o'rtasidagi munosabatni qurish. Mashinadagi kuch muvozanat yukining pozitsiyasi bilan belgilanadi. Gidravlik mashinada kuch mos keladigan tugagan bosim o'lchagichning shkalasi bo'yicha aniqlanadi. Cho`zilishlarni qo'pol o'lchash uchun oddiy moslamalar (ko'pincha tutqich turidagi) ishlatiladi. Katta cho`zishda bu cho`zilishni namunaning cho'zilishi deb hisoblash mumkin.

Kichik cho`zilishlarni to'g'ri o'lchash uchun tenzometr deb nomlangan maxsus asboblar qo'llaniladi. To'g'ridan-to'g'ri namuna ustiga o'rnatilgan bunday qurilma namunaning ishchi qismidagi ikkita qismning o'zaro almashinishini qayd qiladi.

Zamonaviy sinov mashinasi odatda cho`zilish - siqilishni diagrammalarini avtomatik ravishda yozib olish uchun asbob bilan jihozlangan. Bu sinovlardan so'ng darhol ma'lum bir shkala bo'yicha chizilgan egri chiziqni olish imkonini beradi.

1.7.Cho`zilish diagrammasi

Cho`zilish diagrammasining asosiy xususiyatlarini ko'rib chiqing. Shaklda 1.27-rasmda koordinatalarida namunaviy sinov diagrammasi uchun uglerodli po'latining tipik diagrammasi ko'rsatilgan. Hosil qilingan egri chiziq shartli ravishda quyidagi to'rt zonaga bo'linishi mumkin. 

RASM.1.27

RASM.1.28

OA zona elastiklik zonasi deyiladi. Bu yerda material Guk qonuniga bo`ysinadi.

Shakllangan egri chiziqning bu qismi. Masshtabdan chiqib ketish bilan ko'rsatilgan aniqlik uchun. OD qismidagi cho`zilishlar juda motdir va haqiqiy cho`zilishlar bo'yicha chizilgan to'g'ri chiziq chiziq qalinligi ordinata o'qiga to'g'ri keladi.

Guk qonuni amal qiladigan kuchning qiymati namunaning o'lchamiga va materialning fizik xususiyatlariga bog'liq.

zonasi umumiy oquvchanlik zonasi deb ataladi va diagramma uchastkasi oquvchanlik yuzasidir . Bu erda namuna uzunligining sezilarli o'zgarishi yukning sezilarli darajada o'smasdan sodir bo'ladi. Metalllar uchun oquvchanlik maydonining mavjudligi xarakterli emas. Ko'pgina hollarda, cho`zilish va siqilishga sinashda maydoni aniqlanmaydi va namunaning cho`zilish diagrammasi rasmda ko'rsatilgan egri shakliga ega 1.28 rasm. 1 egri alyuminiy va yumshatilgan misga, egri 2 yuqori sifatli legirlangan po'latlarga xosdir.

zonasi (1.27-rasmga qarang) qattiqlashuv zonasi deb nomlanadi. Bu erda namunaning cho'zilishi yukning ko'payishi bilan birga keladi, ammo elastik qismga qaraganda juda sekin (yuzlab marta). Qattiqlashuv bosqichida namunada kelajakdagi yorilish joyi belgilanadi va bo'yin deb ataladigan joy hosil bo'lishni boshlaydi - namunaning mahalliy torayishi (1.29-rasm). Biroq, kelajakdagi bo'shliqning joyi ilgari rejalashtirilgan - umumiy oquvchanlik bilan. Buni namuna haroratining eng qizg'in ko'tarilish joyini aniqlaydigan yopishtirilgan termoparlar yordamida aniqlash mumkin.

RASM.1.29

Namuna cho'zilgan sari bo'yin yupqalashib boradi. Kesim yuzaning kamayishi kuchlanishning o'sishiga teng bo'lganda, F kuchi maksimal darajaga etadi (C nuqtasi). Keyinchalik, namunaning cho'zilishi kuchning pasayishi bilan sodir bo'ladi, garchi bo'yinning kesma qismida o'rtacha skuchlanish kuchayadi. Bu holda namunaning cho'zilishi mahalliy xususiyatga ega, shuning uchun CD egri chizig'ining qismi mahalliy oquvchanlik zonasi deb ataladi. D nuqtasi namunaning buzilishiga olib keladi.

Agar sinaladigan namuna buzilishigacha olib borilmasa, yuklanmaydi ( K nuqta 1.30-rasm), keyin tushirish jarayonida F kuchi cho'zishgacha bo'lgan aloqasi to'g'ri chizig'i bilan hosil bo'ladi (1.30-rasm). Tajriba shuni ko'rsatadiki, bu chiziq OA chizig'iga parallel. Yukni tushirganda uzayish butunlay yo'qolmaydi. Bu uzayishning elastik qismi ( kesma) hajmiga qarab kamayadi. kesmani qoldiq bo'shliqni anglatadi. Bundan tashqari, plastik cho'zish deyiladi va mos keladigan deformatsiya, plastik deformatsiya.

Shunday qilib,

+

Shunga uxshash

+

Agar namuna OA сhegarasida joylashtirilgan bo'lsa va undan keyin yuklanishdan ozod qilingan bo'lsa, uzayish sof elastik bo'ladi va = 0 bo'ladi.

RASM.1.30

RASM.1.31

Birinchi namunani sinab, 1.31 rasmda ko'rsatilgan cho’zilish diagrammasini olamiz. Ikkinchi namunani sinovdan o'tkazishda, tabiiyki, yuklanilmagan holatdan va qoldiq uzayishi hisobga olinmaydi. Natijada biz qisqartirilgan diagrammasini olamiz (1.31-rasm, b). kesma oldindan yuklanishga mos keladi. Shunday qilib, bitta va bir xil material uchun sxemaning turi dastlabki yuklash (chizish) darajasiga bog'liq va endi yuklamaning o'zi ba'zi bir dastlabki texnologik operatsiyalar rolini o'ynaydi. kesma (1.31-rasm, a) OA kesmadan kattaroq ekanligi juda muhimdir, shuning uchun dastlabki chizish natijasida material doimiy yuklarni doimiy deformatsiyasiz katta yuklarni olish qobiliyatini qo'lga kiritadi.

Dastlabki plastik deformatsiya natijasida materialning elastik xususiyatlarini oshirish hodisasi naklepa yoki nagartovki deb nomlanadi va texnikada keng qo'llaniladi.

Masalan, elastiklik xususiyatlarni berish uchun,baliklarga mis yoki lotun sovuq holatda surtiladi. Kelajakda qoldiq uzayishqa yo'l qo'ymaslik uchun zanjirlar, troslar, remenlar ko'pincha sonidan oshib ketadigan kuchlar tomonidan oldindan tortiladi. Ba'zi hollarda, masalan, ko'plab yupqa devorli qismlarni shtamplash jarayonida naklep hodisasi nomaqbuldir. Bunday holda, listni yirtib yubormaslik uchun, vityajku bir necha bosqichda amalga oshiriladi. Navbatdagi operasiyadan oldin,detal qismi yumshatiladi, buning natijasida nakleo olib tashlanadi.

1.8.DEFORMASIYANI HOSIL QILISH MEXANIZMI

Hozirgacha namunaning juzilishga sinash haqida gapirganda, biz molekulyar tuzilish darajasida yuzaga keladigan ichki jarayonlarga ta'sir qilmasdan, faqat hodisaning tashqi tomoniga yaqinlashdik. Va bu tabiiydir, chunki yondashuv har qanday tarkibiy xususiyatlarga ega bo'lmagan doimiy o'rta sxemaga asoslangan edi. Shu bilan birga, deformatsiya va sinish paytida materialda sodir bo'ladigan jarayonlar moddaning tuzilishi bilan belgilanadi va ularni doimiy mexanika yordamida tushuntirib bo'lmaydi. Shuning uchun ularni materiallar qarshiligi kursida o`rganiladi. Shunga qaramay, materiallar qarshiligini o'rganayotganda, hech bo'lmaganda yuklangan materialda nima sodir bo'lishi va elastikligi va plastikligiga bog'liqligi haqida umumiy tasavvurga ega bo'lish kerak.

Ma`lumki, qattiq jismlar amorf va Kristal qattiq jismlarga bo`linadi. Birinchisiga kelsak, bunday jismlarning kuchlanish diagrammasi barqaror emas; bu kuchlarning ta'sir qilish vaqtiga bog'liq va materiallarning o'zlari xatti-harakatlarida yopishqoq suyuqlikka sifatli o'xshashlikni ko'rsatadilar. Biz faqat metallni deformatsiyalash mexanizmiga e'tibor qaratamiz. Mashinasozlikda ishlatiladigan barcha metallar polikristallik tuzilishga ega, ya'ni. hajmda tasodifiy joylashgan ko'plab mayda kristallardan iborat. Kristallar ichida metall atomlari ma'lum bir tartibda joylashib, doimiy mekansal panjarani hosil qiladi. Atomlarning joylashishi atomlarning xususiyatlariga bog'liq. Shuningdek, u kristallanishning fizik sharoitlari bilan ham farq qiladi.

Kristall panjarasining atomlari o'rtasida o'zaro ta'sir kuchlari mavjud. Ikki atom orasidagi katta masofada kichik tortishish masofasi bo'lgan o'zaro tortishish kuchi mavjud. Ushbu kuchlarning mavjudligi va ularning turli yo'nalishlarda o'zgarishi qonuniyatlari ushbu metalga xos bo'lgan kristallanish tizimini aniqlaydi. Erkin, yuklanmagan kristal uchun, ko'rsatilgan kuchlar tizimi, xuddi atomlarning joylashuvi kabi aniq belgilangan.

Tashqi kuchlarning ta'siri ostida, paneldagi atomlar o'zaro joy almashishni oladi va ular orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari o'zgaradi. O'zaro ta'sir kuchlarining joy almashtirishlarga bog'liqligi murakkab, ammo kichik joy almashish sharoitida uni chiziqli deb hisoblash mumkin. Tasodifiy tartibga solingan kristallarning ko'pligi uchun turli yo'nalishlarda kristall panjarada yuzaga keladigan siljishlar, Guk qonunida ifodalangan jism va tashqi kuchlarning joy almashinishlari o'rtasidagi mutanosib aloqani hosil qiladi.

Tashqi kuchlarni yo'q qilish bilan atomlar yana kristall panjaralar qat'iy pozitsiyasini egallaydilar va jismning geometrik o'lchamlari to'liq tiklanadi. Bu elastiklik xususiyatini tushuntirib beradi.

Endi plastik deformatsiyalarning paydo bo'lishi jarayonini ko'rib chiqaylik. Tajriba shuni ko'rsatadiki, plastik deformasiyalarning shakllanishi kristall panjaraning siljishi bilan bog'liq. Buning aniq tasdig'i, xususan, cho`zilishga sinash paytida abraziv namunaning sirtini kuzatish orqali berilgan. Umumiy o'zgaruvchanlik va qotish zonasida, ya'ni sezilarli plastik deformatsiyalar yuzaga kelganda, namuna yuzasi ingichka chiziqlar tizimi bilan qoplangan yoki ular deyilganidek, sirpanish chiziqlaridir (1.32-rasm). Ushbu chiziqlar ustunga nisbatan 45 ° ga yaqin burchakka ega bo'lib, amalda maksimal tangensial kuchlanish tekisliklariga to'g'ri keladi.

Cho`zish mexanizmi soddalashtirilgan ko`rinishda 1.33.rasmda ko`rsatilgan. Haqiqiy kartina yanada murakkabroq, chunki u tabiatda fazoviydir va rasmda ko'rsatilganidek, siljish nafaqat parallel tekisliklarning bitta oilasida, balki umuman sterjen o'qi bilan 45 ° ga yaqin burchakni tashkil etuvchi samolyotlarning barcha oilalarida sodir bo'ladi.

Bitta kristall chegarasida plastik deformatsiyalarning shakllanishi kristalning bir qismini ma'lum tekislik bo'ylab butun sonli panjara elementlarining siljishi natijasida ro'y beradi (1.34-rasmdagi tekislik tekisligi). Eng kichik plastik deformatsiya bitta elementning joy almashishiga to'g'ri keladi. Bu plastik deformatsiyaning bir turi. Bunday siljish natijasida har bir oldingi atom keyingi o'rinni egallaydi va natijada barcha atomlar ushbu kristall tuzilishga xos bo'lgan joylarda bo'ladi. Shunday qilib, kristal faqat tashqi konfiguratsiyani o'zgartirgan holda o'z xususiyatlarini saqlab qoladi.

RASM.1.32

1.33

1.34

Aytaylik, aralalshiish paytida atomlar siljishi butun tekisligi bo'ylab bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi (1.34-rasmga qarang) va kristallda plastik deformatsiyalar hosil bo'lishi uchun zarur bo'lgan urinma kuchlanishlarning tartibini baholaymiz. Ma'lumki, tekisligidagi o'zaro ta'sir kuchlarining komponenti, qandaydir davriy qonunga ko'ra, kristall qismlarning o'zaro siljishlariga qarab o'zgaradi (1.35-rasm).

O'zaro siljish atomlar orasidagi masofaning yarmidan kam bo'lsa (

= ,

bu erda – kuchlanish

Kichik joy almashtirishda unda Guk qonuniga javob beradigan to’g’ri proporsionallikka erishamiz,

= ammo

bundan

=

Sterjen cho'zilganida, eng katta tanangensial kuchlanishlar namunaning o'qiga 45 ° burchak ostida egilgan va G / 2 ga teng bo'lgan joylarda paydo bo'ladi. Agar koeffitsientning o'rtacha qiymati deb faraz qilsak

Izotrop materiallar uchun puasson koefisiyenti = 0.3 bo’lsa

bundan

Shunday qilib, sterjen cho`zilishida plastic deformasiyani hosil bo`lmasligini elastiklik modulini o'ndan bir qismidagi kuchlanishga bardosh berishini kutish mumkin.

Albatta, bunday hisoblash usuli yuqori aniqlikni talab qila olmaydi; Ko'p narsa kristalning yo'nalishiga, uning tuzilishiga, shuningdek kristal panjarasidagi atomlar orasidagi bog'lanish turiga bog'liq. Ammo shunisi qiziqki, ideal deb nomlangan (hisoblangan) mustahkamlikni baholash uchun juda ko'p aniq hisob-kitoblar barcha materiallar uchun deyarli bir xil natijani beradi.Etibor berilmaydigan kuchlanishlar, shuningdek asosiy kristallografik tekisliklar bo'ylab yirtilib ketish E.ning 5 ... 16% tarkibidagi barcha materiallar uchun idealdir. Ideal kuchlanish va elastiklik modul o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik shubhasizdir. Ularning umumiy kelib chiqishi bor va atomlararo bog`lanishni xarakterlaydi.

Shuni ta'kidlash kerakki, barcha materiallar uchun ideal kuchlanish bo'yicha nazariy hisob-kitoblar natijalari cho`zilish uchun namunalarni sinashda biz olgan narsalarga keskin ziddir. Umumiy oquvchanlikning paydo bo'lishi ham, namunaning keyingi yorilishi ham hisoblab chiqilganidan kamida o'nlab yoki hatto yuzlab marta past bo'lgan kuchlanishlarda sodir bo'ladi.

Qabul qilingan hisoblash sxemasining asosiy g`adirbudirligi- siljish paytida atomlarning harakati butun tekislik bo'ylab bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi degan taxmin.

Aslida, atomlarning qo'shni pozitsiyaga o'tishi qattiq tekisliklarning kristall panjarasida - joylashishi va tekislik bo'ylab to'lqin kabi tarqalishida chiziqli uzilishlar bilan sodir bo'ladi.

Chiziqli nuqsonlarning geometrik shakllari juda murakkab. Biroq, ularning cheklash holatlari - vintsimon va egri- oddiy sxemalar ko'rinishida taqdim etilishi mumkin (1.36-rasm).

RASM.1.36

Shaklda 1.37-rasmda kristalning yuqori qismida ortiqcha vertikal atom yarim tekisligining mavjudligi bilan tavsiflanadigan chekka dislokatsiyasining eng oddiy sxemasi ko'rsatilgan. Dislokatsiyadan keyin butun kristal chapdan o'ngga "yugurdi" (1.37-rasmga qarang), kristal shakli o'zgargan, ammo struktura o'zgarishsiz qolgan.

RASM.1.37

Kristal orqali siljish harakatini gilam ustidagi burmalarning harakatiga o'xshatish mumkin. Agar gilam butun gilamchadan o'tgan bo'lsa, ikkinchisi biroz o'zgartiriladi. Ammo katlamni harakatlantirish uchun zarur bo'lgan kuch butun gilamni siljitish uchun zarur bo'lgan kuchdan ancha kam.

Aytgancha, shunga o'xshash narsa atomlar orasidagi aloqa uzilganda sodir bo'ladi. Qarama-qarshi chekkada ushlab, bir qog'oz varag'ini yirtib ko'ring. Hech narsa ish bermaydi. Shuning uchun biz qog'ozni taniqli va uzoq vaqt davomida yaxshi yirtmoqdamiz.

Dislokatsiyalarning harakati dinamik effektlar bilan birga keladi. Atomlar kinetik energiyani oladi va yangi olingan muvozanat pozitsiyasi atrofida tebranadi. Shuning uchun issiqlik chiqishi mavjud; namuna plastik deformatsiyalar paytida sezilarli darajada qiziydi. Akustik effektlar ham mavjud. Ularni maxsus sezgir uskunalar yordamida plastik deformatsiyaning dastlabki bosqichida ham aniqlash mumkin.

Metalllarda plastik deformatsiyalarning shakllanishi nisbatan past yuklarda ham boshlanadi. Tasodifiy yo'naltirilgan kristallar orasida har doim bir qator funktsional bo'lmagan yoki ichki nuqsonlari bo'lgan bir qator mavjud bo'lib, ular tufayli valentlik diagrammasining elastik zonasida nisbatan kichik kuchlar bo'lsa ham qoldiq o'zgarishlar yuz berishi mumkin. Ammo bunday kristallarning soni unchalik katta emas va mahalliy plastik deformatsiyalar namunani yuklashning birinchi bosqichiga xos bo'lgan kuch va joy almashinuvi o'rtasidagi umumiy chiziqli munosabatga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi.

Yetarlicha yuqori kuchga ega bo'lganda namunadagi plastik deformatsiyalar ustunlik qiladi. Ko'p kristallarda eng zaif samolyotlarda qaytarilmas siljishlar ro'y beradi, ayniqsa, agar ular namunadagi maksimal tangensial kuchlanish tekisliklariga yaqin yo'nalishda bo'lsa. Bu kaymoq chiziqlar shakllanishida o'z ifodasini topadi.

Agar namuna cho`zishda, qo'shni kristallar bir-biri bilan o'zaro ta'sirlashadi va bitta kristalda hosil bo'ladigan plastmassa siljishi cheksiz ko'paymaydi, chunki uni qo'shni yanada muvaffaqiyatli yo'naltirilgan kristall to'sib qo'yadi. Ushbu holat qotish zonasining paydo bo'lishini va plastik deformatsiyalar mavjud bo'lganda kuchlanishning ozgina oshishini tushuntiradi.

Biroq, tortishish bilan dislokatsiyalar soni kamayadi deb o'ylamaslik kerak. Aksincha. Har bir kristal qo'shni bilan o'zaro ta'sir qiladi va yangi dislokatsiyalar paydo bo'ladi. Ayrim turdagi dislokatsiyalar (faqat bitta turi 1.36-rasmda keltirilgan, ammo ularning ko'plari bor) ko'payish qobiliyatiga ega. Agar dislokatsiya hech qanday yo'l topmasa va qo'shni kristall kristallga tushsa, u holda blokirovka nuqtasiga yangi va yangilari keladi. Bu joyda dislokatsiyalar to'planadi. Ammo to'g'ridan-to'g'ri ulashgan bir nechta dislokatsiyalar allaqachon mikrokrachka bo'lib, kuchlanish kuchaygan sari kengayishni boshlaydi. Mikroyoriqlar kristallanish sharoitlariga ko'ra material tarkibida bo'lishi mumkin.

Ma'lum bo'lishicha, yo'q qilish jarayoni o'zaro bog'liq va o'zaro raqobatlashadigan ikkita mexanizmga asoslangan bo'lib, namunani yo'q qilish huquqi uchun "kurashadi". Birinchi mexanizm - bu ma'lum kristallografik tekisliklar bo'ylab kesishish orqali plastik deformatsiyalarning shakllanishi. Ikkinchisi - keyingi yorilish bilan yoriqlar shakllanishi va rivojlanishi. Ba'zida birinchisi, ba'zida ikkinchisi o'z zimmasiga oladi.

Yukni tushirish qonuniga qaytadigan bo'lsak, tashqi kuchlarning namunaga qo'llanilishi natijasida kristallarda atomlarning joylashishi nafaqat butun sonlar soni bilan, balki kristall panjaraning ba'zi bir buzilishlari ham mavjudligini ta'kidlash kerak. Shuning uchun, plastik deformatsiya bilan bir qatorda, elastik ham mavjud. Yukni tushirishda buzilgan panjara shakli tiklanadi, ya'ni. Elastik deformatsiya chiqariladi. Albatta, plastik deformatsiyani tiklab bo'lmaydi.

Elastik deformatsiyani olib tashlash jarayoni namunani yuklashning dastlabki bosqichidagi singari, intrakristal kuchlarning o'zgaruvchan qonuniyatlariga muvofiq sodir bo'lishi juda muhimdir. Shuning uchun% S to'g'ridan-to'g'ri tushirish (1.30-rasmga qarang) OW to'g'ridan-to'g'ri dastlabki yuklanishiga parallel bo'ladi.

Endi materiallarni cho`zilish va siqilish uchun sinovdan o'tkazishda aniqlanadigan raqamli mexanik xususiyatlarga murojaat qilamiz.

1.9. MATERIALLARNING ASOSIY MEXANIK XARAKTERISTIKALARI

Yuqorida tavsiflangan material xususiyatlariga miqdoriy baho berish uchun, va koordinatalarida cho`zilish diagrammasini qo`ramiz. Buning uchun biz kuchni namunasining boshlang'ich ko`ndalang kesimi yuzasiga va yuklamasdan oldin namunaning ishchi uzunligiga bo'linamiz. Ushbu qiymatlar doimiy bo'lganligi sababli,

diagrammasi (1.38-rasm) cho`zilish diagrammasi bilan bir xil shaklga ega (1.30-rasmga qarang), ammo u namunaning xususiyatlarini emas, balki materialning xususiyatlarini tavsiflamaydi va shartli cho`zilish diagrammasi deb ataladi.

Biz diagrammada xarakterli nuqtalarni belgilaymiz va tegishli raqamli qiymatlarini beramiz.

Ushbu material Guk qonuniga rioya qiladigan eng katta kuchlanishga proporsionallik chegarasi deyiladi. Proporsionallik chegarasi shartli ravishda qabul qilingan yaqinlik darajasiga bog'liq, bunda diagrammaning boshlang'ich qismini to'g'ri chiziq deb hisoblash mumkin.

RASM.1.38

egri chizig'ining tekis chiziqdan chetga chiqish darajasi

chizig'i bilan diagrammaga bog'lab qo'yilgan burchak qiymati bilan aniqlanadi. Guk qonuniga binoan, bu burchakning tangensi 1 / E qiymati bilan aniqlanadi. Umuman olganda, agar nisbati 1 / E ga nisbatan 50% ga teng bo'lsa, u holda mutanosiblik chegarasiga erishiladi.

Materialning elastik xususiyatlari elastiklik chegara deb nomlangan kuchlanishga qadar saqlanib turadi. Elastiklik chegara bo'yicha material qoldiq deformatsiyani qilmaydigan eng katta kuchlanishni anglatadi.

Elastiklik chegarani topish uchun har bir qo'shimcha yukdan keyin namunani bo'shatish va qoldiq deformatsiyaning hosil bo'lganligini ko'rish kerak. Alohida kristallardagi plastik deformatsiyalar yuklanishning dastlabki bosqichida paydo bo'lganligi sababli, elastiklik chegarasiga, shuningdek, proporsionallik chegarasiga, o'lchovlar uchun aniqlik talablariga bog'liq ekanligi ayon bo'ladi. Odatda, elastiklik chegaraga mos keladigan qoldiq deformatsiya Proporsionallik chegarasi va elastiklik chegarasi haqidagi tushunchalar shartli ravishda qabul qilinadi; ular shartli ravishda qabul qilingan normaga, urinma kuchlanishning qiyalik burchagi va qoldiq deformatsiyasiga bog'liq. Shuning uchun va qiymatlari odatda materiallarning xususiyatlari to'g'risidagi ma'lumotlarga kiritilmaydi.

Keyingi, o'ziga xos xususiyat - bu oquvchanlik chegarasi. Oquvchanlik chegarasi deganda nagruzkaning sezilarli darajada o'smasdan kuchlanishning o'sishi tushuniladi.

ar diagrammada aniq belgilangan oquvchanlikyuzasi bo'lmasa, qoldiq deformatsiyaning shartli kuchlanishi = 0.002, ya'ni. 0,2%

(1.39-rasm). Ba'zi hollarda, chegara = 0.005 yoki = 0,5% qilib belgilanadi,

Shartli oquvchanlik chegarasi doimiy deformatsiyaning qabul qilingan qoldiq deformasiya qiymatiga qarab va bilan belgilanadi. Odatda 0,2 indeksi oquvchanlik chegarasiga belgilashda qoldiriladi. Agar oquvchanlik chegarasi va siqishni oquvchanlik chegarasi farqni ajratish kerak bo'lsa, u holda belgiga qo'shimcha ravishda yoki cho`zilish yoki siqilishni kiritiladi. Shunday qilib, oquvchanlik chegarasini va belgilab olamiz.

Oquvchanlik chegarasini aniqlash oson va materialning asosiy mexanik xususiyatlaridan biridir. Shartli oquvchanlik chegarasi ni aniqlash uchun qoldiq deformatsiya oldindan belgilangan darajaga yetguncha doimiy yuklash va tushirish kerak deb o'ylamang. Hammasi ancha sodda. To'g'ridan-to'g'ri yuklash uchun tajriba diagramasini yozib olish kerak (1.39-rasm) va absissa o'qiga 0,2% berilgan deformatsiyani o'rnatish kerak. Keyin olingan A nuqtadan boshlang'ich to'g'ri qismga parallel ravishda to'g'ri chiziq torting. Ushbu to'g'ri chiziqning diagrammasi (B nuqta) bilan kesishish koordinatasi shartli oquvchanlik chegarasining kerakli qiymatini beradi.

Bir namunaning boshlang'ich ko`ndalang kesim yuzasiga bardosh beradigan maksimal kuchning nisbati mustahkamlik chegarasi yoki vaqtincha qarshilik deyiladi. Cho`zilishga sinashdagi vaqtinchalik shartli qarshilik bilan, siqish orqali - bilan belgilanadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, bu namuna yo'q qilinadigan kuchlanish emas. Agar kuchlanish kuchini namunaning kundalang ktsim yuzasiga emas, eng kichik yuzasiga bo`lsak, haqiqiy kuchlanish deb ataladigan o'rtacha kuchlanishni namunaning eng ingichka ko'ndalang kesimida ancha katta ekanligini bilib olamiz.

Eng keng tarqalgan ba'zi materiallar uchun va qiymatlari jadvalda keltirilgan. 1.1.

Utamustahkam iplar va ipko`rinishidagi kristallar uchun elastiklik moduli va zichlik bilan birga asosiy xarakteristikadir

1.1-jadval

^ Tr C5ts Ov.r ®v.s 5,%

MPa

Kam uglerodli po'lat 250 250 390 - 42

30 po'latdan ishlov berilmagan 330 330 530 - 28

Po'lat 30 qotib qolgan 1030 900 1100 - 11

Chelik 45 qotib qolmagan 370 370 620 - 24

Chelik 45 qotib qolgan 1040 970 1080 - 13

U8 po'latlari yaroqsiz 250 430 630 - 25

Chelik U 8 qotib qolgan 700 700 1100 - 16

Chelik 30HGSA qotib qolgan 1400 1400 1620 - 10

Po'lat 40HNV qotib qolgan 1720 2100 2050 - 10

Kulrang quyma temir SCH28 140 310 150 640 0,6

Texnik titanium 520 520 600 - 23

Tozalangan mis 55 55 220 - 46

Mis po'latlari 250 250 320 - 15

Guruch 330 330 450 - 17

Bronza 110 110 140 - 7,5

Alyuminiy 50 50 85 - 35

Duralumin 340 340 540 - 13

1.2-jadval

Material ov.r, MPa r, kg / m3

Volfram sim 4000 19 300

Fiberglas 3500-4600 2500

Borovolok 3400 2200-2600

Karbid tolasi 3400 3000

Sanoat uglerod tolasi:

yuqori modul 2400 1870

yuqori quvvat 3300 1760

Mo'ylov (mo'ylov):

grafit 20 000 2200

safir (A1203) 15 000 4000

asbest 6000 3400

 

vaqtinchalik qarshilik hisoblanadi (1.2-jadval). Asosan ular yaratilayotgan kompozitsiyaning kuchini aniqlaydilar. Oquvchanlik chegarasiga kelsak, ushbu tarkibiy elementlar uchun aniqlanmagan. Iplar va ip ko`rinishidagi kristallar umumiy oquvchanlik va keyinchalik ipko`rinishidagining asosini tashkil etuvchi tarkibiy xususiyatlarga ega emas.

Cho`zilishga sinashda materialning yana bir xarakteristikasi aniqlanadi – uzilishdagi uzayish deb ataladigan narsa, bu uzilish vaqtida namunaning ma'lum bir standart uzunligidagi o'rtacha qoldiq deformatsiyasi. foizlarda quyidagicha aniqlanadi.

Sinashdan oldin namunaning ishchi qismini teng qismlarga ajratib, namunaning yuzasiga bir qator naqsh qo'llaniladi. Namuna sinovdan o'tkazilib, yirtilgandan so'ng uning ikkala qismi ham uzilish joyida bo'ladi (1.40-rasm).

Bundan tashqari, yuzagi xatarlarga

  Uzilish yuzasidan o'ngga va chapga, sinovdan oldin 5d uzunlikdagi (1.40-rasmga qarang). Shunday qilib, standart uzunlikdagi o'rtacha uzayish aniqlanadi. Ba'zi hollarda uzunligi 5d ga teng deb qabul qilinadi (1.1-jadvalga qarang).

Uzilishda uzayish quyidagicha bo'ladi:

'

Deformatsiyalar namunaning uzunligi bo'ylab notekis taqsimlanadi. Agar ulashgan xavflar o'rtasida joylashgan kesmalarni o'lchasangiz, qoldiqni tuzishingiz mumkin

rasmda ko'rsatilgan uzayishlar. 1.40. Eng katta uzayish uzilish joyida sodir bo'ladi. Odatda uzilishdagi haqiqiy uzayish deyiladi.

A yuzaning kamayishi va deformatsiyaning mahalliy o'sishi hisobga olingan holda tuzilgan cho`zilish diagrammasi haqiqiy cho`zilishish diagrammasi deb nomlanadi (1.41-rasmda OC^’D^’ egri chizig'i).

RASM.1.41

Haqiqiy diagrammani qurish ba'zan chuqur shtamplash operatsiyasini nazariy tahlil qilishda va umuman katta deformatsiyalarni shakllantirish muammolarini hal qilishda zarur. Ushbuni qurish taxminiy usulda amalga oshiriladi.

Ulardan biri quyidagicha. Birinchidan, koordinatalari aniqlanadi (1.41-rasmga qarang). Shubhasiz

=

Bu yerda F_D - D – nuqtadagi uzilish vaqtidagi cho’zuvchi kuch qiymati;

A_b - bo’yinning uzilgandan keying ko’ndalang kesim yuzasi.

ning qiymati uzilgan namunani tajribadan oldin va keyin teng miqdordagi materialning holatidan o'lchash orqali osonlikcha aniqlanadi. To'xtatish joyi yaqinida, sinovdan oldin namunaning uzunlik birligi A • 1 hajmiga ega va uzulgandan keyin - ( 1+ ). U holda buyerda

=- 1

D^’ nuqtaning absissasini qo’yidagi formuladan aniqlaymiz

= – 1+

Bundan tashqari, shu tarzda topilgan D^’ nuqtadan OD egri chiziqqa D^’C^’ urinma utkaziladi. OC^’uchastkada namunada bo’yin hosil bo’lmaguncha odatiy diagramma haqiqiy diagrammaga to’g’ri keladi. Deformasiya kata bo’lganda C^’D^’ to’g’ri chiziq haqiqiy diagramma sifatida qabul qilinadi.

1.10.Plastiklik , qavushqoqlik va qattiqlik.

Materialning buzilmasdan kata qoldiq deformasiya hosil qilish qobilyati plastiklik deyiladi.

Plastiklik xususiyati shtamplash, tolalash, egish va hokazo kabi texnologik operatsiyalar uchun juda muhimdir. Plastiklik o'lchovi bo`zilishda uzaytirishdir. qanchalik kata bo'lsa, material shunchalik plastik deb hisoblanadi. Juda plastik materiallarga sirlangan mis, alyuminiy, latun, kam uglerodli po'lat va boshqalarni o'z ichiga oladi. Duralumin va bronza kam plastic material hisoblanadi. Zaif plastik materiallarga legerlangan po'latlarni o'z ichiga oladi.

Plastiklikka qarama-qarshi xususiyat - bu murtlik, ya'ni materialning sezilarli qoldiq deformatsiyalarni hosil qilmaslik qobiliyatidir.Bunday xususiyatga ega bo`lgan materiallar murt materiallar leyiladi.

Bunday materiallar uchun uzilishda uzayishi 2 ... 5% dan oshmaydi va ba'zi hollarda foizlarda o'lchanadi. Mo'rt materiallarga cho`yan, yuqori uglerodli asbobsozlik po'latlari, shisha, g'isht, tosh va boshqalar kiradi. Mo'rt materiallarning cho`zilish diagrammasida oquvchanlik maydoni va qotish zonasi yo'q (1.42-rasm).

Siqilishga sinashda plastik va mo'rt materiallar o`zlarini boshqacha tutishadi. Yuqorida aytib o'tilganidek, parallel plitalar orasiga joylashtirilgan qisqa silindrsimon namunalar siqilishga sinash uchun ishlatiladi. Kamuglerodli po'latlar uchun namunaning siqilish diagrammasi shaklda ko'rsatilgan egri shakliga ega. 1.43. Bu erda, cho`zilish diagrammasi kabi, keyinchalik oquvchanlik maydoniga o'tish bilan hosil olish nuqtasi topiladi. Shu bilan birga, nagruzka passaymaydi, lekin keskin o`sadi. Bu siqilgan namunaning ko`ndalang kesimi yuzasi oshib borishi bilan bog'liq; namunaning o'zi uchida ishqalanish tufayli bochkashaklidagi shaklni oladi (1.44-rasm).

Plastik materialning namunasini ishdan chiqarish deyarli mumkin emas.

Tajriba silindri yupqa diskka aylanadi (1.44-rasmga qarang) va keyingi sinov mashinaning imkoniyatlari bilan cheklangan.

Shuning uchun bunday materiallarning siqilishda mustahkamlik chegarasiini topib bo'lmaydi (1.1-jadvalga qarang).

Siqilish tajribasida mo'rt materiallar boshqacha sinaladi. Ushbu materiallarning siqilish diagrammasi kuchlanish sxemasining sifat xususiyatlarini saqlab qoladi (1.42-rasmga qarang).

Mo'rt materialning mustahkamlik chegarasi siqilisda,cho`zilishdagi kabi aniqlanadi. Namunaning bo'ylama tekisliklar bo'ylab yoriqlar paydo bo'lishi bilan sodir bo'ladi (1.45-rasm).

Mo'rt materiallarning mustahkamlik chegarasi cho`zilishda,siqilishda yuqori mustahkamligini ko`rsatadi.

Cho`yan uchun k= 0,2-0.4

Chinni material uchun k= 0.1-0.2

Plastik materiallar uchun mustahkamlik xarafteristikalari cho`zilishda va siqilishda oquvchanlik chegarasi bo`yicha taqqoslanadi. deb qabul qilinadi.

RASM.1.45

Siqilishda oquvchanlik chegarasi qiymatlari jadvalda keltirilgan. 1.1. Siqilishda mustahkamlik chegarasiga kelsak, bu erda ham ko'p narsa aniq emas.

Sinov natijalari, shuningdek, kuchlanishdan farqli o'laroq, namunaning ko`ndalang kesimi yuzasiga bog'liqligini aytish kifoya. Silindrni yoki kubni siqilishga sinashda - bu bir xil narsa emas.

Cho`zilishda siqilishga nisbatan ko`proq nagruzkani qobul qiladigan materiallar mavjud. Bu odatda tolali strukturaga ega materiallar - yog'och va ba'zi kompozitlar. Ba'zi metallar, masalan, magniy ham bu xususiyatga ega.

Materiallarning plastik va mo'rt qismlarga bo'linishi nafaqat shartli, chunki ikkalasi o'rtasida keskin o'zgarishi yo'q, chunki sinov sharoitlariga qarab, ko'plab mo'rt materiallar plastik va mo'rt kabi plastikka o'xshab qolishi mumkin.

Masalan, tashqi muhit bosimi ostida ( p > 400 MPa) cho`zilish va siqilishga sinashda paytida cho`yan namunasi bo'yinning shakllanishi bilan buziladi. Yuqoridagi qatlamlarning bosimi ostida ko'plab tog 'jinslari qobiq qobig'i paytida plastik deformatsiyaga uchraydi. Cho`zilishda plastik materialining namunasi (1.46-rasm) qiya tekislikda plastik

deformatsiyalarining shakllanishi zaiflashgan qismida qiyin bo'lgani sababli mo'rt uzilishga uchraydi.

Yuklash tezligi va harorat elastiklik va murtlik darajasi juda katta ta'sir ko'rsatadi. Tez yuklanish bilan, murtlik xususiyati juda keskin namoyon bo'ladi va sekin plastiklik xususiyati. Masalan, mo'rt shisha normal haroratda uzoq vaqt ta'sir qilishda qoldiq deformatsiyalarni qabul qilishga qodir. O'tkir zarba yukining ta'siri ostida kam uglerodli po'lat kabi plastik materiallar mo'rt xususiyatlarga ega.

To'g'ri yo'nalishda materialning xususiyatlarini o'zgartirishga imkon beradigan asosiy texnologik operatsiyalardan biri issiqlik bilan ishlov berishdir. Jadvalda keltirilgan ma'lumotlardan. 1.1, ko'rish mumkinki, masalan, toblash po'latning mustahkamlik xususiyatlarini keskin oshiradi va shu bilan birga uning plastik xususiyatlarini pasaytiradi. Mashinasozlikda keng qo'llaniladigan ko'plab materiallar uchun ushbu issiqlik rejimlari materialning zarur mexanik xususiyatlarini ta'minlashi yaxshi ma'lum.

Namunalarni cho`zilish va siqilishga sinashda material xususiyatlarini ob'ektiv baholashni ta'minlaydi. Biroq, ishlab chiqarishda, ishlab chiqarilgan qismlarning sifatini tezkor nazorat qilish uchun ushbu usul ba'zi hollarda katta noqulayliklar tug'diradi. Masalan, cho`zilish-siqilishda sinashda foydalanib, tayyor mahsulotni to'g'ri issiqlik bilan ishlov berish ustidan nazorat qilish qiyin. Bunday nazorat qilish uchun har bir qism qismiga issiqlik bilan ishlov berishning barcha bosqichlaridan o'tgan bir nechta namunalarni qismlar bilan birga ishlab chiqarish kerak, so'ngra ushbu namunalarni kuchlanish yoki siqishni sinovlaridan o'tkazish va shu bilan tayyor qismlarning mexanik xususiyatlarini aniqlash kerak. Bunday usul ishlab chiqarishni sezilarli darajada yuklaydi va boshqarish samaradorligini pasaytiradi.

Shuning uchun, amaliyotda, aksariyat hollarda ular qattiqlikka sinashdan foydalanib, material xususiyatlarini qiyosiy baholashga murojaat qilishadi.

Qattiqlik deganda materialning unga begona jismlarning mexanik kirib borishiga qarshi turish qobiliyati tushuniladi. Bunday qattiqlikni aniqlash mustahkamlikning aniqligini takrorlashi tushuniladi. Unga begona jism bosilganda, materialda mahalliy plastik deformatsiyalar vujudga keladi va mahalliy plastic deformasiya natijasida kuchlar yanada ko'payadi.

Shuning uchun qattiqlik ko'rsatkichi bilan bog'liq kuch va plastiklik ko'rsatkichlari va sinovning o'ziga xos shartlariga bog'liq.

Brinell va Rokvellning qattiqligini o'lchash uchun eng ko'p ishlatiladigan usullar. Birinchi holda, tekshirilayotgan qismning yuzasiga diametri 10 mm bo'lgan po'lat shar, ikkinchi holatda o'tkir olmos uchi bosiladi. Olingan bosib chiqarish o'lchagichi materialning qattiqligini aniqlaydi. Sinov laboratoriyasida, odatda, qattiqlik indikatori yordamida materialning kuchlanish kuchini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan eksperiment orqali tuzilgan konversiya jadvali mavjud. Shunday qilib, qattiqlik sinovlari natijasida qismni buzmasdan materialning mustahkamlik xususiyatlarini aniqlash mumkin.

1.11. Materialning mexanik xususiyatlariga temperatura va vaqt omilining ta'siri

Yuqorida aytilganlarning barchasi normal sharoit deb ataladigan sharoitlarda, ya'ni 20 ° C haroratda va an'anaviy sinov mashinalari tomonidan ta'minlanadigan yuk va cho`zilishning o'zgarishi nisbatan past bo'lgan sharoitlarda sinovlar bilan bog'liq materiallarning xususiyatlari haqida. Oddiy deformasiya tezligi deb hisoblanadi.

Konstruksion materiallar aslida ishlaydigan harorat oralig'i belgilangan normal sharoitlardan ancha yuqori. Materiallar juda yuqori haroratga duch keladigan dizaynlar mavjud, masalan, havo-raketalari va raketa dvigatellari kameralarining devorlarida. Aksincha, ish harorati past bo'lgan konstruktsiyalar mavjud. Bu suyuq gazlarni o'z ichiga olgan sovutish moslamalari va rezervuarlar elementlari.

Keng diapazonda, yuklash tezligi va tashqi kuchlarning harakat vaqti ham farq qiladi. Bir necha yillar davomida tasir qiladigan yuklar mavjud va ularning davomiyligi sekundining milliondan uchida o'lchanadiganlar ham bor.

Ko'rsatilgan holatlarga qarab, materiallarning mexanik xususiyatlari boshqacha namoyon bo'lishi aniq.

Harorat va vaqt omilini hisobga olgan holda materialning xususiyatlarini umumiy tahlil qilish juda murakkab va cho`zilish diagrammalariga o'xshash oddiy eksperimental ravishda olingan egri chiziqlarga mos kelmaydi.

To'rtlik o'rtasidagi funktsional munosabatlar parametrlar: temperatura T va vaqt t (f) = 0) noyob emas va unga kiritilgan miqdorlarning differentsial va integral aloqalarini o'z ichiga oladi.

Ushbu funktsiyaning umumiy analitik yoki grafik tavsifini berishning iloji yo'qligi sababli, hozirgi vaqtda haroratning aniqlanishi va vaqt omilining ma'lum muammolar sinflariga nisbatan ta'siri ko'rib chiqilmoqda. Sinflarga bo'linish asosan tashqi kuchlar turiga qarab amalga oshiriladi. Sekin, tez va juda tez o'zgarib turadigan yuklarga ajratiladi.

Materiallar qarshiligi o'rganiladigan asosiy yuklar asta-sekin o'zgarib turadi yoki statikdir. Vaqt o'tishi bilan ushbu yuklarning o'zgarishi tezligi shunchalik kichikki, deformatsiyalanadigan jismning harakatlanuvchi zarralari tashqi kuchlar ishining ahamiyatsiz qismini oladi. Boshqacha aytganda, tashqi kuchlarning ishi faqat elastik potentsial energiyasiga, shuningdek jismning plastik deformatsiyalari bilan bog'liq qaytarilmaydigan issiqlik energiyasiga aylanadi. Oddiy deb nomlangan sharoitlarda materiallarni sinash statik yuklarning ta'siri ostida amalga oshiriladi.

Agar namunaviy haroratning normal haroratida () chegarasida qolgan har xil haroratda cho`zilishga sinashni o'tkazsak, u holda ma'lum vaqt oralig'ida mexanik xususiyatlarning haroratga bog'liqligini olishimiz mumkin. Ushbu bog'liqlik kristall ichida va kristallararo aloqalarining harorat o'zgarishi va ba'zi hollarda materialdagi tarkibiy o'zgarishlar tufayli yuzaga keladi.

Shaklda 1.47 da elastiklik moduli E, oquvchanlik chegarasi G_oq,ch, vaqtunchalik qarshilik G_v,ch va uzilishdagi cho'zish 0 dan 500 ° C gacha bo'lgan kamuglerodli po'latlar uchun haroratga bog'liqligi ko'rsatilgan. Rasmdan ko'rinib turibdiki, 0 ... 300 "S oralig'idagi elastik modul deyarli o'zgarmaydi. va yanada jiddiy o'zgarishlarga duch kelmoqdalar, ular aytganidek, po'latning emirilishi sodir bo'ladi – uzilish paytida cho'zish kamayadi.

Temperaturaning yanada oshishi bilan po'latning plastik xususiyatlari va mustahkamlik ko'rsatkichlari tezda pasayadi.

Yuqori temperaturalarda "murtlashish" hodisasi asosan kam uglerodlili po'latlarga xosdir. Legirlangan po'latlar va rangli qotishmalar haroratning ko'tarilishi bilan monotonik usishni monotonik pasayishi. Shaklda 1.48, 30ХГСА xrom-marganes po'latining tegishli mos keladigan egri chiziqlarini ko'rsatadi.

RASM.1.48

Shakl 1.48

Harorat qancha yuqori bo'lsa, materialning mexanik xususiyatlarini aniqlash shunchalik qiyin bo'ladi. Bu nafaqat tajriba texnikasidagi qiyinchiliklar kuchaygani uchun, balki xususiyatlarning o'zi kamroq aniqlangani uchun ham sodir bo'ladi. Statik yuklanishda, ba'zi harorat qiymatlaridan boshlab, vaqt koeffitsienti keskin ta'sir qiladi. Ba'zi materiallar uchun bu past haroratlarda, boshqalari uchun esa yuqori haroratlarda sodir bo'ladi. Vaqt omilining ta'siri normal haroratda ham aniqlanadi. Biroq, metallar uchun uning ta'sirini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Ba'zi bir organik materiallar uchun, hatto past haroratlarda ham, yuklanish darajasi aniqlanadigan xususiyatlarga sezilarli darajada ta'sir qiladi.

Yuklangan qismda paydo bo'ladigan deformatsiyalar va kuchlanishlar vaqtining o'zgarishi ga krepler deyiladi.(ползучести)

Krepkaning o'ziga xos namoyon bo'lishi doimiy kuchlanish ostida qaytarib bo'lmaydigan deformatsiyalarning ko'payishi hisoblanadi. Ushbu hodisa samaradorlik deb ataladi. Keyingi ta'sirning aniq tasviri bu katta santrifüj kuchlar va yuqori harorat ta'sirida disk turidagi va gaz turbinasi pichoqlarining kattalashishi. Hajmning bunday o'sishi qaytarilmasdir va odatda dvigatel ko'p soat ishlaganidan keyin o'zini namoyon qiladi.

O'chirish xususiyatlarining yana bir o'ziga xos namoyon bo'lishi - yengillik - bu doimiy deformatsiya bilan vaqt o'tishi bilan kuchlanishning o'z-o'zidan o'zgarishi. Bo'shashishni, xususan, yuqori haroratlarda ishlaydigan murvatli bo'g'inlarning siqilishini yumshatish misolida kuzatish mumkin.

Qoldiqni tekshirishning eng oson usuli. Agar namunani doimiy ishlaydigan kuch bilan yuklasak (1.49-rasm) va haroratning o'zgarishi sharoitida uning o'zgarishini kuzatib tursak, turli xil kuchlanishlarda deformatsiyaning vaqtga bog'liqligini ta'minlaydigan qoldiq diagrammalarini olamiz (1.50-rasm).

Ushbu egri chiziqlardan ko'rinib turibdiki, zo'riqishning kuchayishi dastlab juda tez sodir bo'ladi. Keyin jarayon barqarorlashadi va deformatsiyalar doimiy tezlikda ko'payadi. Vaqt o'tishi bilan namunada bo'yin paydo bo'ladi, odatdagi sinovda bo'lgani kabi.

Uzilishdan biroz oldin, mahalliy deformatsiyaning keskin ko'payishi kesim yuzasining kamayishi natijasida sodir bo'ladi. Yuqori haroratlarda, vaqt o'tishi bilan deformasiyaning o'zgarishi tezroq sodir bo'ladi. Ushbu material uchun, krep nazariyasi usullaridan foydalangan holda, biz samaradorlik diagrammalarini relaksatsiya diagrammalariga o'zgartirishimiz mumkin. Ikkinchisini esa eksperimental usulda olish mumkin

To'g'ri, buning uchun yanada murakkab uskunalar talab qilinadi

 

Shakl 1.50-rasm. 1.51

namunaning cho'zilishini saqlab turganda, kuchlanish o'zgarishini o'lchash kerak.

Siljish sharoitida materialning asosiy mexanik xususiyatlari bo`lib siljish va mustahkamlik chegarasi hisoblanadi.

Uzoq muddatli chidamlilik chegarasi deb, ma'lum vaqtdan keyin cho`zilgan namunasi bo`zilishidan kelib chiqibiga yukning boshlang`ich kesim yuzasiga nisbatiga aytiladi..

Shunday qilib, uzoq muddatli mustahkamlik chegarasi bo`zilgunga qadar bo'lgan vaqt oralig`iga bog'liq. Ikkinchisi detalning xizmat muddati va o'nlab soatdan yuz minglab soatgacha o'zgaradi. Vaqtning bunday keng doirasiga ko'ra, uzoq muddatlimustahkamlik chegarasi ham o'zgaradi. Vaqt o'sishi bilan, u tabiiy ravishda pasayadi.

Siqilish chegarasi - bu ma'lum bir vaqt ichida plastik deformatsiya oldindan belgilangan qiymatga etib boradigan kuchlanish.

Ko'rinib turibdiki, siqilish chegarasini aniqlash uchun vaqt oralig'ini (qismning xizmat qilish muddati bilan belgilanadi) va ruxsat etilgan deformatsiyalar oralig'ini (qismning ish sharoitlari bilan belgilanadigan) belgilash kerak.

Uzoq muddatli mustahkamlik va siqilishning chegaralari haroratga bog'liq. Haroratning oshishi bilan ular aniq pasayadi.

Vaqti-vaqti bilan o'zgarib turadigan yoki siklli turli xil statik yuklar orasida alohida o'rin egallaydi. Bunday yuklar ostida materiallarning chidamliligi masalalari materiallar qarshiligining maxsus qismining tarkibini tashkil qiladi va materialning chidamliligi yoki charchoq tushunchalari bilan bog'liq.

Statikadan keyin tez o'zgaruvchan yoki dinamik yuklarning sinfini ko'rib chiqing.

Ushbu yuklanishlarni baholashda ikkita yondashuv mavjud. Bir tomondan, agar u jismdagi zarralarning sezilarli darajada deformatsiya tezligini keltirib chiqarsa, u tez o'zgaradi deb hisoblanadi, shuning uchun harakatlanuvchi massalarning umumiy kinetik energiyasi tashqi kuchlarning umumiy ishining muhim qismini tashkil etadi. Boshqa tomondan, yukning o'zgarishi tezligi plastik deformatsiya tezligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Agar jismni o'rnatish paytida plastik deformatsiyalar to'liq amalga oshishi uchun vaqt bo'lmasa, yuk tez o'zgaruvchan deb hisoblanadi. Bu holat shtammlar va stresslar o'rtasidagi kuzatilgan bog'liqlik xususiyatiga sezilarli darajada ta'sir qiladi.

Tez o'zgaruvchan yuklanishlarni baholashda birinchi mezon asosan egiluvchan jismlarning tebranish masalalarini tahlil qilishda, ikkinchisi - tez deformatsiya jarayonlari bilan bog'liq materiallarning mexanik xususiyatlarini o'rganishda qo'llaniladi.

Plastmassa deformatsiyalari tez yuklanish paytida to'liq anglash uchun vaqtga ega bo'lmagani uchun, material kuchlanish tezligi oshishi bilan kamayadi va mo'rtlashadi. Namuna zarralarini qiya joylar bo'ylab surish qiyin bo'lgani uchun, sindirish yuki biroz oshishi kerak. Sekin va tez o'zgarib turadigan yuklanishlarning kuchlanish diagrammalarini taqqoslash orqali yuqorida aytib o'tilganlarni tasvirlash mumkin (1.52-rasm).

Tez yuklanish sharoitida plastik deformatsiyalarning rivojlanishi qiyin bo'lgani sababli, yoriqlar rivojlanishi dominant sinish mexanizmi hisoblanadi. Bunday holda, material mahalliy stressning kuchayishiga juda sezgir. Bu materialni mo'rt sinishga sezgirligi uchun sinovning maxsus usuli – zarbiy qovishqoqlik deb atashga imkon beradi.

Zarbiy qovushqoqlik sinovi quyidagicha. 2 mm chuqurlikdagi kesma 10 x 10 kvadrat tasavvurlar namunasida amalga oshiriladi. Namuna tayanchlarga joylashtirilgan (1.53-rasm) va mayatnikning boshi bilan kesma tomonga qarama-qarshi tomondan urilgan. Mayatnikning ta'siridan oldin va undan keyingi balandligi o'rtasidagi farq namunani yo'q qilishga sarflangan energiyani aniqlashga imkon beradi. Bu energiya qancha katta bo'lsa, materialning yopishqoqligi shuncha katta bo'ladi. Yopishqoqlikning qiyosiy o'lchovi - bu kuchsizlangan qismning maydoniga yo'naltirilgan energiya.

Ta'kidlash muhimki, haroratning pasayishi bilan zarbiy qovushqoqlik kamayadi, bu tabiiy ko'rinadi.  Ko'pgina materiallar uchun kritik past haroratlar mavjud bo'lib, o'tish paytida qattiqlik bir necha bor ko'tariladi. Masalan, ba'zi bir po'latlar, arktik sharoitda ishlaydigan inshootlar va transport vositalari uchun material tanlashda alohida e'tibor berilishi kerak bo'lgan sovuq shafqatsizlik xususiyatlarini namoyish etadi.

Ko'rib chiqilgan uchta turdagi yuklanishlarning oxirgisi vaqt o'tishi bilan juda tez o'zgarib turadigan yuklanishlardir. Ularning o'zgarishi tezligi shunchalik kattaki, tashqi kuchlarning ishi jismning harakatlanuvchi zarralarining kinetik energiyasiga deyarli to'la bo'ladi va elastik va plastik deformatsiyalar energiyasi nisbatan kichikdir.

Juda tez o'zgarib turadigan yuklanishlar soniyasiga bir necha yuz metr va undan yuqori tezlikda harakatlanadigan jismlar ta'sir qilganda ro'y beradi. Ushbu yuklanishlarni zirhga kirish masalalarini o'rganishda, portlash to'lqinining halokatli ta'sirini baholashda, kosmik kema yo'lida uchraydigan sayyoralararo changning kirish qobiliyatini o'rganishda hal qilish kerak.

Juda yuqori yuklanish sharoitida materialning deformatsiya energiyasi nisbatan kichik bo'lganligi sababli, materialning qattiq holati bu holatda ikkinchi darajali ahamiyatga ega. Oson deformatsiyalanadigan (deyarli suyuq) muhitning harakat qonunlari paydo bo'ladi va yangi sharoitlarda materialning jismoniy holati va fizik xususiyatlari masalalari alohida o'rin tutadi. Shunday qilib, materiallarning qarshiligi jarayonida juda yuqori yuklanish tezligi bilan bog'liq muammolar ko'rib chiqilmaydi.

1.12.Ehtiyotlik koefisienti

Cho`zilish va siqishga sinash natijasida biz materialning mexanik xususiyatlari haqida asosiy ma'lumotlarni olamiz. Endi biz olingan tajriba natijalarini injenerlik konstruksiyalarini mustahkamlikka amaliy hisoblashda qanday ishlatish kerakligini ko'rib chiqamiz.

B7da allaqachon aytib o'tilganidek, asosiy va eng keng tarqalgan bu kuchlanishni hisoblash usuli. Ushbu usulga binoan, kuchlanishni hisoblash yuklangan tuzilishning bir nuqtasida yuzaga keladigan eng katta kuchlanish maksimumiga muvofiq amalga oshiriladi. Kuchlanish maksimal ishchi kuchlanishi deyiladi.

U ma'lum bir materialga va konstruksiyaning ish sharoitlariga xos bo'lgan ma'lum qiymatdan oshmasligi kerak.

Kuchlanishni hisoblash formulaga muvofiq amalga oshiriladi

= ,

bu erda - bu ma'lum bir material uchun ma'lum bir kuchlanish chegarasi; n - birdan kattaroq son, ehtiyotlik koefisiyenti yoki shunchaki ehtiyotlik deb ataladi. Odatda, konstruksiyaning o'lchamlari allaqachon ma'lum va tayinlangan, masalan, ekisplatatsion sabablarga ko'ra yoki yaroqliligi sababli. Mustahkamlikka hisoblash - bu tekshirish.

Bunday holda, G_max ehtiyotlik koefisiyenti hisoblab chiqiladi va haqiqiy ehtiyotlik koefisiyenti aniqlanadi.

Agar BU ehtiyotlik koefisiyenti konstruktorni qoniqtirsa, tekshirish hisobi ijobiy natija bergan deb ishoniladi.

Construksiyani loyihalashda ba'zi xarakteristik o'lchovlar to'g'ridan-to'g'ri mustahkamlik talablaridan tayinlanishi kerak va n ning qiymati oldindan belgilanadi.

Keyin kerakli o'lchamlar

shartdan olinadi

bu erda - ruxsat etilgan kuchlanish.

Qaysi kuchlanishni chegara sifatida olish kerakligi va pni qanday belgilash kerakligi hal qilishda qoladi.

Ishchi tuzilishda sezilarli qoldiq deformatsiyalari paydo bo'lishining oldini olish uchun odatda plastik materiallar qiymati sifatida qabul qilinadi (1.54-rasm).

Bu holda koeffitsient n_t bilan belgilanadi va oquvchanlik bo`yicha zaxira koeffitsienti deb ataladi. Mo'rt matereallar va ba'zi hollarda plastik materiallar uchun G<sub>v.ch</sub> mustahkamlik chegarasi qabul qilinadi. Qo`yidagini hosil qilamiz

= /

- bu mustahkamlik chegarasi zaxira koefisiyenti.

Hisoblash, kuchlanishni tahlil qilish mumkin bo'lgan yagona narsa emas.

Agar hisoblash chegaraviy yuklanishda amalga oshirilsa, u holda chegaraviy yuklanishdagi ehtiyotlik tushunchasi kiritilishi mumkin

=

bu erda F_L va F_ish - mos ravishda cheklangan va ishchi yuklanishlar. Bikrlikka (жесткость) hisoblashda

=

va chegaraviy va ishchi kuchishdir.

ning qiymati ko'pgina materiallar qarshiligi jarayonida ko'rib chiqilgan masalalardan tashqarida bo'lgan bir qator turli xil mulohazalar asosida tanlanadi.

Birinchidan, zaxira koeffitsientini hisoblangan tuzilishning o'ziga xos ish sharoitlarini hisobga olmasdan tayinlash mumkin emas. Koeffitsient n amaliy tajribalardan kelib chiqib aniqlanadi va o'tgan davrda shunga o'xshash tuzilmalarni yaratishda amaliy tajribaga va ma'lum bir davrda texnologiyaning rivojlanish darajasiga asoslangan. Texnologiyalarning har bir sohasi allaqachon o'z an'analarini, o'ziga xos talablarini, o'ziga xos usullarini va nihoyat, xavfsizlik omiliga muvofiq hisob-kitoblarning o'ziga xos xususiyatlarini ishlab chiqdi. Shunday qilib, uzoq xizmat qilish uchun mo'ljallangan statsionar qurilish inshootlarini loyihalashda ular ehtiyotlik koefisientining juda katta qiymatlarini oladi (n_v = 2 ... 5). Qurilishga og'irlik cheklovlari qo'yiladigan aeronavtika muhandisligida, xavfsizlik omillari (yoki xavfsizlik omillari deb ataladigan narsalar) kuchlanish kuchiga qarab 1,5 ... 2 oralig'ida o'rnatiladi. Ushbu texnik sohadagi loyihalashtirish mas'uliyati bilan bog'liq holda, amaliyot individual birliklar va uchuv apparatlarining yakuniy yuklarni to'g'ridan-to'g'ri aniqlash uchun majburiy statik tajribalarni o'tkazish usulini ishlab chiqdi.

Zaxira koefisiyentiini tanlash kuchlanishni hisoblash usullariga, ushbu usullarning aniqlik darajasiga va qismning yo'q qilinishiga olib keladigan oqibatlarning og'irligiga bog'liq.

Zaxira koefisiyentining qiymati, shuningdek, material xususiyatlariga bog'liq. Plastik material bo'lsa, mo'rt materialdan tayyorlangan qismni hisoblashda oquvchanlik chegarasi kamroq bo'lishi mumkin. Bu juda ravshan, chunki mo'rt material turli xil tasodifiy shikastlanishga va kutilmagan ishlab chiqarish kamchiliklariga nisbatan sezgir. Bundan tashqari, plastik materialdagi kuchlanishlarning tasodifiy ko'payishi faqat kichik qoldiq deformatsiyalarga olib kelishi mumkin, shu bilan birga mo'rt materialda to'g'ridan-to'g'ri bo`zilish bo'ladi.

Zaxira koeffitsientini tanlash bo'yicha savollarni o'rganish tarkibiy kuchni hisoblash bilan bog'liq bo'lgan intizomning bir qismi sifatida kiritilgan. Zaxira koefisiyentini to'g'ri tanlash ko'p jihatdan hisobchining san`atiga va konstruktorning tajribasi va mahorati bilan belgilanadi.

2-BOB . BURALISH