Materiallar
uchraydi. Sinash uchun silindr yok i kub sh ak lid a nam unalar tayyorlan ad i
Download 78.98 Kb. Pdf ko'rish
|
|
uchraydi. Sinash uchun silindr yok i kub sh ak lid a nam unalar tayyorlan ad i. Silindrning balandligi 3d dan ortmasligi kerak (bu yerda d - silindrning diametri). Agar balandlik bundan oshsa, silindrda s o f siqilishdan tashqari, bo‘ylama egilish ham paydo boMishi mumkin. Kubik namunalar bundan mustasno. Siqilishga sinash tajribalari m axsus press yoki ham siqadigan, ham ch o‘zadigan universal mashinalarda amalga oshiriladi. Tajriba jarayonida namuna shaklining o ‘zgarishi materialning xiliga, uning oMchamlariga, na muna bilan asos orasidagi ishqalanish kuchlariga bogMiq. 2.8-rasmda plastik (a) va m o ‘rt material (b) ning yemirilishi k o ‘rsatilgan. Namunaning pressga tegib turgan yuzalaridagi ishqalanish kuchlari namuna ichidagi kuchlanishlaming notekis tarqalishiga sabab boMadi. Ishqalanishni kamaytirish uchun tegib turuvchi yuzalar moylanadi yoki orasiga yumshoq material to'shaladi. a) b) 2.8-rasm. 2.9-rasm. Qayishqoq materiallar siqilish jarayonida yemirilmaydi (sinmaydi), balki kulchasimon shaklda pachoqlanadi. Yuza oshgan sari deformatsiyaga qarshi lik ham orta boradi. Shuning uchun siqilish diagrammasining k o ‘rinishi o g ‘uvchanlik chegarasidan keyin ch o‘zilish, diagrammasidagi holatdan an cha farq qiladi (2.9-rasm ). Rasmda plastik (yumshoq poMat) va m o ‘rt (cho‘yan) materialning siqilishi diagrammasi tasvirlangan. Siqilish diagrammasida yum shoq poMatning mustahkamlik chegarasi yo'qligi, m o‘rt material, masalan, ch o‘yan esa uncha katta boMmagan n is biy deformatsiya zonasida yemirilishi yaqqol ko‘rinib turibdi. 2-jadvaIda ba’zi materiallar uchun siqilishdagi mustahkamlik chegarasi ( ning qiymatlari keltirilgan. Material a m, M Pa Material Kulrane cho‘van 6 0 0 - 1 0 0 0 Sosna (nam ligi 15%) Granit 1 2 0 -2 6 0 tolalar b o ‘ylab 40 GMsht 8 -3 0 tolalarga k o ‘ndalang 5 Beton 7 - 5 0 Dub (nam ligi 15 %) Tekstolit 1 3 0 -2 5 0 tolalar bo‘ylab 50 Getinaks 1 5 0 -1 8 0 tolalarga k o ‘ndalang 15 2 . 6 . Materiallarning qattiqligini aniqlash Material sirtiga boshqa qattiqroq jism ning botishiga qarshilik ko‘rsatish xususiyati materialning qattiqligi deb ataladi. Qattiqlik materialning muhim xossalaridan biri hisoblanadi. Qattiqlikka qarab materialning mustahkamli- giga baho bersa boMadi. Qattiqlikni aniqlash uchun material yuzasiga maMum kuch bilan sharcha, konus yoki piramida shaklidagi qattiq jism botiriladi. Hosil boMgan botiqlik- ning oMchamlariga qarab, materialning qattiqligiga baho beriladi. Qattiqlikni aniqlash b o ‘yicha eng keng tarqalgan usul Brinell usulidir. Diametri D boMgan toblangan poMat sharcha namuna yoki mahsulotning o ‘ziga F kuch bilan maMum muddat bosiladi. Yuk olingach namunadagi ezilgan joy (botiqlik) ning diametri d oMchanadi (2.10-rasm). Brinellga ko‘ra qattiqlik soni HB ezuvchi kuch F ni botiqlik sferik sirti yuziga taqsimlash yoMi bilan aniqlanadi. U ning formulasi: HB = 2 F (2.14) bu yerda: F - tashqi kuch, kgk; D - sharcha dia metri, mm; d - botiqlik diametri, mm. Qattiqlik soni N /m m2 da ifo d a la n a d i, biroq odatda, birlik k o ‘rsatilmaydi. Agar materialning qattiqligi HB > 4 5 0 0 # / л ш 2 boMsa, ezish uchun sharcha qoMlab boMmaydi chunki sharchaning o ‘zi pachoqlanishi mumkin. Bunday hollarda olm os konus (Rokvell usuli) yoki olmos piramida (Vikkers usuli) ishlatiladi. Bundan boshqa usullar ham mavjud. Qattiqlikni aniqlash keng tarqalgan sinov turlariga kiradi. Buning saba- bi sinovlarning soddaligidir. Materialning qattiqligini korxonaning o ‘zida bevosita mahsulotning o ‘zidan aniqlasa ham boMaveradi, chunki buyumda qoladigan iz ko‘p hollarda mahsulot ko‘rinishini buzmaydi. Tajribalaming ko‘rsatishicha, ba’zi materiallar uchun Brinell bo‘yicha qattiqlik soni bilan mustahkamlik chegarasi orasida m a’lum b o g ‘lanish mavjud. Masalan, kam uglerodli poMat uchun сгяч« 0 ,3 6 Я В 2.7. Kuchlanishlar konsentratsiyasi Nazariy va tajribaviy tadqiqotlaming ko‘rsatishicha, ch o‘zilgan yoki si qilgan sterjenning ko'ndalang kesimi o ‘zgarmas b o ‘lsa, sterjendagi normal kuchlanish ham bir tekisda boMadi; sakrashlar boMmaydi. Biroq sterjenda o'ymalar yoki tuynuklar boMsa, kuchlanishlarning tarqalishida notekislik- lar, sakrashlar paydo boMadi. Masalan, 2.11-rasm, a da yarim aylana shak- lida o ‘yilgan dumaloq sterjen va tuynukli yassi namunada (2.11-rasm, b) normal kuchlanishlarning notekis tarqalganligini ko‘ramiz. a) b ) 2.11-rasm. Kuchlanishning keskin ortishi uncha katta boMmagan zonada ro‘y bera di, bu zonadan o ‘tgach kuchlanish kamayib, o ‘zgarmas holatga keladi. Maksimal kuchlanishning o'rtacha kuchlanishga nisbati kuchlanishlar konsentratsiyasi koeffitsienti deb ataladi va a harfi bilan belgilanadi: а = — ; (2.15) ст bu yerda crmax- o ‘yiq, teshiklar yaqinida hosil boMadigan eng katta (maksi- mal) kuchlanish; cr - kuchlanishlar tekis tarqalgan zonadagi kuchlanish, ya’ni o ‘rtacha kuchlanish; bu kuchlanishni ko‘pincha nominal kuchlanish deb ataladi. Kuchlanishlar konsentratsiyasi (bir joyga to ‘planish) koeffitsientini aniq lash uchun k o ‘rinib turibdi. Ammo bu kuchlanishni aniqlash ancha murakkab masala. Uni faqat elastiklik nazariyasi uslublari orqali yoki tajriba yoMi bilan aniq lash mumkin xolos. Turli holatlar uchun aniqlangan ст ning qiymatlari spra- vochniklarda beriladi. Odatda, uning qiymatlari 1,2-3 atrofida boMadi. Samolyot va mashina detallarini loyihalash va mustahkamlikka hisob- lashda kuchlanishlar konsentratsiyasini hisobga olish lozim boMadi. Imkoni boricha chuqur o ‘ymalar, kesim keskin o ‘zgaradigan joylar, turli xil teshik lar qilishdan qochmoq zarur. Chunki aynan ana shular atrofida kuchlanish lar konsentratsiyasi paydo boMadi, bular esa materialni muddatidan ilgari ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin. Detal sirtlariga, ayniqsa, o ‘ta mus- tahkam toblangan poMat kabi materiallar sirtlariga yaxshilab ishlov berish kerak. S illiqlagich diskdan qolgan arzimas izlar ham qattiq toblangan poMatning mustahkamlik chegarasini 10-20% ga kamaytirishi mumkin. 2.8. Ruxsat etilgan kuchlanishlar. Kesim tanlash Barcha narsa va hodisalarning m e’yori boMgani singari kuchlanishlar ning ham yoM q o ‘yiladigan, ruxsat etiladigan m e’yori, darajasi bor. Tashqi kuchlar ta’siridagi konstruksiya elementlari xavf-xatarsiz ishlashi uchun ular- dagi kuchlanishning eng katta qiymati ma’lum chegaradan, yani m e’yordan oshib ketmasligi kerak. Ana shu chegara, ana shu m e’yor turli xil material lar uchun tajriba yoMi bilan aniqlanib, spravochniklarda yozib qo‘yilgan. Bunday m e’yorning nomini ruxsat etilgan kuchlanish deyiladi va [cr] bel- gi bilan ifodalanadi. Ruxsat etilgan kuchlanishlar yoki mustahkamlik zaxirasini to ‘g ‘ri belgi- lash katta amaliy ahamiyatga ega. Agar ruxsat etilgan kuchlanish katta miq- dorda qabul qilinsa, konstruksiyaning mustahkamligiga putur yetadi. Rux sat etilgan kuchlanishning qiymati kichikroq o lin sa , konstruksiyaning oMchamlari kattalashadi; bu esa o ‘z navbatida uning vaznini va narxini ortishiga olib keladi. Konstruksiya vaznining ortishiga ko‘p hollarda, masa- lan, samolyotsozlikda y o ‘l q o ‘yilmaydi. Ruxsat etilgan kuchlanishni to‘g ‘ri tanlash uchun ko‘pgina hollami hisob- ga olish zarur boMadi. A w alam bor konstruksiya elementlariga ta’sir etuv chi tashqi kuchlar ko‘pincha to ‘g ‘ri va aniq topilgan deb boMmaydi. Bun dan tashqari, aksariyat hollarda, ayniqsa, konstruksiya elementlarining mu rakkab shakllarida kuchlanishlar ham taqribiy aniqlanadi. Kuchlar va kuch- lanishlarni hisoblashda aniqlik darajasi qanchalik past boMsa, ruxsat etilgan kuchlanishlami belgilashda mustahkamlik zaxirasini shuncha katta tanlash lozim boMadi. Mustahkamlik zaxirasi shunday belgilanishi lozimki, piro- vard oqibatda kuch va kuchlanishlami hisoblashda yoM q o ‘yilgan xatolar yopilib ketsin. Ruxsat etilgan kuchlanishning miqdoriga materialning xili ham sezilarli ta’sir etadi. Materialning bir jinsli emasligi qancha yuqori boMsa, mustahkam lik zaxirasini shuncha katta olish zarur, chunki bir jinsli boMmagan materi- allarning mexanik hossalarini to ‘g ‘ri aniqlash murakkab masala. Konstruksiya uzoq muddatga moMjallangan boMsa, mustahkamlik zaxirasi bu holda ham katta olinadi. Samolyot dvigatellarining mustahkamlik za xirasi q o ‘z g ‘almas dvigatellarnikiga nisbatan kichikroq tanlanadi, chunki aviatsiya dvigatellari yengil boMishi kerak; shu sababli ishlash muddati ham statsionar dvigatellamikidan ancha kam boMadi. Keltirilgan umumiy ma’lumotlar ruxsat etilgan kuchlanish tanlash ma- salasi naqadar murakkab ekanligini k o ‘rsatadi. Bu borada amaliyotda uchray digan barcha hollar uchun yaroqli boMgan umumiy m e’yorlami tavsiya etish imkoni y o ‘q. Biroq shunga qaramay mashinasozlikning ba’zi sohalari ham da qurilish sohasi uchun bunday m e’yorlar ishlab chiqilgan va amalda qoMlaniladi. Hisoblash usullarining takomillashuvi. tajribalaming ortishi, materiallar hossalariga doir bilimlarning chuqurlashuvi natijasi oMaroq rux sat etilgan kuchlanishlar vaqti-vaqti bilan toMdirilib va tuzatilib boriladi. M e’yorlarda (normalarda), o ‘z aksini topmagan hollarda ruxsat etilgan kuchlanishlar yuqorida keltirilgan umumiy mulohazalar hamda o'xshash konstruksiyalar tajribasida foydalangan holda qabul qilinadi. Materialni ishdan chiqaradigan xavfli kuchlanish mustahkamlik chega rasi deyiladi. Plastik materiallar uchun oquvchanlik chegarasi cr7 xavfli kuchlanish sanaladi. M o‘rt materiallar uchun esa xavfli kuchlanish tariqa- sida mustahkamlik chegarasi crm qabul qilinadi. Tabiiyki, bu kuchlanishlar ruxsat etilgan kuchlanishlar boMolmaydi. Foydalanish sharoitida konstruk siya elem entlaridagi kuchlanishlar elastiklik chegarasi doirasida boMishi uchun a T va crin lami bir muncha kamaytirish lozim bo‘ladi. Shunday qilib, ruxsat etilgan kuchlanish quyidagi formula orqali aniqlanishi mum kin: И = 7 ( 2 Л 6 ) bu yerda a - xavfli kuchlanish (cr?. yoki crm); к - mustahkamlik zaxirasi koeffitsienti. Mustahkamlik zaxirasi koeffitsientining qiymatlari materialning xiliga (m o ‘rt yoki plastikligiga), ta’sir etuvchi yukning xarakteriga (statik yoki dinam ikligiga) va boshqa om illarga b o g ‘liq. K o ‘p sonli tajribalarning ko'rsatishicha «к» ning qiymatini plastik materiallar uchun 1,4-1,6; m o‘rt materiallar uchun esa 2 ,5 -3 ,0 oralig‘ida olish mumkin. Ruxsat etilgan kuchlanishni to ‘g ‘ri tanlash katta ahamiyatga ega, chun ki loyihalanayotgan konstruksiyaning mustahkamligi, ayniqsa, masalaning iqtisodiy tomonlari, ya’ni material sarfi aynan ana shunga bog'liq. Shuning uchun ham mashinasozlik va binokorlikda q o ‘llaniladigan asosiy material- laming ruxsat etilgan kuchlanishlarini belgilash masalalari bilan davlat or- ganlari shug'ullanadi. Davlat organlari o ‘rnatgan m e’yor (norma) larga loy- iha tashkilotlari amal qiladilar. Materialning sifati yaxshilangan sari hamda hisoblash usullarining takomillashuvi bilan ruxsat etilgan kuchlanishlar miq dori oshirib boriladi. Hozirgi paytda q o ‘llanishda bo‘lgan ruxsat etilgan kuchlanishlarning m o‘ljal qiymatlari 3-jadvalda keltirilgan. 3-jadval Cho‘zilish va siqilish uchun asosiy ruxsat etilgan kuchlanishlarning mo‘ljal qiymatlari Materiallar nomi Ruxsat etilgan kuchlanish, MPa C ho‘zilish uchun Siqilish uchun Quyma kulrang cho'yan St2 markali po'lat St3 markali p o ia t Ko'priklar uchun St3 markali po'lat Uglerodli konstruksion mashinasozlik po‘lati Legirlangan konstruksion mashinasozlik poMati Mis 2 8 -8 0 120-150 140 160 140 6 0 -2 5 0 1 00-400 va yuqori 3 0 -1 2 0 Lotun 7 0 -1 4 0 Bronza 60 -1 2 0 Alumin 3 0 -8 0 Aluminli bronza 80 -1 2 0 Duralumin 80 -1 5 0 Tekstolit 3 0 -4 0 Getinaks 5 0 -7 0 Fanera 4 0 -5 0 Sosna tolalar bo‘ylab 7 -1 0 10-12 Sosna tolalarga ko'ndalang 1,5-2 Dub tolalar bo‘ylab 13-15 Dub tolalarga k o ‘ndalang 2 -3 ,5 Toshdevor 0,3gacha 0 ,4 -4 G'isht devor 0,2gacha 0,6 -2 ,5 Beton 0 ,1 -0 ,7 1,0-9 Demak ruxsat etilgan kuchlanish [c r ] ma’lum bo‘lsa, konstruksiya ele- mentlarining mustahkamligi ta’minlangan bo‘lishi uchun, ulardagi eng kat ta kuchlanish crmax m e’yoriy kuchlanishdan ortib ketmasligi kerak ekan: (2-17) Bu tengsizlik umumiy holda mustahkamlik sharti deb ataladi. Cho‘zilish va siqilish uchun mustahkamlik sharti quyidagicha ifodalanadi: ^ т а х ^ ф ] (2.18) bu yerda F - c h o ‘zuvchi yoki siquvchi tashqi kuch; A - konstruksiya elementining ko‘ndalang kesim yuzasi. Agar tashqi kuch F hamda m aterialning ruxsat etilgan kuchlanishi m a’lum boMsa elementning lozim boMgan ko‘ndalang kesimi (2.18) for muladan osohgina topiladi: А - щ - <2 I 9 > Shuningdek, k o ‘ndalang kesim yuzasi va ruxsat etilgan kuchlanish m a’lum b o ‘Isa, elementga qo‘yilishi mumkin bo‘lgan tashqi kuchning miq- dorini aniqlasa b o ‘ladi: F<[ ( 2 . 20 ) 2.5-MisoL Uzunligi ( = 0,6m bo'lgan sterjenning o'zgarmas kesim yu zasi diametri aniqlansin (2.12-rasm). Sterjenning materiali St.3 markali po'lat, elastiklik moduli E=2-103 MPa. Sterjenning ko'chishlari epyurasi qurilib, uning umumiy uzunligining о 'zgarishi aniqlansin. F = 1 2 k H F = 1 2 k H I = 6 0 s m 1 /3 1/3 В 3 F 1/3 3 F с © 2 F = 2 4 k H —r-rrrTlTlTl^lTfv^ FI З Е Л 0,0078 sm D ® Fl 0.0078 sm 3 E A F = I 2 k H —► F = 1 2 k H 2 .12-rasm. Y echish. Eng avval sterjenning uchala uchastkasi uchun bo'ylama kuch lar epyurasini chizib olam iz. Chetki uchastkalardagi c h o ‘zuvchi kuchlar Қ = Қ „= Ғ = 12К Н , o ‘rta uchastkadagi siquvchi kuch N n=2F=24KH ni tashkil etadi. St.3 markali p o ‘lat uchun ruxsat etilgan kuchlanish [cr] = 160MPa (3-jadvalga qar.). P o‘lat siqilish va cho‘zilishga birday ishlaganligi uchun maksimal kuchdan (2F) foydalanamiz. Mustahkamlik shartiga ko‘ra ster jenning ko'ndalang kesim yuzasi: _ 2 F 2 -12 - 10 3 , е 2 _ 2 А > - —г = ----------- — = 1,5-10 т = 1 ,5 s m ; [ст] 160 -10 6 ef = ^ - A = l,l3y/U 5 = 1 ,3 8 sm; b o ‘ladi. Buni yaxlitlab d = 14 mm (A = 1.54sm2) deb qabul qilamiz. Sterjen kesimlarining ko'chishlarini aniqlaymiz. Sterjenning chap uchi- ni (A kesim i) koordinata boshi deb qabul qilam iz. B irinchi uchastka k o ‘chishlarini aniqlaymiz. Bu uchastka uchun 0 < * < / / 3 . FX = — ; x = 0 bo'lganda ЛА = 0 ; 1 2 - 10~3 • 0,6 „ 0 1 Л _5 x - t / 3 boMganda *в ~ ’ m = 0,0078 sm. Ikkinchi uchastkada l / 3 < x < 2 / 3 l boMadi, ko'chish quyidagi formula dan topiladi: . F - l l 3 2 F ( x - l l 3 ) AlX I — ------------------------------------- EA EA x = U3 boMganda Лв = 0 ,0 0 7 8 sm boMadi; , FI 1 3 2 F / / 3 x = 2/31 boMganda ------- & T ~ = Sm' Uchinchi uchastkada 2/3/ < x < l boMadi, k o ‘chish fonnulasi: F - l l 3 2 /7 /3 F ( x - 2 / 3 C ) A(x) = - EA EA EA FI jc = 2 / 3 / boMganda = - 0 , 0 0 7 8 sm; 3 EA , F ll 3 2Ғ1/ 3 ҒИЪ л x = l boMganda лд = — -------- + ~7ГГ = 0 - £л K o‘chishlar epyurasi 2.12-rasmda tasvirlangan. Mazkur holda sterjen ning uzunligi o ‘zgarmaydi, chunki uning o ‘ng uchini chap uchiga nisbatan ko‘chishi 0 ga teng. 2.6-misol. Pog'onali sterjen uchun bo'ylama kuchlar, normal kuchla nishlar, nisbiy deformatsiyalar va ko'chishlar epyuralari qurilsin (2.13-rasm). Yechish. Sterjen uch qismdan tashkil topgan. Birinchi qism oraligMda ( 0 < x < l ) b o ‘ylama kuch, normal kuchlanish va nisbiy uzayish x maso- faga bogMiq emas va quyidagi qiymatlarga ega: 2 F 4 F a 4 F N - 2 F - cr = -------= ------- £ = — = -------- 1 ’ 1.5 А З А ’ E ЗЕА' Sterjenning mahkamlangan uchidan x m asofada yotgan kesim ning ko‘chishi . . 4 Fx a ( x ) = e x = Download 78.98 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|