DOIRAVIY SILINDRIK ELASTIK STERJENNING NOCHIZIQLI BURALMA TEBRANISHI
DOIRAVIY SILINDRIK ELASTIK STERJENNING NOCHIZIQLI BURALMA TEBRANISHI MUNDARIJA KIRISH. ........................................................................................................ 3 I BOB. ELASTIKLIKNING NOCHIZIQLI QONUNI ............................. 7 1.1. Sterjenlarning nochiziqli tebranishlari haqidagi tadqiqotlar tahlili 7 1.2. Silindrik koordinatalarda sistemasida kichik deformatsiya tensor lari......................................................................................... 9 1.3. Elastiklikning nochiziqli qonuni.................................................... 16 II BOB. DOIRAVIY KESIMLI ELASTIK STERJENNING NOCHIZIQLI BURALMA TEBRANISHI................................... 19 2.1. Elementar nazariya: Doiraviy kesimli elastik sterjenlarning buralishi......................................................................................... 19 2.2. Doiraviy kesimli elastik sterjenning buralama tebranishlari nochiziqli tenglamasi ................................................................... 25 2.3. O‘ zgarmas sirt kuchi ta’sirida bo‘lgan s terjenning nochiziqli buralma tebranishlari.................................................................... 29 XULOSA........................................................................................................ 34 FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR........................................................ 35 ILOVA........................................................................................................... 38 1
KIRISH Hozirgi zamon texnikasining juda tez sur’atlar bilan rivojlanishi deformatsiyalanuvchi jismlar mexanikasi oldiga yangidan-yangi, vaqt o‘tgan sari tobora murakkablashib borayotgan masalalarni qo‘ymoqda. Shu paytgacha materiallar yuqori bosimli va yuqori haroratli o‘ta murakkab sharoitlarda ishlatilmoqda, yangi-yangi materiallar har xil yuqori haroratlarga chidamli qotishmalar, o‘ta mustahkam va yaroqli modulli tolalar amaliyotda qo‘llanilmoqda. Bunday o‘zgarishlar jismning elastik modeli bilan bir qatorda, deformatsiyalanuvchi qattiq jismning boshqa, mukammaliroq modellarini ham yaratishga, muhandislik qurilmalari hisobida ishlab chiqilganiga ancha bo‘lgan. Lekin shu vaqtgacha foydalanilmagan usullardan, xususan plastiklik, qovushoq- elastiklik, polzuchest nazariyalari usullaridan foydalanishga olib kelmoqda. Bu masalalar ayniqsa jism nuqtalarida yuzaga keladigan kuchlanishlar statistik va ehtimollar nazariyalari usullaridan foydalanishga to‘g‘ri kelganida yaqqol namoyon bo‘ladi. Mavzuning dolzarbligi Doiraviy kesimli sterjenlar juda ko‘p va xilma-xil muhandislik qurilmalarining tarkibiy qismlarini tashkil etadilar. Shunday holda bu sterjenlar turli xil dinamik tashqi ta’sirlar ostida ishlaydilar va ularning kesmlarida turli xil yuklanishlar vujudga keladi. Sterjenlardagi bunday yuklanishlar ta’siridagi tebranishlarini o‘rganish dolzarb masalalaridan biri hisoblanadi. Shu qatori, sterjen nuqtalaridagi tashqi dinamik ta’sirlar natijasida vujudga keladigan kuchlanganlik- deformatsiyalanganlik holatlarini analitik aniqlash hamma vaqt ham mumkin bo‘lavermaydi. Bunday holda masalani yechish uchun sonli usullardan foydalanishga to‘g‘ri keladi. Shu sababli bitiruv malakaviy ishida ko‘rilgan masala dolzarb masalalar qatoriga kiradi. Hozirgi kunda deformatsiyalanuvchi qattiq jismlar mexanikasi masalalarini yechishda qo‘llanilib kelinayotgan sonli usullardan chekli elementlar, chegaraviy elementlar, chekli ayirmalar usullarini keltirishimiz mumkin. Biz bitiruv malakaviy ishdagi masalalarni yechishda chekli ayirmalar usulidan foydalanamiz. Bundan 2
tashqari masalalarni yechish uchun ularning matematik modelini yaratishda asosiy rol o‘ynovchi tebranish nochiziqli tenglamalarini aniqlashtirilgan nazariyadan foydalanib keltirib chiqaramiz. Mana shularni hisobga olgan holda bitiruv malakaviy ishining maqsad va vazifalari belgilanadi. Tadqiqotning ob’ekti sifatida zamonaviy texnika va qurilishning turli sohalarida keng qo‘llaniluvchi doiraviy kesimli elastik sterjen olingan. Tadq iqotning predmeti turli vaqtga bog‘liq o‘zgaruvchi yuklanishlar ta’siri ostidagi doiraviy kesimli elastik sterjenning buralam nochiziqli tebranishlarini o‘rganish tashkil etadi. Bitiruv-malakaviy ishning maqsad va vazifalari Ushbu bitiruv malakaviy ishining asosiy maqsadi elastik sterjenning buralma nochiziqli tebranishlarini tadqiq qilish. Bunda tadqiqotni klassik va aniqlashtirilgan tebranish tenglamalari asosida olib borish va masalalarni sonli usullar yordamida yechish talab etiladi. Ana shulardan kelib chiqqan holda bitiruv malakaviy ishining asosiy vazifalari qilib quyidagilar belgilangan: sterjenda to‘lqin tarqalish jarayonini ko‘ndalang to‘lqinlar sifatida‒ o‘rganish, nochiziqli tebranish tenglamalarini keltirib chiqarish va o‘rganish; ko‘ndalang kesimi doiraviy sterjenning buralma harakatida elastik nochiziq- ‒ lilikni hisobga olgan holda buralma nochiziqli tebranish tenglamalarini keltirib chiqarish va undan xususiy hollarda klassik va aniqlashtirilgan tenglamalarni keltirish; differensial tenglamalarni yechishning sonli usullarini o‘rganish va amaliy ‒ masalalar yechishga tadbiq etish; amaliy masalalar yechish; ‒ olingan natijalar asosida ilmiy xulosalarni chiqarish va amaliy tavsiyalar ‒ ishlab chiqish. Muammoning o‘rganilganlik darajasi. Guk qonuni o‘rinli bo‘lmagan, lekin geometrik chiziqli konstruktiv elementlarning elastik deformatsiyalanishi tadqiqotlari I.A.Tsurpal tomonidan amalga oshirilgan. U nochiziqli nazariyadan foydalanish natijasida, kuchlanishlar konsentratsiyasi koeffitsiyentlari uchun yangi 3
natijalar olgan. Unga ko‘ra bu koeffitsiyentlar, chiziqli nazariyadagidek o‘zgarmas emas, balki tashqi yuk kattaligidan va materialning mexanik xossalaridan nihoyatda bog‘liq. Uning tomonidan, konstruksiyalarning optimal parametrlarini tanlash uchun mustahkamlikka aniqlashtirilgan hisob imkoniyatini beruvchi nochiziqli nazariyani qo‘llash asoslangan. Materiallarning fizik nochiziqliligini hisobga olib konstruktiv elementlar tebranishlari nazariyasini rivojlantirgan va shu sohadagi muammolar ustida ish olib borgan va borayotgan olimlardan I.G.Filippov, T.Sh. Shirinqulov, M.M. Mirsaidov, R.A.Abdukarimov, K.S.Sultanov, X.Xudoynazarov, V.V.Petrov, A.Y.Blinkova, S.V.Ivanov, S.V.Bakushev, A.V.Kudin, Y.H.Tamurov va boshqalarni ko‘rsatish mumkin. Mavzuning ilmiy yangiligi. Kllassik nazariyga ko‘ra, doiraviy elastik sterjenlarning buralma tebranishlari aksariyat hollarda analitik yechimlar asosida tadqiq etilgan. Bu turdagi nochiziqli masalalarni analitik yechish ancha qiyinlashadi yoki ko‘pgina hollarda uni yechib bo‘lmaydi. Shu sababli, sterjenlarning nochiziqli tebranishlari haqidagi masalalarni sonli tadqiq etish masalasi hozirgi vaqtlarda katta ilmiy va amaliy ahamiyatga ega bo‘lmoqda. Bitiruv malakaviy ishida qaralgan va yechilishi uchun sonli usullar tadbiq etilgan masalalarning ilmiy ahamiyati birinchidan fizik nochiziqlilikni hisobga olinganligi va ikkinchidan masalani yechish uchun Maple-17 dasturining matematik paketidan foydalanib masalani yechish usulining qo‘llanilishi ularning shu turdagi masalalarni yechishda asos bo‘lishini ko‘rsatadi. Bitiruv malakaviy ishining ilmiy ahamiyati ham shundan iborat. Mavzuning amaliy ahamiyati. Hozirgi zamon texnikasi, qurilish, yer osti va yer usti inshoatlari, aviatsiya, geologik qidiruv ishlari va boshqa juda ko‘plab sohalarda sterjenlar muhandislik qurilmalarining asosiy elementlaridan biri sifatida ishlatiladi. Eksplatatsiya jarayonida bunday sterjenlar intensiv va impulsiv dinamik yuklar ta’siri ostida bo‘ladilar va juda ko‘p hollarda ularning dinamik chidamlilik darajasini tajribadan emas, balki hisoblashlar yordamida aniqlashga to‘g‘ri keladi. 4
Yuqorida aytilganlar elastik sterjenlarning buralma nochiziqli tebranishlarini tadqiq qilish, ularning tebranish chastotasi, amplitudasi, shakli va boshqa xarakteristikalarini aniqlash muhim amaliy ahamiyatga ega ekanligini ko‘rsatadi. Bitiruv malakaviy ishida qaralgan sterjenning buralma nochiziqli tebranishlari haqida masalalar tadqiqotlari ham shunday tadqiqotlar jumlasiga kiradi va muhim amaliy ahamiyatga ega bo‘lgan masalalardir. Bitiruv malakaviy ishining tuzilishi va hajmi. Ushbu bitiruv malakaviy ishi 39 betdan iborat bo‘lib, kirish, ikkita bob, xulosa va hamda foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxatidan tashkil topgan. Shu hajm doirasiga 21 ta chizma va ilova ham kiradi. 1.1. 5