Ысқаша теориялық мәлiметтер.

Барлық машиналарының конструкциялары мен бөлшектерi кернеулер концентраторларын алады, қай болмай қалмайтын, олардың жұмыс жасауларын қамтамасыз етеді. Концентраторлармен болып табылады, мысалы:

- ғимараттың қабырғасы және ғимараттардағы терезелiк және есiк ойықтары;

- жүк тиеу және жүктердi түсiру үшiн соттардың палубаларындағы люктер;

- бөлшектердегi әр түрлi саңылаулар;

- жер астындағы өңдеуiнiң жанында көмбе тау массивтарындағы қуақаздары штольнялар

Бұл конструктивтiк бiртектi еместiктердiң бар болуы сапалыға және олардың орналастырылуы аудандарындағы кернеулi күйдi көптеген өзгерiске алып келедi. Белгiлi жай, (10.1-шi сурет) бiр қалыпты созылған жолақтың материалы бiр өстi кернеулi күйде және көлденең қималардағы болады формула бойынша анықталатын тек қана тік кернеулер жұмыс iстейдi.

σ = Ғ/А ₁(10.1)

бұл жерде F- созушы күш

А _і = b_і ·t — көлденең қиманың ауданы (b_і - ені, t - жолақтың қалындығы).

10.1- сурет. Кернеу концентрациясының физикалық модельі:

а- концентраторы жоқ жолақ; б- концентраторы бар жолақ

Ұзына бойына қималардағы кернеулерiн болмайды. Кез келген элемент үшiн статистиканың тепе-теңдiк шарттарының орындауы, ерекшеленген көлденең ұзына бойына қималарды анық.

Жолақтың өстерiне (10.1-шi сурет) дөңгелек саңылауда болатынын болжаймыз, өте баяулатқан көлденең қима бұл плошадьде бұрынғы қалпында қалды:

А ₂ = А ₁ = (b₂-D)t. (10.2)

Бұл жерде D- саңылауды диаметр.

Егер материалдың кернеулi күйi өзгермейтiн деп санаса, онда көлденең қимадағы кернеу бiр қалыпты және осылай анықталады:

σ_о = Ғ/А ₂ = Ғ'/(b₂-D)t. (10.3)

Көлденең және бойлық қималармен элемент тілкемнің материалынан белгілейміз, бір пұшпақтарынан ойықтың нобайынан болып табылады.

Егер саңылау кернеулi күй пайда болудың нәтижесiнде өзгермейтiнiн ойласа, кернеулер, жұмыс iстейтiн шегiнде ерекшеленген элементтер бiрде, статистиканың тепе-теңдiк шарттарына қанағаттандыруға тоқтайды. Қалыпты кернеуді теңестiру үшiн көлденең қимадағы жанама кернеулердiң ұзынын бойына қимасындағы бар болу керек. Қалыпты кернеуді теңестiру үшiн, көлденең қимадағы қозғалыс жанама кернеулердiң ұзын бойына қимасында бар болу керек. Жанама кернеулердi булылықты заң бойынша, бұл дегенмен Y осі үшін жанама кернеулердiң көлденең қимасында пайда болуға және статистикалардың тепе-теңдiгiнiң шарттардың бұзылысына автоматты түрде алып келедi. Оларды қанағаттандыру үшiн қалыпты кернеулердiң элементінiң ұзын бойына болуы керек. Сайып келгенде, шамаланған бiр өстi айтарлықтай айырмашылығы болады екен кернеулi күйдегi қарастырылған элементтiң материалы. Серпiмдiлiк теориялары әдiстердi зерттеу жолақтың көлденең қимасындағы қалыпты кернеулердi бiр қалыпты жiктелетiнiн көрсетедi: нүктеге, жақын нобайларға, айтарлықтай көбiрек ненiң - (10.2-шi сурет) аз алып тастаған (10.3) формула бойынша өлшеулi олары. Жұмыс iстейтiн қалыпты кернеулер нобайда саңылаулар көлденең қимада болғандықтан көбiрек. Еркiн шетте пластиналар олардың мәнi бойынша тең болатын (А) аралық нүкте бар болу тиiстi.

F= ∫σ_x dA = σ_о A,

10. 2 - сурет. Көлденең қимада σ₀ мен σ_i тарауы(а) және жолақ енімен k_σ өзгеру түрі.

Кернеулер концентраторымен форма немесе (бөлшек) конструкцияның көлденең қимасының ауданының кез келген қатты өзгерісі деп аталады. Кернеудiң шоғырлануымен кернеулер концентраторының орналастырылуын аудандағы материалдың кернеулi күйiн сандық өзгерiс сапалы н деп аталады.
Кернеулер концентраторының сандық бағасы кернеудiң шоғырлануының теориялық коэффициентi көмегiмен берiледi, көлденең қиманың кез келген нүктесi үшiн тең.

k_σ= σ_i/σ₀, (10.5)

бұл жерде σ_i – і нүктесіндегі кернеу,

σ₀ – қимадағы орташа кернеу.

Қиманың нүктелерi үшiн кернеудiң шоғырлануының теориялық коэффициентi айырып танығаны анық: жүк түсiру аймағы бар k_σ>1, үлкен кернеулермен салыстырғанда аймағы бар k_σ>1 және k_σ=1 нүктесі бар. 10,2 сурет.

Шоғырландыруды коэффициенттiң ең үлкен мәндерi к_с саңылауды нобайда алады. Барлық жоғарыда айтылған және жанама кернеулер үшiн принципт әдiл. Әр түрлi сыртқы жүктеменiң жанында әр түрлi кернеулер концентраторлары үшiн І'_с көлемі анықтама әдебиетi бойынша анықталады. Жүктеудi айнымалы режимi бар тiркестегi кернеулер концентраторлары конструкциялар және тетiктердiң қиратуының түгелдей дерлiк түрлерiнiң басқы себептерi болып табылады, сондықтан олардың теориялық эксперименталдi жұмысы үлкен жаттығу мәнiн алады. Лабораториялық жұмысқа кернеудiң шоғырлануы эксперименталдi зерттеледi, жолақтар оның жазықтық имек шеттерінде екi орнықсыз ойықтармен шақырылған. Ойықтардың нобайларында кернеудiң шоғырлануының теориялық коэффициентi (10.3-шi сурет) анықтама графигi бойынша анықтала алады.

10.3- сурет. Концетраторы бар жолақ бейнесі (а) және екі жағынан ойылған жолақтын k_σ анықтамалық мәндері (б).

Дата добавления: 2015-10-02