Пән бағдарламасының титулдық парағы (syllabus)


Дәріс сабақтарының мазмұны



бет2/5
Дата02.05.2016
өлшемі0.95 Mb.
1   2   3   4   5

6 Дәріс сабақтарының мазмұны



1 Тақырып. Кіріспе.

Жоспар:

  1. Материалдар кедергісі. Есептеу денелерінің түрлері.

  2. Сыртқы күштер және олардың классификациясы.

  3. Кернеулер

  4. Деформациялар


1 «Материалдар кедергісі» деп конструкция элементтерін беріктікке, қатаңдық пен орнықтылыққа зерттейтін ғылымды айтамыз.

Беріктік деп конструкцияның немесе оның жеке элементтерінің сыртқы күш әсеріне қирамай қарсыласу қабілетін айтады.

Қатаңдық деп конструкция мен оның элементтерінің деформацияға қарсыласу қабілетін айтады.

Орнықтылық деп конструкцияның немесе оның элементтерінің белгілі алғашқы серпімді тепе-теңдік күйін сақтау қабілетін айтады.

Есептеу денелерінің түрлері. Инженерлік практикада кездесетін сан алуан конструкция элементтері пішіндері мен өлшемдеріне байланысты жинақталып, төмендегідей қарапайым түрлерге жіктелген:

  1. Білеу(брус)– екі өлшемі үшіншісінен әлдеқайда кіші дене (1.1,а,б-сурет). Дербес жағдайда білеудің көлденең қимасының ауданы тұрақты , ал осі түзусызықты болуы мүмкін.(1.1,б-сурет)

1.1.- сурет


Осі түзусызықты білеуді шыбық немесе стержень деп атайды.

Білеудің осі дегеніміз көлденең қималардың ауырлық центрлерінің геометриялық орны.(1.1,в-сурет)

  1. Пластина – ара қашықтығы басқа өлшемдеріне қарағанда өте кіші, екі жазық бетпен шектелген дене (1.2,а-сурет)

  2. Қабықша – ара қашықтығы басқа өлшемдеріне қарағанда әлдеқайда кіші болатын екі қисық сызықты беттермен шектелген дене ( 1.2,б-сурет)

  3. Массив – үш өлшемдері өзара шамалас дене.



1.2-сурет


  1. Сыртқы күштер және олардың классификациясы

Сыртқы күш деп, денелердің бір-бірімен әсерін, демек, сол конструкция элементтерінің өзара әсерін де айтады. Сол сияқты берілген конструкция элементінің басқа денемен әсері қарастырылған элемент үшін сыртқы күш болып табылады. Мысалы, шанға құйылған жермайдың салмағы шан орнатылған тұғырға түседі, одан тұғырдың аяқтары арқылы іргетасқа түседі. Элементтің өз салмағы да сыртқы күшке жатады.

Сыртқы күштер көлемдік және беттік болып бөлінеді. Беті арқылы берілетін сыртқы күш беттік, ал көлемі арқылы берілетін сыртқы күш көлемдік күш деп аталады.

Беттік күштер қадалған немесе таралған болуы мүмкін.

Қадалған күш деп ,конструкция элементтеріне ,өз өлшемдерімен салыстырғанда, өте шағын аудан арқылы берілетін күшті айтады. Қадалған күштің өлшем бірлігі ньютон(Н), килоньютон(кН), меганьютон( МН). Мысалы, тісті берілістегі тістердің бір-біріне әсері. Ауданның өте шағындығына байланысты қадалған күш әдетте денеге нүкте арқылы беріледі деп есептелінеді.

Таралған күш деп, не элементтің барлық көлеміне(көлемдік күш) , не белгілі бір ауданына ( жазықтық күш) , не белгілі бір ұзындыққа( сызықтық немесе бойлық жүк) үздіксіз түсірілген күшті айтады. Ол қарқындылығымен сипатталады. Қарқындылық деп, күштің бірлік көлемге, немесе бірлік ауданға , немесе бірлік ұзындыққа түсірілген шамасын айтады. Қарқындылық латынша q әрпімен белгіленеді,сәйкесінше, таралған күштердің өлшеем бірлігі: көлемдік күш – Н/м3, кН/м3, МН/м3; жазықтық күш – Н/м2, кН/м2, МН/м2; сызықтық немесе бойлық күш – Н/м, кН/м, МН/м.

Бұл күштер таралу заңдылықтарына байланысты біркелкң таралған тұрақты және бірқалыпсыз таралған айнымалы күштер деп жіктеледі. Біркелкі таралған тұрақты күштің кез-келген нүктедегі қарқындылығы өзара тең, ал бірқалыпсыз таралған айнымалы күштің қарқындылығы әртүрлі.

Денеге тұтас көлемі арқылы берілетін күштер қатаң түрде үздіксіз біркелкі тараған деп қарастырылады.

Көлемдік күшке мысал ретінде дененің салмағын, жазықтық күшке –будың қазан қабырғасына қысымын, сызықтық күшке – ені ұзындығынан өте аз арқалыққа ұзына бойлы түсірілген күшті келтіруге болады.

Сыртқы күш әсер ететін уақытына байланысты да екі топқа бөлінеді: тұрақты күш және уақытша күш.

Тұрақты күш деп мөлшері мен бағыты өзгермейтін күшті айтады. Егер денеге түскен күштердің шамасы немесе бағыты уақытқа байланысты өзгеріп отырса, ондай күштерді айнымалы күштер деп атайды.

Сыртқы күштерді статикалық және динамикалық деп те топтастыруға болады.


3 Кернеулі күйі деп аталатын, жүктелген шыбық материалы жағдайының ең маңызды сипаттамасы болып ,ішкі күштердің қарқындылығы есептеледі, яғни серпімді күштердің қима ауданының бірлігіне шаққандағы шамасы. Бұл шама кернеу деп аталады.

Ішкі күштердің теңәсерлі күші ∆F – ның шексіз кіші аудан ∆А –ға қатынасы жүргізілген қиманың берілген нүктесіндегі орташа кернеу деп аталады.


рор = ∆F ∕∆A
Элементар қиманың шексіз кіші ауданы нөлге ұмтылғандағы көрсетілген қатынастың шегі берілген нүктедегі толық кернеуді немесе нақты кернеуді береді( 1.5,б-сурет).


1.5-сурет 1.6-сурет

Кернеудің өлшем бірлігі : Н/м2, кН/м2, МН/м2 немесе Па, КПа, МПа. 1КПа=103 Па, 1МПа=106Па.

Қарастырылған қимадағы берілген нүктенің кернеуі векторлық шама, ол бағытымен және шамасымен анықталады. Жалпы алғанда, берілген нүктедегі кернеу элементар қиманың жазықтығына кез келген α бұрышымен түсуі мүмкін(1.6-сурет).

Толық кернеудің көлденең қима жазықтығына перпендикуляр Оx осіне түсірілген проекциясы тік кернеу деп аталып, σ әрпімен белгіленеді, ал қима бетіне түсірілген проекциясы жанама кернеу деп аталып , τ әрпімен белгіленеді(1.6,а-сурет).

Әлбетте , тік және жанама кернеулердің шамалары
σ = р sinα, τ=p cosα(1.4)
Демек, толық кернеудің шамасы



4 Деформациялар

Қандай дене болмасын сыртқы күш әсерінен өздерінің өлшемдері мен пішіндерін өзгертеді, яғни деформацияланады, ақырында күштің бір жеткілікті үлкен шамасында қирайды, бірнеше бөлшектерге бөлінеді. Денелердің өлшемдері мен пішіндерінің өзгеруін деформация деп атайды. Сыртқы күш әсері жойылғанда, денедегі деформация да жойылса, ондай деформацияны серпімді деформация деп атайды, ал дененің күш әсері жойылғаннан кейін өзінің алғашқы қалпына келу қасиеті серпімділік деп аталады.



Қалдық немесе пластикалық деформациядеп денеде сыртқы күш әсері жойылғаннан кейін де сақталып қалатын деформацияны айтады, ал материалдың қалдық деформация беретін қасиетін пластикалық деп атайды.

Дененің сызықты өлшемдерінің өзгеруін сызықтық деформация, ал бұрыштық өлшемдерінің өзгеруін бұрыштық деформация деп атайды.



Әдебиет [1], [2].
2 тақырып. Бойлық созылу мен сығылу

Жоспар:

1 Бойлық созылу мен сығылу

2 Бойлық және ендік деформациялар, кернеу. Гук заңы.
1 Созылу немесе сығылу деп сыртқы күштер әсерінен білеудің кез келген көлденең қимасында тек бойлық күш N пайда болғанда болатын деформацияларды айтамыз (2-сурет).

Созылу деформациясымен шынжырларды, арқандарды,болттарды, әр түрлі аспаларды есептеуде кездессек , сығылу деформациясы іргетастар( фундаменттер) мен тіректерді есептеуде қарастырылады.

Бойлық күш N қима әдісімен анықталады. Кез келген қимадағы бойлық күш шама жағынан қиманың бір жағында жатқан барлық сыртқы күштердің бойлық өске түсірілген проекцияларының алгебралық қосындысына тең.

Бойлық созушы күш оң, ал сығушы күш теріс таңбалы деп саналады. Бойлық күштің білеу бойындағы өзгеру заңдылығын кескіндейтін график бойлық күштің эпюрі деп аталады.

Созылған немесе сығылған білеудің көлденең қимасында тік кернеу ғана болады және ол Бернулиидің жазық қималар жорамалы бойынша, қима ауданына біркелкі жайылып таралады деп тұжырымдаған. Сондықтан білеудің кез келген көлденең қимасындағы тік кернеу шамасы, осы қимадағы бойлық күштің қима ауданына қатынасымен анықталады
(2.1)
мұндағы,σ - қимадағы тік кернеу; N- бойлық күш, A - қиманың ауданы.

Бойлық күш сияқты, созушы кернеудің таңбасы оң, ал сығушы кернеудің таңбасы теріс. Кернеудің өлшем бірліктері: Па, КПа, Мпа.

2 Бойлық күштің әсерінен білеудің ұзындығының өзгеру шамасын бойлық абсолют деформация деп, ал енінің өзгері шамасын ендік абсолют деформация деп атайды.

Білеуді бойлық осінің бойымен созғанда ( 3- сурет) оның




3 -сурет

абсолют деформациясы мынадай болады


(2.2)
Мұндағы l ,b – білеудің ұзындығы мен ені; l1, b1білеудің күш әсерінен кейінгі ұзындығы мен ені.
(2.2)
қатынасымен анықталатын шама бойлық салыстырмалы деформация деп, ал
(2.3)
қатынасымен анықталатын шама ендік салыстырмалы деформация деп аталады.

ε және ε' шамалары сызықтық деформация деп те аталады.

Ендік салыстырмалы деформацияның ε' бойлық салыстырмалы деформацияға ε қатынасының абсалют шамасын ендік деформация коэфициенті деп, немесе Пуассон коэфициенті деп атайды.


(2.4)
Пуассон коэфициентінің мәне барлық изотропты матералдар үшін мынадай

Салыстырмалы деформация мен ендік деформация коэфициенттері бірліксіз шамалар.

Материалдардың серпімді шектерінің аралығындағы салыстырмалы деформациялардың ε кернеулергі σ тура пропорционалдық тәуелдігі – Гук заңы деп аталады
(2.5)
Мұндағы Е – материалдың бірінші текті серпімдік модулі, ол материалдардың сызықтық деформацияға қарсыласуын сипаттайды. Өлшем бірлігі – Па, КПа, МПа.

Егер білеу қимасындағы бойлық күш пен қима ауданы тұрақты шама болсы (N=const, A=const) білеудің ұзару /қысқыру/ шамасы төмендегі формуламен анықталады



(2.6)
Мұндағы ЕА – білеудің көлденең қимасының қатаңдығы, ол білеудің көлденең қимасының сыықтық деформацияға қарсыласуын сипаттайды.

Әдебиет [1], [2].
3 Тақырып. Созылу және сығылу кезіндегі материалдардың механикалық қасиеттері
Жоспар:

1 Материалдың механикалық сипаттамалары.

2 Созу диаграммасы
1 Сан алуан конструкцияларға қойылатын беріктік және қатаңдық талаптарын орындау үшін ең алдымен конструкцияларда пайдаланылатын материалдардың механикалық сипаттамаларын білу қажет. Материалдың механикалық сипаттамалары тәжірибе жүзінде арнаулы үлгілерді сынау арқылы анықталады.



1.10 – сурет

Материалдардың үлгілерін (1.10 – сурет) сынау тәсілдерінің ішінде кең тарағаны – созуға сынау, өйткені созуға сынау нәтижесінде алынатын шамалар материалдардың басқа да деформацияларға қарсыласу қабілетін айтарлықтай толық сипаттайды. Сонымен қатар созуға сынау өте жеңіл жүзеге асырылады.

Арнаулы сынақ машиналарында, зерттеу барысында үлгілерді созушы күшпен жүктейміз. Бойлық күштің үздіксіз өзгеруін үлгінің абсолюттік ұзаруымен бірге қадағалап отыру қажет. Материалдардың созу деформациясына қарсыласу қабілетін толық зерттеу үшін күш пен үлгі деформациясының арасындағы тәуелділікті көрсететін созу диаграммасы деп аталатын график тұрғызылады.

2 Азкөміртекті жұмсақ болаттың сынақ кезінде алынатын созылу диаграммасы 1.11 – суретте көрсетілген. Диаграмманың абцисса осінде үлгі деформациясы - ∆l абсолют созылу шамасы , ал ордината осіндегі деформация тудыратын күш – F өрнектелген.



    1. сурет

Бұл диаграммадан төмендегідей негізгі механикалық сипаттамалар анықталады:

  • Гук заңына бағынышты аралықтағы (диаграммада ОА – аралығы) ең үлкен кернеу σpr. Бұл кернеу σpr пропорционалдық шек деп аталады да келесі өрнекпен анықталады:

σpr = Fpr / A0 (3.1)


мұндағы Fpr – пропорционалдық шекке сәйкес күштің шамасы.

А0 – үлгінің жүктемеге дейінгі көлденең қимасының ауданы.

А нүктеден жоғарыда диаграмма қисаяды, Гук заңы бұзылып, деформация кернеуден тез өсе бастайды. А нүктеге өте жақын диаграмманың қисық сызық бөлігінде материалдың тағы бір маңызды сипаттамасы – серпімділік шегі жатады.

  • Қалдық немесе пластикалық деформация тудырмайтын кернеудің ең үлкен шамасын ( диаграммада А мен В нүктесі аралығында) – серпімділік шегі деп атап, келесі өрнекпен есептейді

σе = Fe / A0 (3.2)


мұндағы Fе – серпімділік шекке сәйкес күштің шамасы.

Диаграмманың А нүктесінен өткеннен кейін , жоғарыда айтылғандай , Гук заңы бұзылып, деформация кернеуге қарағанда тез өсе бастайды да, кейбір В нүктеден бастап диаграммада түзу сызықты жазық бөлік пайда болады, яғни бұл аралықта материал аққандай болып деформация іс жүзінде тұрақты күш әсерінде өседі.

Деформацияның өсуі күштің тұрақты мәнінде өтетін кернеудің ең аз шамасын ( диаграммада В нүктеден кейінгі түзу сызықты аралық) аққыштық шегі деп атап, келесі өрнекпен есептейді
σу = Fy / A0 (3.3)
мұндағы Fу - аққыштық шекке сәйкес күштің шамасы.

Кернеудің шамасы аққыштық шегіне тең болғанда, материал пластикалық деформацияға ұшырайды. Жалтырата өңдеген үлгі бетінде бірқалыпты таралған, бойлық оске 45° бұрыш жасай өтетін , қалың сызықшалар пайда болады (1.12, а-сурет). Оларды Чернов-Людерс сызықшалары деп атайды. Бұл сызықшалар – ең үлкен жанама кернеулер әсер ететін жазықтарда жатқан кристалдардың өзара сығылысу нәтижелері.

Материал аққыштық аралығында біршама ұзарғаннан кейін , қайтадан сыртқы күш әсеріне қарсыласу қабілетіне ие болып беріктенеді – күш өсе бастайды. Сәйкес аралықта диаграмма дөңес өзгеріп, күш С нүктесінде ең үлкен мәніне жетеді.

Диаграмманың осы ең жоғары нүктесіне сәйкес келетін (диаграммада Е-нүктесі) кернеу беріктік шегі деп аталып, шамасы келесі формуламен анықталады


σu = Fu / Au. (3.4)
мұндағы Fu – беріктік шекке сәйкес күштің шамасы.

Материалдың беріктік шегін уақытша қарсыласу шегі деп те атайды.

Кернеу шамасы беріктік шегіне жеткенше, үлгідегі бойлық және ендік деформация оның ұзындығы бойынша бірқалыпты таралады, ал жеткеннен кейін бұл деформациялар ең осал жерге жиналып (1,11 және 1,12б - суреттер), сол кезде тез жергілікті жіңішкеру - қылта мойын пайда болады. С нүктесінен кейін диаграмма сызығы, көлденең қима ауданының кішірейуіне байланысты, дөңес сызықпен төмендейді, яғни әсер етуші сыртқы күштің шамасы төмендей бастайды. Қылта мойын пайда болған аралықта көлденең қима ауданының кішірейуіне байланысты кернеу шамасы өсіп, үлгі үзілуге тақайды. Бір мезетте D нүктесіне сай келетін күштің шамасында үлгі үзіледі.

- Үзілу кезіне сәйкес келетін кернеу шамасы қирау шегі деп аталып, келесі формуламен анықталады


σr = Fr / Ao (3.5)
мұндағы Fr - қирау шекке сәйкес күштің шамасы.



1,12- сурет 1,13 - сурет

Созу диаграммасы (1,11- сурет) күш пен үлгі деформациясы арасындағы тәуелділікті көрсетеді, сондықтан да ол үлгінің өлшемдеріне байланысты. Диаграмманың көрсетілген кемшілігінен құтылу үшін ордината осін σ = F / Ao арқылы, ал абсцисса осін ∆l/l=ɛ арқылы өрнектейтін диаграмма тұрғызылады. бұл диаграмма шартты кернеу диаграммасы деп аталады. Өйткені бұл диаграммадығы механикалық сипаттамалар (σpr, σе, σу,σu және σr) үлгінің сынауға дейінгі бастапқы қима ауданы арқылы анықталған (1,13- сурет).

Қарастырылған азкөміртекті жұмсақ болаттың созылу диаграммасы пластикалық материалдарға тән. Морт материалдардың созылу диаграммасы қарастырылған диаграммадан өзгеше болады және үлгілер қылта мойынсыз күштің аз шамасында қирайды (1,14- сурет).

Сығылу деформациясына негізінен созудан гөрі сығуға жақсы қарастырылатын морт материалдар сыналады.

Ә
дебиет [1], [2].

4 Тақырып. Созылу және сығылу кезінде беріктік пен қатаңдыққа есептеу
Жоспар:


  1. Созылған (сығылған) білеудің беріктік шарты

  2. Созылған (сығылған) білеудің қатаңдық шарты

1 Созылған (сығылған) білеудің беріктік шарты


(4.1)
мұндағы Nmax, σmax – қауіпті қимадағы бойлық күш пен ең үлкен тік кернеу (қауіпті қима ең үлкен тік кернеу әсер ететін қима); А- қауіпті қима ауданы; σadm мүмкіндік кернеу.

Пластикалық материалдардың созу мен сығуға қарсыласу қабілеті бірдей болғандықтан мүмкіндік кернеу былайша тағайындалады


(4.2)
мұндағы σy – материалдардың аққыштық шегі; n – беріктік қоры коэфициенті.

Морт материалдарының мүмкіндік кернеуі олардың созылу мен сығылуға қарсыласу қабілеттерін ескере отырып тағайындалады


(4.3)
мұндағы σu,t ; σu,c - материалдардың созу мен сығу деформацияларындағы беріктік шектері.

Беріктік шартына (2.7) сүйеніп, төмендегідей есептер қарастырылады:

1) жобалау есебі, яғни берілген N мен σ adm бойынша білеудің көлденең қимасының ауданын, немесе оның өлшемдерін анықтау
(4.4)

2) беріктікке тексеру есебі, яғни берілген N мен А бойынша білеудің көлденең қималарындағы ең үлкен тік кернеуді анықтап, оны мүмкіндік кернеумен салыстыру


(4.5)

3) жүк көтеру қабілетін анықтау есебі ( жүк көтергіш есебі), яғни берілген А мен σadm бойынша білеудің көтеретін жүгінің ең үлкен шамасын анықтау


(4.6)
2 Білеуді есептегенде беріктік шартымен қатар қатаңдық шарты да орындалу тиіс. Созылған не сығылған білеудің қатаңдық шарты, егер N мен А тұрақты болса, төмендегідей болады
(4.7)
мұндағы Δladm – мүмкіндік абсолютті ұзару (қысқару).

Әдебиет [1], [2].
5 Тақырып. Кернеулі және деформацияланған күй теориялары

Жоспар:

1 Кернеулі және деформациялы күйлер теориясы

2 Беріктік жорамалдары
1 Теорияның негізгі түсініктері. Нүктеден өтетін сан алуан жазықтықтағы тік және жанама кернеулердің жиынтығы нүктенің кернеулі күйін сипаттайды.

Әр уақытта нүктенің айналысынан жазықтық аудандарындағы жанама керенеулері нөлге тең куб тәрізді элемент бөліп алуға болады. Жанама кернеулері нөлге тең аудандары бас аудандар деп, ал онда әсер етуші тік кернеулерді бас кернеулер деп атайды.

Бас кернеулер – берілген нүктенің кернеулі күйін сипаттайтын тұрақты шамалар. Олар шамалары мен таңбаларына байланысты ең үлкен мәні , орташа , ең кішісі арқылы белгіленеді, яғни бас кернеулер арасында мынадай байланыс бар: .


Бас кернеулерінің үшеуі де нөлден айырықша болатын нүктенің кернеулі күйі көлемді кернеулі күй деп аталады. (2.1,а-сурет), егер екі бас кернеуі нөлден айырықша болса, екі осьтік немесе жазық кернеулі күй делінеді (2.1,b-сурет). Нүктенің бір ғана бас кернеуі нөлге тең болмайтын кернеулі күйі, бір осьтік немесе сызықтық кернеулі күй деп аталады. (2.1,с-сурет).

Өgroup 236зара перпендикуляр көлбеу қималарға әсер ететін жанма кернеулер шамасы жағынан тең, ал бағыттары жағынан қарама-қарсы болады (2.2-сурет). Бұл тұжырым кернеудің жұптық заңдылығы деп аталады


. (5.1)

Сызықтық кернеулі күйінде (2.3-сурет) көлденең қимамаен -бұрышын жасайтын көлбеу қимадағы кернеу төмендегі формуламен анықталады


(5.2)
мұндағы -көлденең қимадағы тік кернеу.


Каталог: arm -> upload -> umk
umk -> Әдістемелік нұсқаудың титулдық парағы
umk -> Дәрістердің тірек конспектісі
umk -> Ф со пгу 18. 2/05 Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
umk -> Пән бойынша оқыту бағдарламасының (Syllabus) титулдық парағы
umk -> БАҒдарламасы (Syllabus) pkya 2204 «Кәсіби қазақ тілі»
umk -> Бейнелеу өнерін оқыту әдістемесі» пәні бойынша 5В107000– «Бейнелеу өнері және сызу мамандығының студенттеріне арналған пәнді зерттеу әдістемесі арналған тапсырма
umk -> Лекционный комплекс
umk -> 1 Пәннің мақсаты мен міндеттері, және оқу үрдісінде алатын орны Пәннің мақсаты
umk -> ЖҰмыс бағдарламасы қазақ журналистикасының тарихы 5В050400 «Журналистика» мамандығының студенттеріне арналған Павлодар
umk -> Әдістемелік ұсыныстар мен нұсқаулардың; әдістемелік ұсыныстардың; әдістемелік нұсқаулардың титул парағы


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет