Құбырдың шеттік қималарын салыстырмалы
Кіріспе
Құрылым элементтерінің орын ауыстыруын есептегенде, олардың деформациясы алдын ала белгілі шекті шамамен салыстырылады. Орын ауыстыру мәндері осы шектен аспауы тиіс. Мұндай тексеру қатаңдыққа есептеу деп аталады.
Қатаңдық пен орнықтылықтың айырмасы
Құрылымға әсер етуші күштің шамасы аумалы (критикалық) мәнінен кіші болғанда, элементтердің деформациясы өте аз болады. Ал күш критикалық мәннен сәл асқанның өзінде деформация кенет және тез өседі.
Бұл құбылыстың айқын мысалы — сырықтың бойлық сығылуы. Белгілі бір сығушы күшке жеткенде сырық майысып, яғни орнықтылығын жоғалтады.
Құрылым элементтерінің орнықтылығын жоғалтпауын қамтамасыз етуге бағытталған есептеу орнықтылыққа есептеу деп аталады.
Құрылыс механикасы және оның салалары
Беріктікке, қатаңдыққа және орнықтылыққа есептеу мәселелерін қарастыратын ғылым — құрылыс механикасы. Оның негізгі салаларына материалдар кедергісі, серпімділік теориясы, пластикалық теория және құрылымдар теориялары жатады.
Материалдар кедергісінің нысаны
Құрылымның жеке элементтерінің беріктігі, қатаңдығы және орнықтылығы зерттеледі.
Теориялық механикамен байланысы
Теориялық механикада дене көбіне абсолютті қатты деп қарастырылса, материалдар кедергісінде сыртқы күштердің әсерінен дене пішінін өзгертіп, деформацияланады деп қабылданады.
Материалдар кедергісінде математикалық талдау, теориялық механиканың әдістері (әсіресе статика), сондай-ақ әртүрлі материалдардың қасиеттерін түсіндіретін физика мәліметтері кеңінен қолданылады.
Қорытынды: ығысу деформациясы және таза ығысу
Кейбір жағдайларда конструкция элементтерінің беріктігі мен қатаңдығы тікелей ығысу деформациясына байланысты болады. Сондықтан ығысу деформациясын және оған сәйкес кернеулі күйді зерттеу қажеттігі туындайды.
Нүктедегі деформациялық күйдің құрамында, жалпы жағдайда, ығысу деформациясы да болады. Оны терең түсіндіру үшін таза ығысу ұғымы енгізіледі.
Таза ығысу дегеніміз не?
Таза ығысу кезінде нүкте төңірегінен ойша бөліп алынған, бағдарланған тікбұрышты элемент тек қана ығысу деформациясына ұшырайды, ал қабырғаларының ұзаруы болмайды. Бұл элементтің жақтарына тек жанама кернеулер әсер етеді.
Демек, екі өзара перпендикуляр, анық бағдарланған алаңдарда тек жанама кернеулер әсер ететін жазық кернеулі және деформациялық күй таза ығысу деп аталады. Бұл алаңдар таза ығысу алаңдары болады.
Таза ығысу кезінде тік кернеулердің маңызды ерекшелігі байқалады: өзара перпендикуляр кез келген алаңдарда олар шамасы бойынша тең, бірақ таңбасы бойынша қарама-қарсы болады. Осылайша, жанама кернеулер үшін тән жұптық заңға ұқсас түрде тік кернеулердің де жұптық заңы орын алады. Бұдан таза ығысу кезінде бас кернеулер шартын қанағаттандыратын қорытындылар туындайды.
Мысал: бұралған жұқа қабырғалы құбыр
Барлық нүктелерінде таза ығысу болатын денеге мысал ретінде бұралған жұқа қабырғалы құбырды келтіруге болады. Құбырдың шеттік қималарын салыстырмалы бұрағанда, оның жасаушысы көлбеуленіп, қабырғалары ығысу деформациясына ұшырайды.
Егер құбырды жасаушы бойымен ойша тіліп қарастырсақ, ол таза ығысуға ұшыраған пластинка түрінде көрінеді.
Ығысу жұмысы
Таза ығысу алаңдарымен шектелген элемент деформацияланған кезде ығысу жұмысы S тек элементтің жоғарғы жағына түсірілген жанама Q күшінің әсерінен атқарылады.