logo

GRUNTLAR MEXANIKASINING NOCHIZIQLI MASALASI

Загружено в:

12.08.2023

Скачано:

0

Размер:

1389.8525390625 KB
GRUN TL A R   MEX A N I K A SI N I N G   N OCHI ZI QL I   MA SA L A SI
MUN DA RI J A
KIRISH ........................................................................................................................................................ 2
- Bob. CHEKLI ELEMENTLAR USULINING ASOSIY TUSHUNCHALARIⅠ ....................................................... 4
1.1 Atamalar .......................................................................................................................................... 4
1.2  Chekli elementlar usulining asosiy qadamlari ................................................................................. 5
1.3 Xatoliklarning manbalari va approksimatsiya .................................................................................. 7
1.4 Chekli elementlar usuli algoritmining umumiy sxemalari ................................................................ 7
1.5 Chekli elementlar haqida tushuncha ............................................................................................... 9
1.5.1  Element atributlari ................................................................................................................. 10
1.5.2  Shaxsiy o ‘lchamlilik ................................................................................................................ 10
1.5.3  Tugun nuqtalari ...................................................................................................................... 11
1.5.4  Element geometriyasi ............................................................................................................. 11
1.5.5  Erkinlik darajasi ...................................................................................................................... 12
1.5.6  Tugun kuchlari ........................................................................................................................ 12
1.5.7  Aniqlovchi munosabatlar ........................................................................................................ 12
1.5.8  Kesim yuzalarining xususiyatlari ............................................................................................. 13
1.6 Mexanikada ishlatiladigan ChE klassifikatsiyasi ............................................................................. 13
- Bob. CHEKLI ELEMENTLAR USULIDA MASALAR YECHIMI
Ⅱ .................................................................. 15
2.1 Chekli element usulining umumiy yechimi .................................................................................... 15
2.2 Potensial energiya to’liq funksionali. ............................................................................................. 19
2.3 Chekli element usulida sterjen cho'zilishi (siqilishi). ...................................................................... 20
2.4 Chekli element usulida sterjen egilishi. ......................................................................................... 25
2.5 Bikir poydevorlar tag yuzi sirtida kontakt kuchlanishlarni tarqalish qonuniyatlari. ....................... 31
2.6 Grunt modellari to‘g‘risida asosiy ma’lumotlar. ............................................................................ 33
2.7 Vinkler modeliga mansub zaminda tasmasimon poydevorlarning egilishi, grunt reaktiv bosimi va
unda hosil bo‘lgan zo‘riqishlarni aniqlash nazariyasi. .......................................................................... 36
2.8   Chekli   element   usulida   bir   uchi   qistirilgan,   bo’ylama   kuch   ta’sirida   ko’ndalang   kesim   pog’anali
o’zgaruvchi sterjen masalasi ............................................................................................................... 41
Xulosa ...................................................................................................................................................... 43
Asosiy foydalanilgan adabiyotlar ro’yhati ............................................................................................... 44
1 KIRISH
      1.      Masalaning         qo    ’   yilishi    .       Bitiruv   malakaviy   ishda   ko ’ ndalang   kesimi
pog ’ anali ,   bo ’ ylama   kuch   ta ’ sir   etayotgan   sterjenni   chekli   elementlar   usuli
yordamida   ajratilgan   elementlari   tugunlaridagi   siljishi   aniqlash   maqsad   qilib
qo ’ yilgan . 
      2.   Mavzuning   dolzarbligi.   Muhandislik   konstruksiyalarida   elastik   sterjenli
sistemalar   jumladan   ramalar,   fermalar,   arkalar,   va   balkalar   keng   qo’llaniladi.
Bitiruv   ishi   doirasida   shunday   konstruksiyalar   biri   sifatida   ko’ndalang   kesimi
pog’anali   bir   jinsli,   bo’ylama   kuch   ta’sir   sterjenning   cho’zilish   (siqilish)
masalasini chekli elementlar usuli yordamida aniqlash dolzarbligi hisoblanadi.
    3. Ishning maqsad va vazifalari.  
        1)   Chekli   elementlar   usuli   izlanayotgan   funksiyaning   tugun   qiymatlariga
nisbatan   algebraik   tenglamalar   sistemasini   tuzishning   qulay   sxemasini   qurish
imkonini   beradi.   Sodda   polinomial   funksiyalar   yordamida   yechimni   taqribiy
approk-simatsiyalash   va   barcha   zaruriy   operasiyalar   alohida   tanlangan
elementlarda   bajariladi.   Keyin   esa   elementlarni   birlashtirish   amalga   oshirilib,
talab   qilingan   algebraik   tenglamalar   sistemasiga   kelinadi.   Alohida   elementdan
ularning to‘la majmuasiga o‘tishning bunday algoritmi ayniqsa geometrik va fizik
murakkablikka ega tizimlar uchun juda qulay. 
        2)   Chekli   elementlar   usuli   yordamida   olingan   har   bir   alohida   algebraik
tenglama   barcha   tugunlar   noma’lumlariga   nisbatan   ularning   bir   qisminigina   o‘z
ichiga   oladi.   Boshqacha   qilib   aytganda,   algebraik   tenglamalar   sistemasining
ko‘pgina koeffitsiyentlari nolga teng, bu sistemani yechishni osonlashtiradi. 
        3)   Masalaning   funksional   tenglamalarni   qanoatlantiruvchi   funksiyalar   orqali
ifodalanuvchi   yechimi   kontinual   yechim   deb   ataladi.   Bulardan   farqli   ravishda,
diskret   masalalarning   yechimi   ularga   mos   algebraik   tenglamalar   sistemasini
qanoatlantiruvchi   chekli   sondagi   parametrlar   orqali   aniq   aniqlanadi.   Xuddi
2 boshqa sonli usullar kabi chekli elementlar usuli ham kontinual masalani  diskret
masalaga   taqribiy   almashtiriladi.   Chekli   elementlar   usulida   bu   almashtirishning
barcha proseduralari sodda fizik ma’noga ega. Bu esa masalani yechishning butun
jarayoni   o‘zini   to‘lasincha   namoyon   qilishiga,   mumkin   bo‘lgan   ko‘plab
xatolardan qochishga va olingan natijalarni to‘g‘ri baholashga imkon beradi. 
     4) Kontinual masaladan tashqari chekli elementlar sxemasi diskret masalalarni
to‘g‘ridan   to‘g‘ri   yechishda   elementlarni   birlashtirishga   va   algebraik
tenglamalarni   tuzishga   ham   qo‘llaniladi.   Bu   esa   usulning   qo‘llanilish   sohasini
kengaytiradi.
      4. Ishning ilmiy tadqiqot usuli.    Ilmiy tadqiqot usuli sifatida bo’ylama kuch
ta’sirada   bo’lgan   ko’ndalang   kesimi   po’g’anali   o’zgaruvchi   sterjenni   chekli
elementlar usulidan foydalanib analitik usulda aniqlash maqsad qilib belgilangan.
    5. Ishning ilmiy-amaliy ahamiyati.   Muhandislik konstruksiyalari hisoblashda
bir   qancha   usullardan   foydalanilgan.   Shunday   usullardan   biri   chekli   elementlar
usuli   hisoblanadi.   Ushbu   usulda   sterjenning   bo’ylama   kuch   ta’sirida   siljishi,
deformatsiyasi, kuchlanishi analitik usulda topilgan.
      6.   Ishning   tuzulishi.   Bitiruv   malakaviy   ishi   kirish,   xulosa   va   foydalanilgan
asosiy adabiyotlar ro’yhatidan iborat bo’lib jami 43 betni tashkil etadi.
      7.   Olingan   natijalar   qisqacha   mazmuni.   Ko’ndalang   kesimi   pog’anali
o’zgaruvchi,   bo’ylama   kuch   ta’sirida   sterjen   tugunlarida   siljishi,   deformatsiyasi,
kuchlanishi chekli elementlar usuli yordamida aniqlandi.
  
3 Ⅰ - BOB. CHEKLI ELEMENTLAR USULINING ASOSIY
TUSHUNCHALARI
1.1 Atamalar
           Agar modelning erkinlik darajasi chekli bo‘lsa, bunday model diskret   model
deyiladi, aks holda  uzluksiz (kontinual)  model deyiladi.
           Chekli elementlar usuli diskretlash usullaridan biri bo‘lganligisababli chekli
elementlar   modelining   erkinlik   darajasi   chekli   bo‘lishikerak.   Asosan   barcha
erkinlik   darajalari   U   bilan   belgilanuvchi   va   erkinlik   darajasi   vektori   yoki   holat
vektori  deb nomlanuvchi matrisa vektoriga yig‘iladi.
          Analitik   mexanikada   har   bir   erkinlik   darajasiga   umumlashgan   kuchlar
ko‘rinishidagi birgalikdagi o‘zgaruvchilar mos keladi. Nomexanik ilovalarda ham
xuddi   shunday,   ya’ni   kuchlar   yoki   kuch   o‘zgaruvchilari   deb   ataluvchi
birgalikdagi   o‘zgaruvchilar   mavjud.   Bu   kuchlar   P   bilan   belgilanuvchi   vektor
matrisaga birlashtiriladi. U v a P orasidagi munosabatlar chiziqli hamda bir jinsli
deb faraz qilinadi. Bundan kelib chiqadi-ki, agar U nolga intilsa, P ham nolga
intiladi, bu holda ular orasidagi munosabat qiividagi asosiy tenglama
bilan ifodalanadi:
KU = P
                                                  (1.1)
bu yerda, K  bikrlik matrisasi  deyiladi.
            U   va   P   vektorlarning   fizikaviy   ma’nosi   chekli   elementlar   usullariniag
qo’llanilish sohasiga qarab o‘zgaradi, bu 1.1-jadvalda ko‘rsatilgan. Agar kuchlar
bilan   ko‘chishlar   orasidagi   munosabat   chiziqli   lekin   bir   jinsli   bolmasa,   (1.1)
tenglama quyidagi munosabatga umumlashtiriladi:
                             KU = P
j + P
m                                            (1.2)
bu yerda, Pj —  boshlang‘ich kuchlarning tugun vektori, masalan, termoelastiklik
masalalarini yechishda boshlang‘ich temperatura kuchlanishlarini hisobga olishda
paydo   bo‘ladigan   bosh!ang‘ich   kuchlarning   tugun   vektori;  	
Pm -   mexanik
kuchlarning vektori.
4 Chekli elementlar qo’lanilish sohasiga qarab  U  va  P  vektorlarning
fizikaviy ma’nosi
1. 1 – jadval
Qo ’ lanilish   sohasi Holat   vektori   U Tutash   vektor   P
Konstruksiya va qattiq
jismlar niexanikasi Ko‘chish Mexanik   kuch
Issiqlik   o‘tkazuvchanlik Issiqlik
o‘tkazuvchanlik Issiqlik oqimi
Potensial oqim Bosim Zarrachaning tezligi
Oqimning umuiniy
korinishi Tezlik Oqim
Elektrostatika Elektr potensiali Zaryad zichligi
Magnitostatika Magnit potensiali Magnit maydon
intensivligi
 
1.2  Chekli elementlar usulining asosiy qadamlari
              Chekli   elementlar   usulining   asosiy   qadamlarini   quyidagi   ko‘rinishda
tasvirlash mumkin:
 Ideallashtirish;
 Diskretlash;
 Yechimi;
        Ideallashtirish.   Ideallashtirish   deganda   boshlang‘ich   fizikaviy   sistemadan
matematik   modelga   o‘tish   jarayoni   tushuniladi.   Bu   jarayon   texnikaviy   va
muhandislik masalalarini echishda eng muhim qadam hisoblanadi.
        Bu   jarayonda   model   tushunchasi   eng   asosiy   o‘rinni   egallaydi.   Sistemaning
o’zini   qanday   tutishini   oldindan   izohlab   beruvchi   va   modellashtirish   uchun
tuzilgan   qurilma   deb   model   tushunchasiga   simvoliktarif   berish   mumkin.
matematik   modellashtirish   yoki   ideallashtirish   muhandisning   real   fizikaviy
5 sistemadan   sistemaning   matematik   modeliga   o‘tish   jarayoni   hisoblanadi
(ideallashtirish jarayoni).
       Real fizikaviy sistemaga misol tariqasida ko‘ndalang kuchlar bilan ynklangan
yassi   plastinani   ko‘rib   chiqamiz.   Muhandis   sifatida   plastinadagi   kuchlanishlarni
tahlil   qilib   chiqishimiz   uchun   zarur   bo‘lgan   sistemaning   matematik   modellari
quyidagicha bo‘lishi mumkin:
1. Membrananing egilishi nazariyasiga asoslangan juda yupqa plastina 
modeli.
2. Kirxgoffning klassik nazariyasiga asoslangan o‘ta yupqa plastina modeli. 
3. Mindlin-Reyssner nazariyasiga asoslangan etarli darajadagi qalin plastina 
modeli.
4. Uch o‘lchovli elastiklik nazariyasiga asoslangan o‘ta qalin plastina modeli.
          Diskretlash.   Real   muhandislik   masalalarini   echishda   matematik
modellashtirish jarayoni birinchi soddalashtiruvchi qadam hisoblanadi. Ammo bu
fizik sistemalarning matematik modellari sodda bo‘lishi kerak degani emas. Ular
ko‘pincha   xususiy   hosilali   fazoviy   koordinatalar   bilan   bog‘langan   va   vaqt
bo‘yicha   o’zgaruvchan   hamda   murakkab   cliegaraviy   shartlar   bilan   ifodalangan
ko'rinishda qo'llaniladi. Bunday modellar cheksiz erkinlik darajasiga ega.
            Tenglamalarning   echimi   analitik   yoki   sonli   bo‘lishlari   mumkin.   Analitik
yechimlar   keng   ko‘lamdagi   masalalarga   qo‘llanilishi   mumkin,   chunki   ular
simvolik shaklda ifodalanadilar. Lekin ularni keltirib chiqarish sodda tenglamalar,
muntazani maydonlar va o‘zgarmas chegaraviy shartlar bilan cheklangan. Chunki
muhandis oldida turgan ko‘pgina masalalarni analitik echib bo‘lmaydi yoki juda
katta mas’uliyat, vaqt va kuch talab qilinadi, shuning uchun ularni hal qilishning
yagona   yo‘li   sonli   modellashtirish   va   yechish   usullarini   tatbiq   qilishdir.   Sonli
modellashtirishni   animalda   qo‘llash   uchun   esa   ularning   erkinlik   darajalarini
chekli   qiymatlarigacha   kamaytirilishi   lozim.   Bu   jarayon   diskretlash   deyiladi.
Diskretlash   jarayonining   natijasida   diskret   model   hosil   qilinadi.   Murakkab
muhandislik   sistemalari   uchun   bu   model   ko‘p   qatlamli   dekompozisiyalash
natijasidir. Aytib o‘tish joizki, diskiretlash fazoviy koordinatalar bo‘yicha liamda
6 vaqt   bo‘yicha   amalga   oshiriladi,   shuning   uchun   fazoviy   va   vaqt   bo‘yicha
diskretlash ga bo’linadi.
1.3 Xatoliklarning manbalari va approksimatsiya
            Sonli   modellaslitirishning   har   bir   qadami   o‘ziga   xos   xatoliklarni   beradi.
Muhandislik   amaliyotida   fizikaviy   sistemadan   matematik   sistemaga   o‘tishdagi
yo‘l   qo‘yilgan   xatolik   muhim   ahamiyatga   ega   bo‘lgan   xatoliklardan   biri
hisoblanadi.   Ammo   bu   qadamdagi   x;atolikni   aniqlash   juda   murakkab   va   uni
baholash   juda   qimmatga   tushadi,   chunki   modellami   verifikasiyalash
eksperimental   ma’lumotlar   bilan   solishtirishni   talab   qiladi,   agar   ular   mavjud
bo‘lsa, lekin ko‘p hollarda bu
ma’lumotlar mavjud bo‘lmaydi.
          Keyingi   o‘rinda   diskretlash   xatoligi   turadi.   Diskret   modellashtirish   jarayoni
xatoligi   hisobga   olinraagan   holda   ham   olingan   sonli   ychimlar   umumiy   holda
approksimatsiyalardan,   ya’ni   matematik niodelning taqribiy yechimlaridan   iborat
bo‘ladi. Bu bilan diskretlash xatosiga yoki  xatolikka  ega bo’lamiz.
          Diskret   model   yechimi   aniqligini   erkinlik   darajasini   oshirish   orqali
ta’minlashni   mumkin,   ya’ni   erkinlik   darajasi   cheksizlikka   intilganda   diskretlash
xatoligi   nolga   intilishini   intutiv   ravishda   aytish   mumkin.   Bu   tushuncha   taqribiy
yechimning   yaqinlashislti   talablarini   ifodalaydi.   Lekin   bu   tushunchani   isbotlash
hamma   vaqt   ham   mumkin   bo‘lavermaydi   va   bu   muammo   approksimatsiya
nazariyasining muhim vazifalaridan biri bo‘lib qolaveradi.
1.4 Chekli elementlar usuli algoritmining umumiy sxemalari
     Chekli elementlar usuli algoritmini quyidagicha ifodalash mumkin:
        1.   Qaralayotgan   maydon   diskretizasiyasi.   Qaralayotgan   maydon
diskretizasiyasi   deb   kontinual   (tutash)   muhitni   tugunlarda   chekli   sondagi
bog‘lanishlar   orqali   o‘zaro   mahkamlangan,   berilgan   shakldagi   chekli   elementlar
jamlamasi bilan almashtirishga aytiladi.
7     Bu bosqich ko‘rinishi soddaligiga qaramasdan muhim ahamiyatga ega. Odatda,
chekli   elementlar   modelini   yaratishda   kutilayotgan   yechimlarning   xarakterlarini
oldindan   tasavvur   qilishga   amal   qilinadi   va   izlanayotgan   yechimning   muhim
gradientlari mavjud bo‘lgan joylarda chekli elementlar to‘ri zichlanadi.
   2. Variatsiyalash prinsipiiti tanlash
      Variatsiyalash   prinsipini   tanlash   asosiy   noma’lum   funksiyani   aniqlaydi   va
uning   yordamida   qolgan   noma’lumlar   belgilanadi.   Deformatsiyalanuvchi   qattiq
jismlar   mexanikasi   masalalarida   quyidagi   variatsiyalash   prinsiplaridan
foydalaniladi:   Lagranj   prinsipi   (unga   asosan   ko‘cliishlar   variatsiyalanadi),
Kastilyano   prinsipi   (kuchlanishlar   variatsiyalanadi;   Reyssner   prinsipi   (ko‘chish
va   kuchlanish   variatsiyalanadi),   Xu-Vashisi   prinsipi   (ko‘chish,   kuchlanish   va
deformatsiyalar
variatsiyalanadi).
    Amaliyotda asosan Lagranj prinsipi ishlatiladi, shuning uchun
keyingi tushuntirishlar uning asosida olib boriladi.
     3. Approksimatsiyalovchi funksiyalarni tanlash
        Uzluksiz   -   qismli   approksimatsiyalashda   element   ichidagi   ko‘chish   uning
tugunlaridagi   ko‘chishlar   bilan   ifodalanadi   deb   faraz   qilinadi.   Bu   bog‘lanish
funksiya  shakli  deb  ataluvchi,  element   ichidagi  ko‘chishning  haqiqiy maydonini
approksimasiya futiksiyasi bilan ifodalanadi. Yechimning aniqligi etarli darajada
approksimatsiya   funks   iyas   ini   tanlashga   bog‘liq.   Bu   funksiyalar   quyidagi
kriteriyalarni qanoatlantirishi shart:
       • to‘liqIik kriteriyasi:  element o‘lchamlari nolga intilganda tanlangan sliakl
funksiyasi istalgan sodda qiymatlami ta’minlashi lozim.
            •   moslik   kriteriyasi:   shakl   funksiyalari   ko‘chishlar   va   ularning   hosilalari
uzluksizligini elementlar orasidagi chegarada (n-1) , darajasigacha ta’minlashlari
zarur.   Agar   elementning   tanlangan   turi   ko‘chishlar   maydonining   uzluksizligini
ta’minlasa,   unda   bu   elementni   klassifikatsiya   bo‘yicha   SO-elementlar   sinfiga
kiradi,   agarda   deformasiyaning   uzluksizligini   ta’minlasa   unda   SI-elementlar
sinfiga kiradi.
8                  Modellashtirilayotgan konstruksiyaning  chekli  elementlar  sonini  oshirish
bilan   bu   kriteriyalar   bajarilganda,   natijalar   monoton   ravishda   aniq   yechimga
yaqinlashadi. Bir qator hollarda o‘zaro mos kelish kriteriyasining buzilishi yuqori
aniqlikdagi maqbul natijalarga olib keladi, lekin bu holatda yaqinlashish monoton
bo‘la olmaydi.
       4. Variatsiyalash prinsipini amalga oshirish
            Bu   bosqichda   elementlaming   bikrlik   matrisalari   aniqlanadi   va   algebraik
tenglamalar   sistemasi   hamda   kuchlar   vektori   global   (bosh)   matrisalari   tuziladi.
Bikrlik global matrisasi bir nechta usul bilan tuzilishi mumkin:
      - bikrliklarni bevosita qo‘shish usuli bilan;
      - kongruent qayta tashkil qilish usuli bilan;
      - chekli ayirmalar operatorlari yordamida.
     5.  Chegaraviy shartlarni hisobga olish
          Keltirilgan   usullar   asosida   olingan   bikrlik   matrisalari   buzilgan   hisoblanadi,
chunki berilgan sistema muvozanat tenglamalariga mos holda tenglamalarning bir
qismi   o‘zaro   bog‘liq.   Chegaraviy   shartlarni   hisobga   olib   bu   matrisalarni
o‘zgartirish chiziqli algebreik tenglamalarning buzilgan sistemasiga olib keladi.
      6. Algebraik tenglamalar sistemasiniyechish
          Algebraik   tenglamalar   sistemasini   yecliish   uchun   EHM   larining   matematik
ta’minotida mavjud bo‘lgan standart progi'aminalardan foydalaniladi.
     7.   Deformatsiya va kuchlanishlarni aniqlash
          Elastiklik   nazariyasining   ma’lum   munosabatlariga   mos   ravishda   tugun
ko‘chishlari aniqlangandan so‘ng deformatsiya va kuchlanishlar topiladi.
1.5 Chekli elementlar haqida tushuncha
            Ta’rif.   Chekli   elementlar   usulining   konsepsiyasining   asosi   -   konstruksiya
matematik   modelining   geometrik   sodda   o‘zaro   kesishmaydigan   komponentlari
(maydonchalari),   ya’ni   chekli   elementlar   deb   ataluvchi   elementlariga   ajratib
chiqishdan iborat.
          Konstruksiya   ajratib   chiqilgan   elementlar   to‘plamini   chekli   elementlar   to'ri
deyiladi.   Har   bitta   elementning   mexanik   xulqi   (o‘zini   tutishi)   erkinlik
9 darajasining   chekli   soni   bilan   yoki   tugun   nuqtalari   to‘plamidagi   izlanayotgan
funksiyalar yordamida aniqlanadi.
     Shunday qilib, matematik modelning o‘zini tutishi, hamma
elementlarni yig‘ib chiqish yo‘Ii bilan olingan diskret modelning o‘zini
tutishi approksimasiyasi bilan izohlanadi.
1.5.1  Element atributlari
              Chekli   elementlarning   asosiy   turlarini   va   atributlari   deb   ataluvchi
xususiyatlarini ko‘rib chiqamiz (1.1-rasm).
1.5.2  Shaxsiy o ‘lchamlilik
      Yechilishi kerak bo‘lgan masalalarning o'lchamliligiga qarab ChE bitta. ikkita
yoki   uchta   fazoviy   koordinatalar   bilan   ifodalanishi   mumkin.   Ichki   yoki   lokal
koordinatalariaing   mos   sonlari   elementning   shaxsiy   o‘lchamliligi   deyiladi.
Dinamik   tahlillarda   vaqt   qo‘shimcha   o’lchamlilik   sifatida   qaraladi.   Shuni   aytish
kerakki,   hisoblashlarda   o‘lchamli   maxsus   elementlar   ham   ishlatiladi,   bular
jumlasiga massalar yoki to‘plangan elastik elementlar (prujinalar) kiradi.
101.1-rasm. Mexanikaning bir, ikki va uch o‘lchamli masalalariga
mo‘ljallangan chekli elementlarning asosiy turlari 1.5.3  Tugun nuqtalari
         Har bitta element xarakterli nuqtalar to‘plami   tugun nuqtalari   deb ataladigan
nuqtalar   bilan   ifodalanadi.   Tugun   elementlarning   geometriyasini   va   fizikaviy
erkinlik darajasini ifodalasli uchun xizmat qiladi. Tugunlar asosan elementlarning
burchak yoki chekki nuqtalarida joylashgan bo‘ladi, lekin ular burchak tugunlari
orasida   va   elementlar   ichida   joylashishlari   ham   niunikin.   Bu   cliekli   elementni
ta’minlab   beruvchi   approksimasiya   darajasi   bilan   bog‘liq.   Ta’kidlab   o‘tish
kerakki,
ichki   tugunlarga   ega   bo‘lgan   elementlar   ham   mavjud.   Nazariy   jihatdan   bunday
elementlar   jism   geometriyasini   va   izlanayotgan   fanksiyani   juda   aniq
ifodalaydilar, lekin bunday elementlar kam tarqalgan. Chekli element to‘rlarining
zamonaviy   avtomatik   generatorlari   mavjudligi   tufayli   ko‘pincha   konstruksiyani
son jihatdan ko‘p bo‘lgan  oddiy shakldagi  chiziqli  elementlarga ajratib chic[ish,
to‘mi   qurishda   qo‘lda   bajariladigan   murakkab   ishlarni   talab   qiladigan   yuqori
darajali elementlardan foydalanishga qaraganda qulaydir. Faqat burchak tuguniga
ega   bo’lgan   elementlar   chiziqli   elementlar   deyiladi   va   geometriya   hamda
funksiyaning chiziqli interpolyasiyasini ta’minlaydi. 
           Interpolyasiya degan matematik tushunchaning ma ’nosi – biror miqdorning
bir   necha   ma   'lum   qiymatlaridan   foydalanib,   shular   orasidagi   noma’lum
qiymatlarini topish amali tushuniladi.
            O‘zlarining  chegaralarida  burchak  nuqtalari   orasida  qo‘shimcha  tugunlarga
ega   bo‘lgan   elementlar   kvadrat   yoki   kubik   interpolyasiyalaslmi   ta’minlab
berishlari   murnkin.   Birinchi   holatdagi   elementlar   kvadrat   elementlar   deyiladi.
Ichki tugunlarga ega bo‘lmagan elementlar serenditip oilasiga kiritiladi.
1.5.4  Element geometriyasi
         Elementning geometriyasi tugun nuqtalarining joylashishi orqali ifodalanadi.
Hisoblashlarda   qo‘llaniladigan   ko‘pgina   elementlar   yetarlicha   sodda   geometrik
shaklda   bo’ladi.   Masalan,   bir   o‘lchamli   masalalarda   asosan   elementlar   to‘g‘ri
chiziqli  kesma  elementlar  yoki  egri  chiziqli  segmentlar  shaklida  bo‘lishlari,  ikki
o’lchamli   holatda   elementlar   uch   tomonli   yoki   to‘rt   tomonli   shaklda,   uch
11 o‘lchamli   masalalarda     esa   elementlar   tetraedr,   prizma   va   geksaedr   kabi
geometrik shakllar
ko‘rinishlarida ishlatiladi (1.2-rasm).
1.5.5  Erkinlik darajasi
            Erkinlik   darajasi   elementlarning   fizikaviy   holatini,   ya’ni   elementlarni
ifodalovchi   fizikaviy   maydonni   aniqlaydi.   Umumiy   erkinlik   darajasidan
foydalanilib   qo‘shni   elementlarda   model   yig‘ish   amalga   oshiriladi   va   chekli
elementlar   tenglamalarining   bosh   sistemasi   shakllantiriladi.   Erkinlik   darajasi
sifatida noaniq funksiyaning tugun qiymatlari yoki ulaming tugunlardagi fazoviy
koordinatalari bo‘yicha hosilalari  olinishi mumkin.
           Birinchi holatda elementlari Lagranj elementlari turiga; ikkinchi holatda esa
Ermit  elementlar  turiga kiritiladi. Masalan,  sterjenning cho‘zilishi  ko‘rinishidagi
oddiy   masalada   sterjenning   bo‘ylama   ko'chishi   noaniq   funksiya   hisoblanadi.   Bu
funksiyaning   tugun   qiymatlari   esa   erkinlik   darajasi   vazifasini   bajaradi,   demak
chekli   element   Lagranj   elementlari   turiga   kirar   ekan.   Aksincha,   sterjenning
egilishi
masalasida,   sterjen   markaziy   o‘qining   ko‘ndalang   ko'chishi   noaniq   funksiya,
erkinlik   darajasi   sifatida   esa   ham   funksiyaning   tugunlardagi   qiymatlari   ham
bo‘ylama   koordinatalari   bo‘yicha   hosilalari   qaraladi.   Bu   hosilaning   fizikaviy
ma’nosi   -   sterjenning   ko‘ndalang   kesim   yuzasining   burchak   burilishi   degani.
Shunday qilib, sterjenning egilishi masalasida ishlatiladigan chekli element Ermit
elementlari turiga kirar ekan.
1.5.6  Tugun kuchlari
            Tugun   kuchlari   sistemasi   erkinlik   darajalariga   to‘laligicha   mos   keladi   va
tugun kuchlari bosh vektori orqali ifodalanadi.
1.5.7  Aniqlovchi munosabatlar
            Mexanik   hisoblarda   qo‘llaniladigan   aniqlovchi   munosabatlarni   belgilovchi
chekli elementlar konstruksiya materialining xulqini (o‘zini tutishini) ifodalaydi.
Ko‘pincha   aniqlovchi munosabatlar   sifatida nuqtadagi deformatsiya tenzori bilan
12 kuchlanishlar   tenzorini   bog'lovchi   Guk   qonunining   umumlashgan   ko‘rinishida
ishiatiladi.   Chiziqli   elastik   sterjen   elementi   uchun   E   Yung   moduli   ko‘rinishi   va
temperatura kengayishi koeffitsiyentining berilishi yetarlidir.
1.5.8  Kesim yuzalarining xususiyatlari
         Kesim yuzalarining xususiyatlariga balka, sterjen, plastinalar kabi bir va ikki
o’lchamli   chekli   elementlaming   yuzalari   va   inersiya   momentlari   kiradi.
Shuningdek,   bu   guruhga   plastinka   va   qobiqlaming   qalinliklari   ham   kiritiladi.
Chekli   elementlarni   qurishda   kesim   yuza   xususiyatlari   berilgan   bo‘ladi   va
elementning natijaviy bikrlik matrissasi tarkibiga kiradi.
1.6 Mexanikada ishlatiladigan ChE klassifikatsiyasi
         Sodda konstruksiya elementlari.   Sodda konstruksiya elementlariga sterjen,
balka,   truba,   brus,   siljishga   ishlaydigan   panel   turlari   kiradi.   (1.2-rasm).   Bu
elementlarni   ifodalovchi   tenglamalar   materiallar   qarshiligi   nazariy   holatlaridan,
ya’ni soddalashtirilgan mexanik ifodalardan keltirilib chiqariladi.
          Kontinual   chekli   elementlar.   Kontinual   chekli   elementlar   tutash   muhit
(kontinuum)ning   chekli   hajmi   yoki   yuzasini   ifodalaydi.   Masalan,   kontinual
131.2-rasm. Sodda tuzilmaviy elementlar elementlarga plastinka, o‘qqa nisbatan simmetrik elementlar, uch o‘lchovli qattiq
jismli elementlar bularga misol bo‘la oladi (1.3-rasm). Ularni tavsiflovchi asosiy
tenglamalar   tutash   muhit   mexanikasining   umumiy   munosabatlarida,   xususan,
elastiklik nazariyasida, chiqarilgan. 
            Maxsus   chekli   elementlar .   Maxsus   chekli   elementlar   ham   konstruktiv   va
ham   kontinual   chekli   elementlar   xossalariga   ega.   Ular   ham   tutash   muhit
exanikasining   asosiy   tenglamalaridan   chiqariladi,   ammo   ular   yechilayotgan
masalaning   fizik   xususiyatlaridan   bog‘liq   ba’zi   xususiyatlarni   o‘z   ichiga   oladi.
Masalan, yemirilish mexanikasida yoriqli element; ko‘p qatlamli panel;  chekli va
cheksiz   elementlar;   tutash   va   jarimali   elementlar;     absolyut   qattiq   jismli
elementlar va hokazo (1.4-rasm). 
        Qism   tuzilmalar.   Qism   tuzilmalar   tuzilmaviy  xususiyat-lar   yoki   funksiyalar
bilan ifodalangan makroelementlardan tashkil topadi. Odatda, ular to‘la qurilmani
funksional   komponentalarga   bo‘lishdan   kelib   chiqadi.   Masalan,   samolyotning
qanoti   va   fuzelyaji;   osma   ko‘prikning   ravog‘i   va   arqonlari.   Shuni   ta’kidlash
lozimki,   hamma   vaqt   ham   to‘la   urilma,   qism   tuzilma   va   makroelementlar
tushunchalari orasida farq bo‘lavermaydi. 
141.3-rasm. Kontinual chekli elementlar
1.4-rasm. Maxsus chekli elementlar Ⅱ - BOB. CHEKLI ELEMENTLAR USULIDA MASALAR YECHIMI
2.1 Chekli element usulining umumiy yechimi
Hisoblashning   birinchi   bosqichida   statik   jihatdan   aniqlanmagan   sterjenlar
birikmasi (majmuasi)ning  asosiy tizimni tashkil qiladi. Ko'chirish usuliga kelsak,
bunday tizim dastlabki hisoblash obyektini alohida elementlarga bo'lish natijasida
olinadi,   ular   uchun   siqilgan   uchlarning   harakatlari   va   qo'shimcha
bog'lanishlardagi   reaktsiyalar   o'rtasidagi   munosabatlar   ma'lum   -   qistirib
mahkamlangan   harakatlari   va   momentlari   deb   ataladi.   Shubhasiz,   bu   operatsiya
yadro   tizimining   dizayn   sxemasini,   ya'ni   cheklangan   o'lchamlarning   alohida
elementlariga   bo'linishni   diskretlash   xususiyatiga   ega.   Aytishimiz   mumkinki,
15 harakat   usuli   ikki   tugunli   egilgan   sterjenning   oxirgi   elementini     (CHE)   ko'rib
chiqadi.   Tugunlarning   har   biriga   bitta   erkinlik   darajasi   beriladi   —   oxirgi
qismning   burilish   burchagi.   Asosiy   sxemasining   maydoni   ikki   o'lchovli   bo'lsin,
ya'ni   uning   barcha   xarakteristikalari   ikki   koordinataga   bog'liq   (rasm.).   Ushbu
sohaning har bir ChE muhit natijasining barcha fizik va geometrik xususiyatlarini
saqlab   qoladi.   Soha     chegarasida   chegara   shartlari   berilgan,   ya'ni   kuchlar   yoki
harakatlarning tarkibiy qismlari.
Ω
  sohasining  kuchlanish holati  muammosiga  klassik  yondashuv  ushbu sohaning
cheksiz   kichik   elementini   tahlil   qilishni   o'z   ichiga   oladi.   Agar   ikki   yoki   uch
o'lchovli   soha   ko'rib   chiqilsa,   hal   qiluvchi   tenglamalar   differentsial   va   qisman
hosilalar bo'ladi. Differentsial tenglamalarni yopiq shaklda yechish har doim ham
mumkin   emas.   Texnikada   differentsial   tenglamalarni   taxminiy   yechishning   turli
usullari qo'llaniladi.
            ChE   usuli   boshqacha   yondashuvni   nazarda   tutadi:   cheklangan   o'lchamdagi
element   ko'rib   chiqiladi,   bu   kuchlanish-deformatsiya   holatining   cheksiz
parametrlari   bo'lgan   tizimdan   cheklangan   miqdordagi   parametrlarga   o'tishni
anglatadi.
                  Ikki   o'lchovli       Ω   sohasining   dizayn   sxemasi   uchun   asosiy   tizim-bu
cheklangan o'lchamdagi elementlarning cheklangan soni (rasm. 1). ChE umumiy
nuqtalarda   tugunlarda   ulangan.   Asosiy     sxema   tuguni   Ω   sohasining   bir   nechta
165 rasm.
6 rasm. kesimlari   uchun   umumiy   bo'lishi   mumkin.   Tugunlarga   hisoblash   sxemasi
qo'shimcha   ulanishlar   beriladi,   ularning   soni   ko'rib   chiqilayotgan   muammoning
xususiyatlari bilan bo'linadi masalan, elastiklik nazariyasining tekis muammosini
tekislikdagi   chiziqli   harakatlarni   istisno   qiladigan   ikkita   mahkamlanish   bilan
cheklash mumkin. Shuning uchun, har bir tugunda Ω sohasining alohida ChE ga
ikkita   bog'lanish   berilishi   kerak   (1.6,   a   rasm.).   sterjenlar   birikmasi   (majmuasi)
analitik yechimlarga o'xshash reaktsiyalar tushunchalari qo'shimcha ravishda bir-
biriga   bog'langan   holda   kiritiladi1.6,   b   rasm).   Tugunlarning   harakati   natijasida
yuzaga   keladigan   (1.6,   v   rasm).   Rasmda   ko'rsatilgandek,   tugun   reaktsiyalari   va
nuqta   tugunlarining   harakatlari   o'rtasida   paydo   bo'ladi.   a,   b,   v   elastiklik
nazariyasining tekis masalasi uchun: 
            Tanlangan ChE (rasm. 1) to'rtburchaklar shakliga ega, uning tomonlari i, j,
k,l   tugunlariga   to'g'ri   keladi.   Umuman     olganda,   tugunlar   soni   to'rtburchakning
tomonlari sonidan ko'p bo'lishi mumkin, lekin har doim cheklangan bo'lib qoladi.
Qo'shimcha   bog'lanishlardagi   tugun   reaktsiyalari   va   tugun   harakatlari   ushbu
koordinatalar tizimidagi komponentlar tomonidan aniqlanadi   (rasm. 18, a).   Har
bir tugunda ikkita tugunni almashtirish komponenti mavjud –u, v  (rasm. 18, v).
            Deformatsiyaning   elastik   bosqichida   tugunlarning     qo'shimcha
bog'lanishidagi   reaktsiyalar   va   tugun     harakatlari   o'rtasida   chiziqli     bog'liqlik
quyudagi ko’rinishda:Rix=	k11ui+k12vi+k13uj+k14vj+k15uk+k16vk+k17ul+k18ul(2.1	)
        Bu   yerda  	
kij   -   qattiqlik   koeffitsientlari.   k
ij     qattiqlik   koeffitsientining   fizik
ma'nosi (2.1) munosabatga nisbatdan i tugundagi kuch sifatida ko'rinadi, yo'nalish
bo'yicha   bitta   pegemestatsiyadan   kelib   chiqadi,   j   indeksi   bilan   belgilanadigan,
bitta yo'nalishi bo'yicha pegemestatsiyadan kelib chiqadi.
              (2.1) turdagi ifodalar chekli  elementlar tugun kuchlarining barcha sakkizta
komponenti uchun yozilishi mumkin (rasm. 2, a) . Agar  	
Ω   sohasining har qanday
qisqa   kontakt   uchun   (2.1)   turdagi   munosabatlar,   shuningdek   tashqi   yukning
tugunli komponentlari ma'lum bo'lsa, tugun kuchlarining muvozanat tenglamalari
asosiy   ko’rinishi   tugunlarning   harakatiga   nisbatan   chiziqli   algebraik
tenglamalarga   aylanadi. (2.1)   munosabat dagi   ifodalar   cheklangan   elementlarning
17 tugun   kuchlarining   barcha   sakkizta   tarkibiy   qismlari   uchun   yozilishi   mumkin
(1.6,   a   -rasm).   Agar  Ω   soh asining   har   qa nday   qisqa   kontakt   uchun   (2.1)
tenglamada gi   munosabatlar,   shuningdek   tashqi   yukning   tugunli   komponentlari
ma'lum   bo'lsa,   tugun   kuchlarining   muvozanat   tenglamalari   asosiy   ko’rinishi
tugunlarning harakatiga nisbatan chiziqli algebraik tenglamalarga aylanadi.
      Agar   tugun   ko’chishlari   va   har   bir   tugundagi   kuchlar   o'rtasida   munosabatlar
quyidagi ko’rinishda bo’ladi:
u
i = δ
11 P
ix + δ
12 P
iy + δ
13 P
jx + δ
14 P
jy + … + δ
18 P
ly ( 2.2 )
       Bu yerda  	
δ11 - muvofiqlik koeffitsientlari, keyin hisoblash sxemasining har bir
tuguni uchun tugun ko’chishlarining mosligi tenglamalarini yozish mumkin, ya'ni
kuchlar   muvozanatlik   sharti   qo'llaniladi.   Ko'chirish   usulini   qo'llash   kuchlar
usuliga qaraganda ancha samarali bo'ldi. Chekli elementlar usuli dastlab elastiklik
usuli sifatida tanilganligi bejiz emas.
          Chekli   elementlarning   barcha   tugun   kuchlari   uchun   (2.1)   tenglamadagi
nisbatlarni matritsa shaklida yozilishi mumkin:	
¿
                            (2.3) 
      Matritsa belgilaridagi yozuvlarni yanada ixchamlaymiz:
                            	
{R	}r=[k]{q}r                                           (2.4)
Ustun   matritsasi  	
{ R }
r   odatda   ChE   tugun   (kuch)reaktsiyalari   vektori   deb   ataladi.
Shubhasiz,   tugun   reaktsiyalari   vektorining   tarkibiy   qismlari   soni   ChE
tugunlarining erkinlik darajalari yig'indisiga teng:
                                         	
{ R }
r =	
{ R
ix
R
iy
…
R
ly	} ( 2.5 )
            Xuddi   shu   miqdor,   shuningdek,   harakat   vektorining   tarkibiy   qismi   bilan
tartibini aniqlaydi :
                    	
{ q }
r =	
{ u
i
v
i
…
v
l	} ( 2.6 )
18       Umumiy yig’indi ko’rinishida: 
                           u
r =
∑
i = 1n
q
i f
i                                         (2.7)
2.2 Potensial energiya to’liq funksionali.
                S terjenlar   birikmasi   (majmuasi)   hisoblashda   bir   o'lchovli   masala   ko'rib
chiqiladi   va   barcha   xarakteristikalari   geometrik   (qalinligi),   fizik   (elastiklik
moduli,   Puosson
koeffitsientlari)   va
kuchlanish-deformatsiya
holatining   tarkibiy   qismlari
(kuchlanish,   deformatsiya)
bo'lgan   izotropik
materialdan   tayyorlangan
material lar   bitta
argumentning   funktsiyasidir.   Bu   shuni   anglatadiki,   tekis   bo'limlar   gipotezasi
hisoblashning   dastlabki   sharti   sifatida   qabul   qilingan.     Biz   chiziqli   sistemada
sterjenning   kuchlanish-deformatsiyalangan   holatini   ko'rib   chiqish   bilan
cheklanamiz,   ya'ni   kuchlanish   va   deformatsiyalar   Gukning   chiziqli   bog'liqligi
bilan bog'liq deb hisoblaymiz.
                Biz   sterjenni   umumiy   qabul   qilingan   x,y,z   koordinatalar   tizimiga   olib
boramiz (7 rasm), bu yerda x o'qi: - bu sterjenning markazidan o’tuvchi o'qi,  y va
z   o'qlari   esa   yordimchi   o'qlar.   Ixtiyoriy   yuklar   tizimi   ta'siri   ostida   novda
deformatsiyalanadi,   kesmalarda  M	x,M	y,Q	x,Q	y ichki   kuchlar   paydo   bo'ladi.
Sterjenning     deformatsiyalangan   holati   chiziqli   ( u , ν , ω
)   bilan   tasvirlanadi   va
burchak   (	
α,γy,γz )   harakatlari   bilan   x,   y,   z   koordinata   o'qlarining   o'qi   bo'ylab
harakatlanadi.
19 7 rasm           Sterjenning   funktsional   to'liq   potentsial   energiyasini   quyidagi   shaklda
ifodalanishi mumkin:
Π = 1
2 ∫
0l
( M
¿ ¿ x η
x + M
z η
z + M
x α + Q
y γ
y + Q
z γ
z + N ε
x ) dx − ¿
∫
0l
( p
¿ ¿ x( x	) u + p
y	( x	) v + p
z	( x	) ω + m
x ( x ) α + m
y ( x ) γ
y + m
z ( x ) γ
z ) dx ¿ ¿ ¿
(2.8)
      Bu yerda 	
ηx,ηz - xOz va xOy tekisliklaridagi elastik chiziqning  egriligi ; 	γy,γz  -
tekisliklarda kesish burchaklari;   	
α  – x  o'qiga nisbatan burilish burchagi;      ε
x  - x
o'qi   yo'nalishi   bo'yicha   chiziqli   deformatsiya; ¿ ¿
  -   x,y,z   o'qlari   bo'ylab
taqsimlangan   yuklarning   intensivligi;	
mx(x),my(x),mz(x) , -   taqsimlangan
momentlarning intensivligi mos ravishda x, y, z o'qlariga to'g'ri keladi.
2.3 Chekli element usulida sterjen c ho'zilishi (siqilishi).
                  Ushbu   ko’rinishda   kuchlar   sterjenning   to'g'ri   chiziqli   o'qi   bo'ylab
yo'naltirilgan bo’lib   va kuchlanish va
deformatsiyalar   maydon   kesimlari
bo'ylab   teng   ravishda   taqsimlanadi.
Yuqorida   funktsional   to'liq   potentsial
energiyasini   (2.8)   quyidagi
ko’rinishda yozamiz:  	
Π	=	1
2∫0
l
EF	du	(x)	
dx	
du	(x)	
dx	dx	−∫0
l
p(x)udx	(2.9	)
          Bu   yerda   u ( x )
-   sterjen   o’qi   bo’ylab   ko’chishi   (siljishi);   du ( x )
dx = ε
x     -   nisbiy
cho'zilishning   deformatsiyasi;   E du ( x )
dx = σ
x   -   kesim   bo'ylab   teng   taqsimlangan
normal   kuchlanish;     p	
( x	)
  -   sterjen   o'qi   bo'ylab   yo'naltirilgan   tashqi   kuchlarning
208 rasm funktsiyasi.Funksional   ko’rinishiga   kiritilgan   siljishlar   funksiyasi   hosilasi,
mazmunan 1-darajadagi polinom siljishlar aproksimatsiyasini bildiradi.
u( x	) = α
1 + α
2 x
                                        ( 2.10 )
            Ushbu   polinom   ikkita   koeffitsientni   o'z   ichiga   olganligi   sababli,   ko'rib
chiqilayotgan   cheklangan   elementlar   uchun   biz   ikkita   erkinlik   darajasini
tanlaymiz  	
q1   va  	q2 ; quyidagilar fizik ma’nosi:  	q1 -1-tugunning chiziqli harakati;	q2 -
2-tugunning   chiziqli   harakati;   q
1   va   q
2   erkinlik   darajalarining   qiymatlarini
formuladagi 	
α1  va 	α2  doimiy koeffitsientlari bilan bog'lash qiyin emas. ( 2.9 )
  ifodani
chekli element i, j nuqtalari orqali yozamiz.	
ui=	α1;
       	uj=	α1+α2l;                                  (2.11)
      (2.11)   ifodan  	
α1,α2     koeffitsiyentlarni   topib   o’lamiz.   Bu   koeffisiyentlar   (2.10)
ifodaga nisbatan to’g’ri chiziqli tenglamalar sistemasini tashkil etadi.
                                                 α
1 = u
i ; α
2 = u
j − u
i
l                                  (2.12)
        Ko’chish   funksiyasilarini   erkinlik   darajalari   q
1 ,   q
2 oraqali   ifodalanadi.   (2.12)
ifodani (2.10) ga olib boramiz;
                                                    u
x = q
1 l − x
l + q
2 x
l ;
                                 (2.13)
     Bu yerda 	
q1=ui;q2=	uj;
  (2.13)   ifadani     (2.7)     taqqoslaydigan     bo’lsak,  	
f1=	l−	x
l ,   f
2 = x
l     (2.14)   ga   teng
ekanligini   bilib   olamiz.   Koordinata   funktsiyalari   ba'zi   umumiy   xususiyatlarga
ega,   bu   ularni   (2.11)   va   (2.12)   ifodalari   bilan   aniqlangan   algebraik   tengliklarni
chetlab o'tib, to'g'ridan-to'g'ri yozib olishga imkon beradi:
1.   Koordinata   funksiyasi  	
fi(i=1,2	)   bir   chekli   element   ichidagi   siljishlar
qonuniyatini anglatadi. Bu holda 	
i≠0  qolganlari 	i=0    bo’ladi.
2.  Koordinata funksiyasi 	
fi(i=1,2	)  polinom va siljishlar aproksimatsiya funksiyasi
bir xil qonuniyatda yoziladi.
3.   Координата   функцияси  
fi(i=1,2	)   tugunlardan   biri   birga   teng   bo;lsa
qolganlarida 	
fi=	0  bo’ladi.
        Bikrlik koeffitsientlari quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:
21 k
ij =
∫
0 l
σ
i( x	) ε
i	( x	) dx =
∫
0 l	[
EF	( du
dx	)
i( du
dx	)
j] dx ( i = 1,2 ; j = 1,2 )
  (2.15)
     Endi biz har bir nuqtalar uchun bikrlik koeffitsiyentini topib chiqamiz.	
k12=∫0
l
EF	(
−1
l	)(
−1
l	)dx	=	EF
l	;	
k12=∫0
l
EF	(
−1
l	)(
1
l)dx	=	−	EF
l	;
 k21=∫0
l
EF	(
1
l)(
−1
l	)dx	=	−	EF
l ;	
k22=∫0
l
EF	(
1
l)(
1
l)dx	=	EF
l	;
                Shunday qilib,   chekli element usulida sterjen
cho'zilishi   (siqilishi)   bikrlik   koeffitsiyentiga
nisbatan   2   ×
  2   matrissani   hosil   qilamiz.   bikrlik
koeffitsiyenti   matritsasi   tugun   harakatlari
o'rtasidagi   bog'liqlikni   ko’rsatadi,   cheklangan
element   va   qo'shimcha   bog'lanishlardagi
reaktsiyalar, qabul qilingan erkinlik darajalariga mos keladi:	
{
R1
R2}=
[	
EF
l	
−	EF
l	
−	EF
l	
EF
l	]{
u1
u2},
                     (2.16)
  Bu matrissani quyidagi umumiy ko’rinishda yozib olsak ham bo’ladi:	
{
R	} =	[ k	]{ q}
                                 (2.17)
          Bikrlik   matritsasining   koeffitsientlari   (2.16)   fizik   sabablarga   ko'ra   olinadi.
Darhaqiqat,   tugun   ko’chishlari   ChE   sohasidagi   ko’chishlar   va   kuchlanishlarni
to'liq   aniqlanadi.   ChE   usuli   dastlabki   sharti   bu   s terjenlar   birikmasi   (majmuasi )
uchun   bajariladi.   Ko'rinib   turibdiki,   chekli   elementlarning   1-tugunining   eksenel
siljishi,   agar   2-tugunda
eksenel   siljishlar
chiqarib   tashlansa,   ya'ni
berilgan   erkinlik
darajasiga   mos
keladigan   cheklov
o'rnatilgan bo'lsa, chekli
229 rasm elementlarda   kuchlanishlarni   keltirib   chiqaradi.   l   tuguniga   tatbiq   etilgan  R1
konsentrlangan kuch, 	
u2  ko’chish yo'nalishi bo'yicha bog'lanish mavjud bo'lganda,
chiziqli ravishda 	
R1  ga bog'liq bo'lgan 	u1  ko’chishiga olib keladi:
u
1 = R
1 l
EF    bu formuladan  R
1 = EF
l u
1                     (2.18)
         2-tugunning qo'shimcha ulanishida,  
u1  siljishi mavjudligi sababli, muvozanat
holatidan aniqlanadigan  R
2 reaksiya kuchi paydo bo'ladi:
                   
R2=−	EF
l	u1                                    (2.19)
     Agar 1-tugun tomonidan qabul qilingan siljish birga teng qiymatga ega bo'lsa,
u   holda   tugundagi   reaksiya   kuchlari   (2.18)   va   (2.19)   ifodalari   chekli
elementlarning qattiqlik koeffitsientlariga aylantiriladi. Ko'chish  	
u1   = 1 va  	u2   = 0
bo'lgan holatda tugun kuchlarini topish juda  oson bo’lib qoladi.
       O'zgaruvchan ko'ndalang kesimli sterjen uchun chekli elementlarning bikrlik
matritsasi   elementlarini  	
∂
∂qr
U	r(qr)=[k]r{q}r,	∂
∂qr
W	r(qr)={P}r potentsial   energiyaning
o'zgarishi shartidan    ham hisoblash mumkin.
O'zgaruvchan ko'ndalang kesimli sterjen uchun quyidagi formulani kiratamiz:	
F(x)=	F0(1−	x
h)
      Ko’rib   chiqilayotgan   chekli   elementning   bikrlik   koeffitsiyenti   2   ×
  2
matrissasiga ega:
23 10 rasm k11=	E	F0∫0
l
(1−	x
h)(
−1
l	)(
−1
l	)dx	=	EF0(
1
l−	1
2h);	
k12=	k21=	E	F0∫0
l
(1−	x
h)(
−1
l	)(
1
l)dx	=	E	F0(
−	1
l	+	1
2h)
;	
k22=	EF0∫0
l
(1−	x
h)(
1
l)(
1
l)dx	=	E	F0(
1
l−	1
2h)
;
   Topilgan ifodalarni matrissa ko’rinishda yozib olamiz:	
{
R
1
R
2	} = E F
0	
[
( 1
l − 1
2 h	)	( − 1
l + 1
2 h	)	
(
− 1
l + 1
2 h	)	( 1
l − 1
2 h	)]
{ u
1
u
2	}                    (2.20)
      Tugunlardadi har bir yukni tugunga etkazishning bir nechta misollarini ko'rib
chiqaylik.   Bir   tekis   taqsimlangan   yuk   uchun   p   (x)   -   p   (25-rasm,   a)   1-tugundagi
tugun kuchi, taqsimlangan yukga teng.
           Berilgan yukni tugunga keltirishning bir nechta misollarini ko'rib chiqaylik.
Bir tekis taqsimlangan yuk uchun p(x)= p (11-rasm, a) 1-tugundagi tugun kuchi,
taqsimlangan yukga teng,
P
1 =
∫
0 l
p	
( x	) u
1 ( x ) dx ,
     Bu yerda  u
1 ( x )
 – u (x) ko'chish funksiyasining  u
1  siljishiga nisbatan o'zgarishi;
jadvalning 1-qatoriga mos keladi:
P
1 =
∫
0 l
p l − x
l dx = pl
2 ,
      Shu ko’rinishda,
2411 rasm P2=∫0
l
px
ldx	=	pl
2	.  Agar taqsimlangan yuk uchburchak ko’rinishda bo’lsa,  p	
( x	) = px
l    (11-rasm, b)	
P1=∫0
l	px
l	
l−	x
l	dx	=	1
6	pl	;
P
2 =
∫
0 l
px
l x
l dx = 1
3 pl ;
            x=   a   nuqtasida   qo'llaniladigan   taqsimlangan   yuk   uchun   (11-rasm,   c),
P	
( x	) = P δ ( x )
x = a    , bu yerda   	δ(x)x=a   - x = a dan  tashqari  butun intervalda  u nolga
teng bo'lgan funksiya, a nuqta 0<a<l oraliqda yotadi.
P
1 =
∫
0 l
P δ
( x	)
x = a l − x
l dx = P l − a
l ;	
P2=∫0
l
Pδ(x)x=ax
ldx	=	P	a
l,
             a=0 bo’lganda    P
1 = P ; P
2 = 0
  ; a=l bo’lganda   
P1=0;P2=	P   , ya’ni tugundagi
yuk  	
Pi ,   Agar   yuk   tugunlardan   tashqarida   uzatilayotgan   bo’lsa,   u   holda   uni
tugunlarga   tushurish   talab   etiladi.   Bu   qoida   chekli   elementlarning   shakli   va
koordinata funksiyalarining turidan qat'i nazar, har doim to'g'ri bo'ladi.
2.4 Chekli element usulida sterjen egilishi.
          Prizmatik   sterjenning   tekis   egilish   muammosi   ko'rib   chiqamiz.   Bu   holda
tizimning maydoni bir o'lchovli:	
Ω=	l . (12-rasm, a)     Yassi kesimlar gipotezasiga
asoslanib   moment   integrali   M
y = EJ d 2
ω
d x 2   va   deformatsiyasini   χ
y = d 2
ω
d x 2 yozamiz.
Taqsimlangan   momentlar   bo'lmaganda   potensial   energiya   to’liq   funksionali
(2.9)ni quyidagi shaklda yoziladi:
2512 rasm             Π	=	1
2∫0
l
EJ	d2ω(x)	
dx2	
d2ω(x)	
dx2	dx	−∫0
l
pz(x)ω	(x)dx	.                (2.21)
       (2.21) funksiyaning ko’rinishi siljishning yaqinlashuv ko'rsatkichlarini tanlab
olishni   belgilaydi.   Funktsional   2-tartibli   hosilalarni   o'z   ichiga   olganligi   sababli,
uning   mavjudligi   uchun   siljish   funktsiyasi   kamida   2-tartibli   hadlarni   o'z   ichiga
olishi kerak. Yaqinlashuvchi  funktsiya ko'phad bilan aniqlansa, 2-tartibli ko'phad
3 ta haddan iborat bo'ladi. Ikki tugunli ChE dan foydalanilganda, yaqinlashuvchi
ko'phadning   doimiy   koeffitsientlari   soni   ikkiga   karrali   bo'lishi   maqsadga
muvofiqdir.Bu borada to'rt a'zoli 3-tartibli ko'phaddan foydalanamiz:
             	
ω(x)=α1+α2x+α3x2+α4x3                          (2.22)
            (2.22)   yaqinlashish   yanada   tushunarli   bo’ladi,   chunki   sterjen   egilish
nuqtalarining   siljishlari   3-tartibli   funksiyalar   bilan   tasvirlanganligi.   Ushbu
mulohazalardan kelib chiqqan holda,   sterjen egilishining ChEi 2 ta tugunga ega
bo'lib,   ularning   har   biriga   2ta   erkinlik   darajasi   mavjud     (12-rasm,   b).   Bu   holda
erkinlik darajalari quyidagi fizik ma'noga ega;  
q
1 = ω
1 ;       q
2 = ω
2  – 1- va 2- tugunlarining vertikal siljishlari;  q
1 = φ
1 ;  q
2 = φ
2  - 1 va 2
tugunlarning burulish burchaklari.
         	
(kij)r=∫	σjεidΩr   formuladan   bikrlik   koeffitsientlarini   olish   uchun   siljish
funksiyasi quyidagicha ifodalanadi
ω	
( x	) =
∑
i = 14
q
i φ
i                                        (2.23)
          Bu   yerda   f   -   koordinata   funksiyalari   ChE   maydoni   bo'ylab   siljishlarning
taqsimlanishini tavsiflaydi, bunda tugunlarning siljishlaridan biri birga, qolganlari
esa nolga teng bo'ladi.
          Oddiy   tushunishimiz   uchun   qulayroq   bo'lgan   (2.23)   shaklga   o'tish   uchun
umumiy   ko'phadning   (2.22)   α
koeffitsientlarini   q
i   erkinlik   darajalari   qiymatlari
bilan bog'laymiz. x=0 da koeffitsiyenti  	
α1=	q1=	ω(x) , ya’ni 1-tugundagi siljish, va	
α2=q2=	d2ω(x)	
dx2
  ,   ya’ni   1-tugundagi   burilish   burchagi.
x = l α
1 + l α
2 + + l 2
α
3 + α
4 l 3
= q
3 = ω ( x )
va   α
2 + 2 α
3 l 2
+ 3 α
4 l 3
= q
4 = dω ( x )
dx .
  Ushbu   bog'liqliklar
asosida 	
qr=[c]αryoki	αr=[c]−1qr  turdagi tenglamalarni tuzish mumkin:
26 {q
1
q
2
q
3
q
4	} =	[ 1 0 0 0
0 1 0 0
1
0 l
1 l 2
l 3
2 l 3 l 2	]{ α
1
α
2
α
3
α
4	} .
       Bu matrissani yechsak, quyidagi yechimlarni olamiz;
α
1 = q
1 ; α
2 = q
2 ; α
3 = 1
l 2	
( 3 q
3 − 3 q
1 − 2 q
2 − lq
4	) ;	
α4=	1
l3(lq4−2q3+2q1−lq2).
               	
α koeffitsientlarining   qiymatlarini   umumiy   ko'phadning   ifodasiga     (2.23)
almashtirib, quyidagicha yozamiz:
ω	
( x	) = q
1 + q
2 x + x 2
l 2	( 3 q
3 − 3 q
1 − 2 q
2 − lq
4	) + x 3
l 3	( lq
4 − 2 q
3 + 2 q
1 − l q
2	) = q
1 1
l 3	( 2 x 3
− 3 l x 2
+ 2 l 3	)
+ q
2 1
l 2	( x 3
− 2 l x 2
+ l 2
x	) + q
3 1
l 3	( 3 l x 2
− 2 x 3	)
+ q
4 1
l 2	( x 3
− l x 2	)
.
                Koordinata   funktsiyalarining   umumiy   xossalaridan   foydalanib,   ularni
to'g'ridan-to'g'ri   yozish   mumkin,   odatda   murakkab   algebraik   amallarni
bajarmasdan,   ko'phadning   doimiy   koeffitsientlari   (2.22)   erkinlik   darajalari   bilan
bog'lash lozim.
       Koordinata funktsiyalarini o'rnatish muhim ko'nikmalarni talab qiladi va ko'p
sonli   variantlarni   ko'rib   chiqishni   o'z   ichiga   oladi.   Bunday   tanlashni
normallashtirilgan   koordinatalar   tizimida   bajarish   maqsadga   muvofiqdir.   13-
rasmda ko'rsatilgan ChE  uchun normallashtirilgan koordinatalar tizimining kelib
chiqishi  x
c = l
2
nuqtaga   joylashtirilishi   kerak   (13-rasm).   Normallashtirilgan   koordinata   ξ
munosabatlar  orqali eski xOy koordinatalar tizimi bilan bog'langan.
2713 rasm ξ = x − x
c
l
2        dξ = dx
l
2                                     (2.24)
    Keyin tugun nuqtalarining koordinatalari mos ravishda -1 va +1 ga teng.
        ChE   uchun   (7-rasm)   koordinata   funksiyalari   ko’rinishini   umumlashtirilgan
holda yozamiz:
f
i = 1
4( 1 + ξ
0	) 2
( 2 − ξ
0 )	
(i=1,3	)	
fi=	1
8ξi(ξ0+1)2(ξ0−1)
                               ( i = 2,4 )
                                         (2.25)
Bu yerda  	
ξ0=ξξi . 
f
1 = 1
4
[ 1 + ξ ( − 1 )	] 2[
2 − ξ ( − 1 )	]     (2.26)
  (2.26) ifodaga  
ξ
1 = − 1 ,  	
ξ1=+1   tugunlarining
koordinatalari   almashtirilganda  	
f1
koordinata funksiyasi mos ravishda 1 va 0
qiymatlarini   oladi.   Shuni   yodda   tutish
kerakki,   f
2   va   f
4   koordinata   funktsiyalari
uchun   o'xshash   shartlar   ularning
hosilalariga   nisbatan   yechiladi,   chunki
erkinlik   darajalari   o'rtasida   φ	
( x	) = dω ( x )
dx
differensial   bog'liqlik   mavjud.   Yuqorida
aytib  o'tilganidek,   koordinata  funktsiyalari
siljishlarning   biri   birga,   qolganlari   esa
nolga   teng   bo'lganda,   egilgan   sterjenda
maydoni   bo'ylab   siljishlarning
taqsimlanishini tavsiflaydi.
   
2814 rasm       Bikrlik   matritsasi   koeffitsientlari( k
ij	)
r =
∫ σ
j ε
i λ Ω
r   ifoda   bilan   olinadi.   k
34
koeffitsientini olish uchun hisoblash amallarini ko'rsatamiz:
     	
k34=∫0
l
σ3ε4dx	.                                           (2.28)
ω
2 = 1
  bo’lganda, bu yerda   σ
3 = M	
( x	) = EJ d 2
ω ( x )
d x 2   – chekli element sohasida egilish
momenti,  φ
2 = 1
 bo’lganda,  ε
4 = d 2
ω ( x )
d x 2  – chekli element sohasidagi egriligi.
         	
ω2=1     bo’lsa;  	ω1=φ1=φ2=0 ,   (2.22)   siljish   funksiyasi   va   (2.23)   ifodalar
yordamida: 
        ω	
( ξ	) = 1
4	( 1 + ξ	) 2
( 2 − ξ )
                               (2.29)
      (2.24) ifodani xOz koordinata tizimiga o'tsak,
         ω	
( x	) = 3
l 2 x 2
− 2
l 3 x 3
                                    (2.30)
Xuddi shunday holat uchun 	
φ2=1;ω1=	φ1=ω2=0
             	
ω(ξ)=	1
8(1+ξ)2(ξ−1)                               (2.31)
          xOz koordinata tizimiga o'tsak,
                  	
ω(x)=−1
l	x2+1
l2x3.                                  (2.32)
(2.30) va (2.32) funksiyalarni (2.28) ifodaga olib borib qo’yamiz,	
k34=∫0
l
EJ	d2	
dx2(3
l2x2−	2
l3x3)	d2	
dx2(−1
l	x2+1
l2x3)dx	=−6EJ
l2
Xuddi shunday, bikrlik matritsasining boshqa koeffitsientlari olinadi, ularning
o'lchami   qabul   qilingan   erkinlik   darajasiga   muvofiq   4   x   4   ga   teng.   Bikrlik
matritsasi   qabul   qilingan   erkinlik   darajalariga   mos   keladigan   qo'shimcha   ,   ChE
siljishlari va reaktsiyalar o'rtasidagi munosabatni o'rnatiladi:
29 {R
1
M
1
R
2
M
2	} = EJ	
[ 12
l 3 6
l 2 − 12
l 3 6
l 2
6
l 2 4
l − 6
l 2 2
l
− 12
l 3
6
l 2 − 6
l 2
2
l 12
l 3
− 6
l 2 − 6
l 2
4
l	]
{ ω
1
φ
1
ω
2
φ
2	}                     (2.33)
R
1  va  R
2  -  ω
1  va 	
ω2  chiziqli siljishlar yo'nalishidagi  reaktsiyalar,  M
1  va  M
2  -  φ
1  
va  	
φ2   aylanish   burchaklari   yo'nalishlari   bo'yicha   reaktiv   momentlar   (6-rasm,   v).
Bikrlik   matritsasi   koeffitsientlari   (2.33)   s terjenlar   birikmasi   (majmuasi )ni
hisoblashda   ko’chirish   usulining   an'anaviy   shaklidagi   qirquvch   kuchlar   va
qirquvchi   momentlari   bilan   bir   xil   fizik   ma'noga   ega.   Shuning   uchun   bu
koeffitsientlarni   faqat   s terjenlar   birikmasi   (majmuasi )ning   strukturaviy
mexanikasi   tasvirlaridan   foydalangan   holda   olish   qiyin   emas.   Shunday   qilib,
masalan,  	
R1   qiymatini   aniqlash   (12-rasm,   v),   sterjenda   1-tuguniga    	ω1   yo'nalishi
bo'yicha   bitta   siljish   berilishi   kerak   (15-rasm).   Sterjenning   deformatsiyalangan
holati taxminan elastik  chiziqli differentsial tenglama bilan tavsiflanadi:
EJ d 2
ω ( x )
d x 2 = R
1 x − M
1
Differensial tenglamaning birinchi va ikkinchi integrallari quyidagi shaklga ega
3015 rasm R
1 x 2
2 − M
1 x + c
1 = EJφ( x	) ; R
1 x 3
6 − M
1 x 2
2 + c
1 x + c
2 = EJφ	( x	) ;	
c1va	c2
 o’zgarmaslarni aniqlash uchun biz chegaraviy shartlardan foydalanamiz:
x=0 da     φ = 0
 ;  x=l da     ω = 0
.
Ushbu chegara shartlaridan	
c1=0;c2=−	R1l3
6+M	1l
2.	
R1
  va  	M	1   aniqlash uchun quyidagi shartlardan foydalanamiz: x=0 da       	ω=1   ; x=l
da         φ = 0
.   Ikki   algebraik   tenglamalar   tizimini   yechish   natijasida   1-tugundagi
kuchlarni 	
ω1=1  siljishidan aniqlaymiz:
R
1 = 12 EJ
l 3 ; M
1 = 6 EJ
l 2 .
Bikrlik  matritsasining qolgan elementlari (2.33) xuddi shunday aniqlanadi.
       Taqsimlanmagan yukni tugun yukiga keltirish  P
i =
∫ p f
i d Ω
r  formula bo'yicha
amalga oshiriladi. Shunday qilib, bir xil taqsimlangan yuk uchun
p(x) = p, 	
P1=∫0
l
pf1dx	=∫0
l
p2x3−3lx2+l3	
l3	dx	=	pl
2	;
P
2 =
∫
0 l
p f
2 dx =
∫
0 l
p x 3
− 2 l x 2
+ l 2
x
l 2 dx = p l 2
12 .
Xuddi shunday     P
3 = pl
2  ;     P
4 = − p l 2
12  .
              Shuni   yodda   tutish   kerakki,   P
3   va  	
P4   ChE   tugunlarida   qo'llaniladigan
konsentrlangan momentlardir.
2.5 Bikir poydevorlar tag yuzi sirtida kontakt kuchlanishlarni tarqalish
qonuniyatlari.
              Yuqorida   zaminga   tekis   tarqalgan,   bikir   bo‘lmagan   egiluvchan   poydevor
ostida kuchlanishlarni tarqalish   qonuniyatlari bilan tanishib chiqgan edik. Lekin
amalda   va   ko‘pchilik   hollarda   zaminga   zo‘riqishlar   bikir   poydevorlar   tag   yuzi
31 orqali uzatiladi. Bu yuzachada kuchlanishlarni tarqalish qonuniyati bilan tanishib
chiqamiz.   (9.3)   bo‘limida   kurib   o‘tilgan   Businesk   masalasiga   binoan,   elastik
zaminga ta’sir etayotgan o‘q kuch ta’siridan zamin yuzidagi cho‘kishlar qo‘yidagi
ifoda yordamida aniqlanadi:
s = P
πCR ,                                                         (2.24)
    bunda, S=E/(1- μ ); E-grunt deformatsiya moduli.
Endi faraz qilamiz, poydevor tag qismi juda bikr bo‘lganligi sababli uning yuzasi
ichida   joylashgan   hamma   nuqtalar   bir   xil   chukadi.   Bu   chegaraviy   holni
matematik ifodasi  s_i=conct bo‘ladi. U holda (7.44) tenglamani quyidagi integral
tenglama ko‘rinishda yozish mumkin:s=	1
πC	∬A
❑	Pξηdξdη	
√(x−	ξ)2+(y−η)2
,                                        (2.35)
   bunda A poydevor tag yuzasi (2.35) integral tenglamasini yechimi poydevor tag
yuzasi doira shaklida bo‘lsa, qo‘yidagi ko‘rinishda bo‘ladi:
            P
xy = P
m	
√
1 −	( ρ
r	) 2
,                                                (2.36)
    Bunda  	
Pm=	∑	P
A   poydevor   ostidagi   o‘rtacha   bosim;   r-   doira   radiusi;   ρ   -   doira
markazidan izlanayotgan nuqtagacha bo‘lgan masofa.
Agar poydevor tasmasimon ko‘rinishda bo‘lsa va uning kengligi 2b ga teng
bo‘lsa, u holda  tutash hududidagi  kuchlanishlar qo‘yidagi ifoda orqali topiladi:
      P
xy = 2 P
m
π	
√ 1 −	( y
b	) 2
,                                             (2.37)
      Bunda  	
y   -poydevor   markazidan   izlanayotgan   nuqtagacha   bo‘lgan   masofa.
(2.36)  va (2.37) dan ko‘rinib turibdiki 	
ρ,у=0   bo‘lgan holda 	Pxy=	min  va 	ρ,у=	r,b
bo‘lgan holda  P
xy = mах
 bo‘ladi.
32 2.6 Grunt modellari to‘g‘risida asosiy ma’lumotlar.
                Qurilish   amaliyotida   gruntda   o‘rnatilgan   bikirligi   EI   ga   teng   bo‘lgan
yuklangan   poydevorlarni   egilish   qonuniyatini   va   shu   jumladan   ularda   hosil
bo‘lgan ichki zo‘riqishlarni aniqlash talab etiladi. Chunki poydevorlarni egilishini
bilmay   turib,   ularda   hosil   bo‘lgan     kesuvchi   va   moment   kuchlarini   aniqlab
bo‘lmaydi,   bu   esa   o‘z   navbatida   ularning   talab   etilgan   kesim   o‘lchamlarini
topishga ruxsat bermaydi.  Faraz qilaylik, egiluvchan, bikirligi EI ga teng bo‘lgan
tasmasimon poydevorga intensivligi q(x,y) tashqi kuch ta’sir qilayapti. Bu holda
poydevor   qurilmasi   ma’lum   bir   qonuniyat   bilan   egiladi   va   poydevor   tag   yuzida
reaktiv kuchlanishlar P(x,y) hosil bo‘ladi. Poydevor ostida vujudga kelgan reaktiv
kuchlanishlar tarqalish qonuniyati P(x,y) unga uzatilayotgantashqi kuchlar q(x,y)
qonuniyatidan   farq   qiladi.   Poydevor   uzunligi   bo‘ylab   istalgan   M(x,y)   nuqtada
hosil   bo‘lgan   bunday   farq   unda   ichki   moment   M     va   Q   kesuvchi   kuchlar   hosil
qilishga   sabab   bo‘ladi.   Bu   esa   o‘z   navbatida   gruntning   kuchlanish   va
deformatsiya holatiga ta’sir ko‘rsatadi. 
         Demak, gruntda o‘rnatilgan yuklangan poydevorning egilishi va unda hosil
bo‘lgan   zo‘riqishlarning   tarqalish   qonuniyati   uning   bikirligiga   EI   va   gruntning
tashqi kuchlar ta’sirida deformatsiyalanish   xususiyatlariga (deformatsiya moduli
–   E   va   yon   tomonga   kengayish   koeffitsiyenti   μ -ga   )   bog‘liq   ekan.   Nazariy
mexanikaning   ilk   bor   taraqiyoti   jarayonida   bunday   mukammal   masalalarni
331 6- rasm .  Poydevor va  grunt  qatlami o’zaro ta’sir sxemasi. yechish   albatta   mumkin   bo‘lmagan.     Chunki   elastiklik   nazariyasi   rivojlanish
jarayonida   gruntlarning   mexanik   xususiyatlari   o‘rganilmagan   edi.   Gruntlarning
tashqi   kuchlar   ta’sirida   eng   oddiy   siqilish   qonuniyatlarini   birinchi   bor   rus   olimi
Fuss   1788 yilda o‘z ko‘zatuvlari natijasida kashf qilgan. Bu qonuniyatga asosan
aravaning   charxi   gruntda   qoldirgan   izi   (cho‘kishi)   S   uning   og‘irligiga     P   to‘g‘ri
proporsional   ekanligini   aniqladi.   Keyinchalik     nemis   olimi     Vinkler   bu   modelni
bikirligi EI ga teng uzunchoq, gruntda yotgan va yuklangan tusin misolida ko‘rib
chiqdi.  Uning   fikriga  ko‘ra,  agar   gruntga   tutash   yotqizilgan  tusin   tashqi   kuchlar
bilan, masalan q(x,y) bilan  yuklangan bo‘lsa, u holda tusin tag yuzasida vujudga
kelgan   gruntning   reaktiv   bosimi   P(x,y)   uning   egilishiga   Y   to‘g‘ri   proporsional
ekanligini   isbotlab   berildi.   Bu   qonuniyat   kelgusida   Vinkler   modeli   deb   yuritila
boshlandi. Quyida bu modelning  matematik ifodasi keltirilgan (10-rasm).
p( x	) = ky
  ,       ( 3.1 )
bunda     k   -   Vinkler   koeffitsiyenti,   y-tusinning   (x)   o‘qi   bo‘yicha   egilish   qiymati.
Vinkler kashf qilgan   model boshqacha zamin tutash hududininng elastik modeli
deb ham yuritiladi, chunki   (2.154) binoan p(x)=0  bo‘lsa, egilish ham y=0 bo‘lib
o‘z  holatiga  qaytadi. Undan tashqari  yuklangan  yuzadan chetrog‘da  bu modelga
asosan   cho‘kish   vujudga   kelmaydi,   yoki   s=0       bo‘ladi   deb   qaraladi.   Vinkler
koeffitsiyenti   umumlashtirilgan   zamin   deformatsiya   moduli   Е
0   va   uning     aktiv
chuqurligiga  Н
с  bog‘liq bo‘lib qo‘yidagi ifoda yordamida topiladi:
   k = E
0
H
c ( 1 − 2 μ 2
) ,
                                     (3. 2 )
       bu ifodadan ko‘rinib turibdiki Vinkler koeffitsiyenti qalinligi bir-birlikga ega
bo‘lgan   va   moduli   Е
0   teng   elastik   to‘shak   modelini   ifodalaydi.   Boshqacha   qilib
aytganda, poydevor ostidagi chuqurligi  Н
с  ga teng siqiluvchi grunt qatlami shartli
moduli  Е
0  ga teng elastik muhit deb qaraladi. 
Lekin   keyingi   kuzatishlar   shuni   ko‘rsatdiki,   agar   grunt     tashqarida   ma’lum   bir
yuza   bo‘yicha   yuklansa,   unda   yuklangan   yuzadan   tashqarida   ham   cho‘kishlar
tarqaladi.  Bu esa Vinkler modeli bo‘yicha hisoblangan poydevorlarni qo‘shimcha
egilishiga   sabab   bo‘lishi   mumkin.     Bundan   farqli     J.   Bussinesk   gruntni   elastik
zamin   deb     unga   o‘q   kuch   ta’sirida   hosil   bo‘lgan   kuchlanish   va   deformatsiya
34 holatini   matematik   yechimini   oldi.   Bu   model   to‘g‘risida   ,,Injenerlik   geologiyasi
va gruntlat  mexanikasi”  kitobimimg 7.2-7.3 bo‘limlarda   batafsil  to‘xtalgan .   J.
Bussinesk   yechgan   bu   masala   mexanikada   fazoviy   elastik   nazariyasi   deb
yuritiladi   (2.54-rasm).   Bu   usulga   binoan   uch   o‘lchamli   elastik   zaminda   hosil
bo‘lgan cho‘kishlar quyidagi analitik ifoda ko‘rinishda yoziladi:
Y = P
CπR  ,      ( 3.3 )
bunda:          С=	E
1−	μ2 .
              Ko‘rinib   turibdiki,   yuqorida   zehr   qilingan   hamma   matematik   moddellar
elastik modellar hisoblanadi, lekin gruntlar ulardan farqli ko‘proq plastik-elastik,
plastik   ayrim   hollarda   esa   oquvchanlik   xususiyatlarni   o‘zida   namoyon   qiladi.
Bunday jiddiy farq, albatta poydevor  qurilmalarni  hisoblashda  katta xatoliklarga
olib kelishi mumkin. Shuning uchun o‘tgan asr boshlarida K. Tersagi va rus olimi
M.N. Gersevanovlar poydevorlarni,  zamin kuchlanganlik va deformatsya holatini
hisoblashda elastik model  o‘rniga gruntlar uchun chiziqli  –deformatsiyalanuvchi
model afzalligini isbot qilib berdilar.
                Gruntlarning   mexanik   xususichtlari   xilma-xilligini   hisobga   olsak,   hozirgi
paytda   juda   mukkamal   plastik,   plastik–elastik   va   plastik-oquvchan   modellar
turlari   ishlab   chiqilgan.     Masalan,   aniq   masalalar   yechishda   Kulon-Mor   plastik
yoki   elastik   plastik   nochiziqli   modellar   ishlab   chiqilgan.   Yumshoq,   juda   g‘ovak
gruntlar uchun esa Kem Kleyn modellari ishlatiladi. Bu xil modellar va ularning
hisoblash   prinsiplari   maxsus   geotexnika   faniga   tegishli   adabiyotlarda   ko‘rib
chiqilgan   [2,5,9].   Ushbu   masalalrni   analitik   yo‘llar   bilan   yechishda   O‘zbekiston
mexanik   olimlari:   Rashidov   T.R.,   Mirsaidov   M.M.,   Shirinkulov   T.Sh.,
Eshanxodjayev   A.,Turayev   H.Sh.,   Sultanov   K.S.   va   boshqalarning   xizmatlari
katta.
           Yana bir masala, hisoblarda faqat poydevorning keltirilgan bikirligi hisobga
olinadi. Lekin (MKE, FEM) usuli istalgan nochiziqli modellarni qo‘llab binoning
to‘la   bikirligini   hisobga   olishga   ruxsat   beradi.   Bunday   qushma   (bino-poydevor-
zamin)   masalalarni   hisoblashda   albatta  maxsus   profesional   kompyuter   dasturlari
35 va   texnologiyalari   yordamida   amalga   oshirish   mumkin.   Hozirgi   paytda   bunday
masalalarni  yechishga  asoslangan  bir  necha  hisoblash  dasturlari  ishlab  chiqilgan
[2,9].   Ular   poydevor   va   binoning   bikirligini,   gruntlarning   mexanik
xususiyatlarini, xilma-xil tashqi va ichki zo‘riqishlarni hisobga olgan holda, aniq
yechimlarni olishga ruxsat beradi.
Quyida   elastik   zamindagi,   Vinkler   nazariyasiga   mos   model   uchun
poydevorlarni  egilish  qonuniyatlarini  va unda hosil  bo‘lgan zo‘riqishlarni  topish
analitik yechimi bilan tanishib chiqamiz
2.7 Vinkler modeliga mansub zaminda tasmasimon poydevorlarning egilishi,
grunt reaktiv bosimi va unda hosil bo‘lgan zo‘riqishlarni aniqlash
nazariyasi.
    Bikrligi chegaralangan tusinlarning egilish differensial tenglamasi. Bu masalani
yechishda tashqi kuchlar ta’sirida tusinlar neytral o‘qining egilish qonuniyatlarini
bilish talab etiladi. Tusinga tashqi  kuchlar ta’sir etsa u egiladi deb faraz qilamiz
(17a rasm).     
          Sterjen   ko‘ndalang   kesimidan   qalinligi   dx   ga   teng     abcd   elementini   ajratib
ko‘rib chiqamiz. Tekislikda deformatsiyalangan tusinning neytral o‘qning egilishi
F(x,y) funksiya bilan ifodalanadi. Egilish qonuniyatini aniqlash uchun koordinata
361 7 -rasm. Tusinga ta’siretayotgan momrnt etayoystgan kuchlari ta’siridan uning ko’ndalang 
kesimida hosil bo’lgan bo’lgan kuchlanishlarni va  zo’riqishlarni aniqlash boshidan     x   va     x+dx     masofada   egilgan   neytral   o‘qning  M	1   va  	M	2   nuqtalari
ustidan,   ikkita   urinma   chiziqlar   o‘tkazamiz   (17c   rasm).   Oliy   matematikadan
ma’lumki,  	
M	1   va  	M	2   nuqtalardan   o‘tkazilgan   urinma   F(x,y)   neytral   o‘q
funksiyaning   birinchi   hosilasi   hisoblanadi.   M
1     va  	
M	2   nuqtalardan   o‘tkazilgan
o‘rinmaga ikkita perpendikulyar chiziq o‘tkazamiz va ularni o‘zaro kesishgancha
davom   etamiz.     Bunda   AM = ρ
  masofa   F(x,y)   funksiyaning   egilish   radiusi   deb
aytiladi va u quyidagi matematik ifoda yordamida aniqlanadi:
1
ρ = d 2
y
d x 2                                                                           ( 3.4 )
        Keltirilgan   17c   rasmga   binoan  	
am	n   va  	ff'n   uchburchaklarning
o‘xshashligidan foydalanib quyidagi tengalmalarni tuzamiz:
  ρ
dx = y
f ˙
f '    yoki     f f '
dx = ε = у
ρ .                                     (3.5)
        Guk   nazariyasiga   muvofiq,   ko‘ndalang   kesim   bo‘yicha   vujudga   kelgan
kuchlanishlarni aniqlaymiz:
      	
σ=	εE	=	у
ρE.                                                ( 3.6 )
      	
∑	M	=0      muvozanat tenglamasini tuzamiz:
M =
∫ σdFy =
∫ y 2
ρ EdF = E
ρ ∫ y 2
dF = EI
ρ                     ( 3.7 )
 yoki     1
ρ = M
EI
  (3.7) tenglamani nazarda tutib (2.157) tenglamani quyidagi ko‘rinishda yozamiz:
1
ρ = М
EI = d 2
y
d x 2                                                                                  ( 3.8 )
        ( 3.8 )  tenglama zaminda yotgan, yuqoridan yuklangan tusinning neytral o‘qini
differensial   tenglamasi   deb   aytiladi.   ( 3.8 )   tenglamadan   ko‘rinib   turibdiki,
yuklangan tusin neytral o‘qining egilish miqdori, unga ta’sir etayetgan momentga	
M
 to‘g‘ri va tusin bikirligi 	EI  ga teskari proporsional ekan.
Endi   moment     M,   kesuvchi   kuchlar   Q
  va   tusinga   ta’sir   ko‘rsatayotgan
tashqi   masalan,   tekis   tarqalgan     q ( x )
  kuchlar   orasidagi   bog‘lanishni   ko‘rib
chiqamiz. Buning uchun elementar ajratib olingan elementga nisbatan muvozonat
tenglamasini tuzamiz ya’ni: 
∑	y=0  ва  	∑	М	=0 ,                                 ( 3.9 )
37     Bunda    Q + q + ( q + dq )
2 dx −( Q + dQ	) = 0 ,
                                     q = dQ
dx  .                                                (3.10)
∑ M = M −	
( М + dM	) + Qdx + qdx dx
2 = 0
,       (3.11)
yok i                                                     Q = dM
dx ;                                               (3.12)
     	
σx=	σcosα   nazarda   tutib   va
πγ	
( r
0 + ztgα	) 2
dz − 2 π	( r
0 + ztgα	) σ
z − π	( r
0 + ztgα	) 2
dz + 2 π	( r
0 + ztgα	)( σsinα	) dz
cosα − 2 πτ	( r
0 + ztgα	) dz = 0 va
A = 2 tgα ( 1 − ξ
cosα + ξtgφ
cosα )
r
0 = 2 tgα
r
0 λ ; λ = 1 − ξ
cosα + ξtgφ
cosα yoki d σ
z
dx = − A dz
1 + z
r
0 tgα
differensial tenglamalarni yechib qo‘yidagi ifodani topamiz:
                                                q
EI = d 4
y
d x 4                                                                       (3.13)
         	
σz=	1
tgα	[	
γr0	
2λ+1(1+	z
r0
tgα	)−	c
λ]+[q−(	
γr0	
2λ+1−	c
λ)	
1
tgα	](1+	z
r0
tgα	)
−2λ           tenglamani
tasmasimon poydevor misolida ko‘rib chiqamiz. Poydevorga tashqi q(x) va grunt
tomonidan     reaktiv   p(x)   tarqalgan   kuchlar   ta’sirida   uning   egilishi   qo‘yidagi
differensial tenglama orqali topiladi (10-rasm):
                                        p(x)- q(x	
¿=	d4y	
dx4
                                          (3.14)
          Agar   tasmasimon     kengligi   b   ga   teng   poydevor   Vinkler   modeliga     asosan
egiladi deb qarasak, u holda quyidagi ko‘rinishni oladi:
                                   p(x)- q(x ¿ = EI
b d 4
y
d x 4 ,
                                   (3.15)
   yoki     p(x)- q(x ¿ = ky − q	
( x	) = EI
b d 4
y
d x 4    , 
    ;	kb
EI	y−	d4y	
dx4    =   b q ( x )
EI               (3.16)
            bunda S = 4	
√ EI
kb   qabul   qilsak,     u   holda     (3.16)   ifodani   ixcham   ko‘rinishda
yozishimiz mumkin:
                             4
S 4 y − d 4
y
d x 4    =	
bq(x)	
EI                                  (3.17)
38 Oliy   matematikadan   ma’lumki   (2.24)     differensial   tenglamaning   yechimi
qo‘yidagi tenglama ko‘rinishida yoziladi:
у = С
1 е ζ
cos ( ζ ) + С
2 е ζ
sin ζ + ¿ С
3 е − ζ
cos ( ζ ) + С
4 е − ζ
sin ζ − q
k ¿
        (3.18)
bunda    ζ=	x
s,С2;С2;С3   va   С
4 –integral   tenglamaning   o‘zgarmas
koeffitsiyentlari.Ular chegaraviy shartlardan aniqlanadi. 
            Misol,   cheksiz   uzun   tasma   ko‘rinishdagi   poydevor   markazida   o‘q,   R   bilan
yuklangan.   Bu   holda  	
X=∞	;Y=0 .   Unda   (2.25)     tenglama   qo‘yidagi   ko‘rinishni
oladi:
у = С
1 е ζ
cos ( ζ ) + С
2 е ζ
sin ζ = 0 ;	
С1=С2=0 , ( 3.19)	
у=С3е−ζcos	(ζ)+С4е−ζsin	ζ
;      ( 3.20)	
va
X= 0 ; Q
x = P
2 ; dy
dx = 0
 teng bo’ lsa ,
dy
dx = С
3 ( − ζ ) е − ζ
cos	
( ζ	) + С
3 е − ζ
( ζ ) ¿	
С4(−ζ)е−ζsin	(ζ)+С4е−ζ(ζ)cos	ζ¿¿,
      ( 3.21 )
bunda ζ = x
s = 0
 , 
е − ζ
=1   ва 	
С3=С4.
            ( 3.19)     tenglama   chegaraviy   shartlarni   hisobga   olib   yechilgandan   so‘ng,
poydevor   neytral   o‘qining   egilish   miqdorini   aniqlash   tenglamasini   topamiz,   u
quyidagi ifoda ko‘rinishga ega bo‘ladi:
                              
у = С е − ζ
¿ ,                                   ( 3.21 )
va  X = 0 ; Q
x = P
2 ;
  holda  ( 3.19) tenglama qo‘yidagi ko‘rinishni oladi:
d 3
y
d x 3 = − 4 С	
( 1
s	) 3
е − ζ
cos ( ζ ) = Q
EI , (3.22)
agar X=0; 	
еζ=1 и   cos ζ = 1
,
                                 	
Q=	EI	4C(
1
s)
3
=	P
2                           (3.23)
bundan
39 С = Р
8 Е I( 1
s	) 3
( 3.23 )  ni  ( 3.21 )  ga   quyib ,  Vinkler   modeliga   mos ,  bikirligi   EI
  va   kengligi   b   ga   teng
tasmasimon   poydevorning   markaziga   qo ‘ yilgan   to ‘ plangan   o ‘ q   kuch   ta ’ sirida
neytral   o ‘ qning   egilish   tenglamasini   matematik   ifodasini , 	
y=	F(x)   ni   topamiz :
                    y = Р
8 Е I	
( 1
s	) 3 e − ζ
¿
                              ( 3.24 )
      ( 3.24 ) ni ketma ket differensiallab tarqalgan reaktiv  p ( x )
 kesuvchi kuchlarni 	
Q
va   moment   M
  kuchlarni   qiymatlarini     aniqlaymiz.   Bu   masalani   xuddi   shu   usul
bilan poydevorga moment tarqalgan kuchlar va ularning birgalikdagi ta’sir hollari
uchun yechimlarini olishimiz mumkin. 12 rasmda misol tariqasida bikirligi 	
EI   ga
teng   tasmasimon   poydevorga   o‘q   va   tarqalgan   kuchlar   ta’sir   etgan   holar   uchun
undagi moment 	
M , kesuvchi kuchlar 	Q  va egilish 	Y  epyuralari keltirilgan.
        Hozirgi   paytda   bunday   masalalar   istalgan   tashqi   kuchlar,   istalgan   geometrik
shaklga   ega   bo‘lgan   poydevorlar   va   har   xil   grunt   modellariga   asoslanib
poydevorlar   hisobi   maxsus   dasturlar   yordamida   kompyuterlarda   sanoqli   (chekli
elementlar   usuli   MKE,   finite   element   method)     usulida   hisoblanadi   [19,22].
Quyida   shu   usulda,   kompyuterda   hisoblangan   markaziy   va   tekis   tarqalgan   kuch
bilan   yuklangan   tasmasimon   poydevorlarning   hisob   natijalari   keltirilgan   (18
rasmlar).   Bunday   mukammal   masalalarni   kompyuterda   hisoblashda   poydevorlar
401 8 -rasm. Bikrligi EIga teng tasmasimon poydevor o’q va tarqalgan kuch ta’sir etgan 
holler uchun :  moment  М, kesuvchi kuch  Q   va egilish  Y  epyuralari ko’rinishi
Hisob G.I Simvoli modeliga asosan amalga oshirilgan .P q
LL/2
QM
SL/2
L
QM
SP/2
P/2 geometrik   o ‘ lchamlari ,   material   bikirligi   va   uning   deformatsiya   ko ‘ rsatkichlari ,
grunt   modellari   va   ularga   mos   parametrlar   kattaliklarini   to ‘ g ‘ ri   kiritilishi   lozim ,
aks   holda     noto ‘ g ‘ ri   natijalar   olish   mumkin .   Bunday   informatsiyalarning   eng
murrakabligi   zamin   gruntlar   matematik   modelini   to‘g‘ri   tanlash   bilan   bog‘liq.
Masalan, ayrim hollarda, ko‘p qatlamli gidrogeologik sharoiti murakkab bo‘lgan
zaminlarda grunt xarakteristikalarini integral qiymatlarini tanlashga to‘g‘ri keladi.
Bunday   hollarda,   javobgarligi   yuqori   bo‘lgan   bino   va   inshootlarni   hisoblash   va
loyixalashda geotexnik mutaxasislar yordamiga murojaat qilishga to‘g‘ri keladi. 
2.8 Chekli element usulida bir uchi qistirilgan, bo’ylama kuch ta’sirida
ko’ndalang kesim pog’anali o’zgaruvchi sterjen masalasi
          Bizga   ko’ndalang   kesimi   har   xil   bo’lgan   sterjen  
E = 2 ∗ 10 11
Pa ,   F
1 = 3 m m 2
,F2=	2m	m2
, F
3 = 1 m m 2
,   q=1   kN/m,	P1=	2kN   ,	P2=1kN  	l1=3m	,l2=1m	,l3=1m berilgan.
Bu masla yechishda sterjenni ko’ndalang kesimlari bo’yicha elementlarga ajratib
olamiz. Yuqoridagi formulalardan foydalanib matrissalar tuzib olamiz.
41  [ k
ij	] =	
[ EF
l − EF
l
− EF
l EF
l	] ,    	
{u}={
u1
u2} ,  	{ F	} =	
{ ql
2
ql
2	} +	{ − P
1
P
2	}   ,  	[ k
ij	] { u
ij } =	{ F
ij	}   ( i , j = 0,1,2
)
ekanligidan foydalanib quyidagini hisoblaymiz:
EF
l = 3 ∗ 10 − 6
∗ 2 ∗ 10 11
3 = 2 ∗ 10 5 N
m , ql
2 = 1000 ∗ 3
2 = 1500 kN / m     har   bir   element   uchun
yozib chiqadigan bo’lsak:
Birinchi element uchun:	
2∗10	5∗[
1	−1	
−1	1	]{
u1
u2}={
1500
1500	}+{
R1
0}
;
Ikkinchi element uchun:	
4∗10	5∗[
1	−1	
−1	1	]{
u3
u4}={
0
0}+{	
0	
−2000	}
;
Uchinchi element uchun:
2 ∗ 10 5
∗	
[ 1 − 1
− 1 1	]{ u
5
u
6	} =	{ 0
0	} +	{ 0
1000	} ;
   Har  bir  ajratilgan element  tugunlari  uchun quyidagilar  o’rinli   u
2 = u
3 ,   u
4 = u
5 . Bu
ifodalar bizga matrissalarni qo’shish imkonini beradi.
10 5
∗	
[ 2 − 2 0 0
− 2 2 + 4 − 4 0
0
0 − 4
0 4 + 2
− 2 − 2
2	] ∗	{ u
1
u
2
u
3
u
4	} =	{ 1500 + R
1
1500
− 2000
1000	}  ,
Endi chegaraviy shartlardan foydalanib nomalumlarni aniqlaymiz, sterjen qistirib
mahkamlangani uchun   u
1 = 0
 bo’ladi. Matrissani ko’rinishi quyidagicha bo’ladi:
10 5
∗	
( 6 − 4 0
− 4 6 − 2
0 − 2 2	) ∗	( u
2
u
3
u
4	) =	( 1500
− 2000
1000	)
  bu   matrissani   yechamiz   va   quyidagi   natijalarga   ega   bo’lamiz.	
u2=0,0025	m	,u3=0m	,u4=0,005	m
  birinchi   satr   uchun   yozadigan   bo’lsak
10 5
∗	
( − 2	) ∗	( 0,0025	) = 1500 + R
1 . Bu tenglamadan 	R1=−2kN  ekanligini olamiz.
42 XULOSA
Chekli   elementlar   usulida   ko’ndalang   kesimi   har   xil   bo’lgan,   sterjen   o’qiga
bo’ylama   va   ko’ndalang   kuchlar   ta’sirini   hisoblash   uchun   zarur   bo’lgan
ma’lumotlar   keltirilgan.   Sterjen   uchun   har   xil   mahkamlanish   uchun   chegaraviy
shartlar   berilgan.   Chekli   elementlar   haqida   umumiy   ma’lumotlar   berilgan.   Ular
haqida misollar keltirib tushuntilgan.
Ko’ndalang   kesimi   har   xil   bo’lgan,   sterjen   o’qiga   bo’ylama   va   ko’ndalang
kuchlar   ta’sirini   hisoblash   uchun   chekli   elementlarga   ajratilgan.   Sterjenda   hosil
bo’lgan   siljish,   deformatsiya   va   kuchlanishlar   topish   keltirib   chiqarilgan.
Sterjenning   tugunlaridagi   siljishlar,   deformatsiya   va   kuchlanishlar   chekli
elementlar usuli yordamida aniqlangan.
  Bikir   poydevorlar   tag   yuzi   sirtida   kontakt   kuchlanishlarni   tarqalishi
differensial tenglamalardan foydalanib analitik yechib topilgan.
Vinkler modeliga mansub zaminda tasmasimon poydevorlarning egilishi, grunt
reaktiv   bosimi   va   unda   hosil   bo‘lgan   zo‘riqishlarni   aniqlash   nazariyasi
o’rganilgan va unga doir masalar yechilgan.
43 ASOSIY FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO’YHATI
1. П.М.Варвак Метод конечних елементов. Виша школа.Kиев -1981  ( 42-53-
betlar ) .
2. Зенкевич О.С., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. – М.: Мир, 
1986. – 318 с. (93-150  betlar ) 
3. Флетчер   К.   Вычислительные   методы   в   динамике   жидкости.–   Том   1.–   М.:
Мир, 1991.– 504 с. (136-212  betlar ) 
4. Флетчер К. Численные методы на основе метода   Галеркина /Пер. с англ. -
М.: Мир, 1988. – 352 с. (106-184  betlar ) 
5. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. – М.:  Мир, 1979. –
392 с. (9-56  betlar ).
6. Xasanov  А .Z. Xasanov Z. А . Injenerlik geologiya va gruntlar mexanikasi.  SamDU
nashrieti. Samarqand.-2022.  ( 211-217 b etlar)
Internet saytlari 
1. http:/www.edu.uz – ta’lim sayti
2. http:/www.eqworld.ru – adabiyotlar elektron variantlari
3. http:/www.ziyonet.uz – adabiyotlar elektron variantlari
44

GRUN TL A R MEX A N I K A SI N I N G N OCHI ZI QL I MA SA L A SI MUN DA RI J A KIRISH ........................................................................................................................................................ 2 - Bob. CHEKLI ELEMENTLAR USULINING ASOSIY TUSHUNCHALARIⅠ ....................................................... 4 1.1 Atamalar .......................................................................................................................................... 4 1.2 Chekli elementlar usulining asosiy qadamlari ................................................................................. 5 1.3 Xatoliklarning manbalari va approksimatsiya .................................................................................. 7 1.4 Chekli elementlar usuli algoritmining umumiy sxemalari ................................................................ 7 1.5 Chekli elementlar haqida tushuncha ............................................................................................... 9 1.5.1 Element atributlari ................................................................................................................. 10 1.5.2 Shaxsiy o ‘lchamlilik ................................................................................................................ 10 1.5.3 Tugun nuqtalari ...................................................................................................................... 11 1.5.4 Element geometriyasi ............................................................................................................. 11 1.5.5 Erkinlik darajasi ...................................................................................................................... 12 1.5.6 Tugun kuchlari ........................................................................................................................ 12 1.5.7 Aniqlovchi munosabatlar ........................................................................................................ 12 1.5.8 Kesim yuzalarining xususiyatlari ............................................................................................. 13 1.6 Mexanikada ishlatiladigan ChE klassifikatsiyasi ............................................................................. 13 - Bob. CHEKLI ELEMENTLAR USULIDA MASALAR YECHIMI Ⅱ .................................................................. 15 2.1 Chekli element usulining umumiy yechimi .................................................................................... 15 2.2 Potensial energiya to’liq funksionali. ............................................................................................. 19 2.3 Chekli element usulida sterjen cho'zilishi (siqilishi). ...................................................................... 20 2.4 Chekli element usulida sterjen egilishi. ......................................................................................... 25 2.5 Bikir poydevorlar tag yuzi sirtida kontakt kuchlanishlarni tarqalish qonuniyatlari. ....................... 31 2.6 Grunt modellari to‘g‘risida asosiy ma’lumotlar. ............................................................................ 33 2.7 Vinkler modeliga mansub zaminda tasmasimon poydevorlarning egilishi, grunt reaktiv bosimi va unda hosil bo‘lgan zo‘riqishlarni aniqlash nazariyasi. .......................................................................... 36 2.8 Chekli element usulida bir uchi qistirilgan, bo’ylama kuch ta’sirida ko’ndalang kesim pog’anali o’zgaruvchi sterjen masalasi ............................................................................................................... 41 Xulosa ...................................................................................................................................................... 43 Asosiy foydalanilgan adabiyotlar ro’yhati ............................................................................................... 44 1

KIRISH 1. Masalaning qo ’ yilishi . Bitiruv malakaviy ishda ko ’ ndalang kesimi pog ’ anali , bo ’ ylama kuch ta ’ sir etayotgan sterjenni chekli elementlar usuli yordamida ajratilgan elementlari tugunlaridagi siljishi aniqlash maqsad qilib qo ’ yilgan . 2. Mavzuning dolzarbligi. Muhandislik konstruksiyalarida elastik sterjenli sistemalar jumladan ramalar, fermalar, arkalar, va balkalar keng qo’llaniladi. Bitiruv ishi doirasida shunday konstruksiyalar biri sifatida ko’ndalang kesimi pog’anali bir jinsli, bo’ylama kuch ta’sir sterjenning cho’zilish (siqilish) masalasini chekli elementlar usuli yordamida aniqlash dolzarbligi hisoblanadi. 3. Ishning maqsad va vazifalari. 1) Chekli elementlar usuli izlanayotgan funksiyaning tugun qiymatlariga nisbatan algebraik tenglamalar sistemasini tuzishning qulay sxemasini qurish imkonini beradi. Sodda polinomial funksiyalar yordamida yechimni taqribiy approk-simatsiyalash va barcha zaruriy operasiyalar alohida tanlangan elementlarda bajariladi. Keyin esa elementlarni birlashtirish amalga oshirilib, talab qilingan algebraik tenglamalar sistemasiga kelinadi. Alohida elementdan ularning to‘la majmuasiga o‘tishning bunday algoritmi ayniqsa geometrik va fizik murakkablikka ega tizimlar uchun juda qulay. 2) Chekli elementlar usuli yordamida olingan har bir alohida algebraik tenglama barcha tugunlar noma’lumlariga nisbatan ularning bir qisminigina o‘z ichiga oladi. Boshqacha qilib aytganda, algebraik tenglamalar sistemasining ko‘pgina koeffitsiyentlari nolga teng, bu sistemani yechishni osonlashtiradi. 3) Masalaning funksional tenglamalarni qanoatlantiruvchi funksiyalar orqali ifodalanuvchi yechimi kontinual yechim deb ataladi. Bulardan farqli ravishda, diskret masalalarning yechimi ularga mos algebraik tenglamalar sistemasini qanoatlantiruvchi chekli sondagi parametrlar orqali aniq aniqlanadi. Xuddi 2

boshqa sonli usullar kabi chekli elementlar usuli ham kontinual masalani diskret masalaga taqribiy almashtiriladi. Chekli elementlar usulida bu almashtirishning barcha proseduralari sodda fizik ma’noga ega. Bu esa masalani yechishning butun jarayoni o‘zini to‘lasincha namoyon qilishiga, mumkin bo‘lgan ko‘plab xatolardan qochishga va olingan natijalarni to‘g‘ri baholashga imkon beradi. 4) Kontinual masaladan tashqari chekli elementlar sxemasi diskret masalalarni to‘g‘ridan to‘g‘ri yechishda elementlarni birlashtirishga va algebraik tenglamalarni tuzishga ham qo‘llaniladi. Bu esa usulning qo‘llanilish sohasini kengaytiradi. 4. Ishning ilmiy tadqiqot usuli. Ilmiy tadqiqot usuli sifatida bo’ylama kuch ta’sirada bo’lgan ko’ndalang kesimi po’g’anali o’zgaruvchi sterjenni chekli elementlar usulidan foydalanib analitik usulda aniqlash maqsad qilib belgilangan. 5. Ishning ilmiy-amaliy ahamiyati. Muhandislik konstruksiyalari hisoblashda bir qancha usullardan foydalanilgan. Shunday usullardan biri chekli elementlar usuli hisoblanadi. Ushbu usulda sterjenning bo’ylama kuch ta’sirida siljishi, deformatsiyasi, kuchlanishi analitik usulda topilgan. 6. Ishning tuzulishi. Bitiruv malakaviy ishi kirish, xulosa va foydalanilgan asosiy adabiyotlar ro’yhatidan iborat bo’lib jami 43 betni tashkil etadi. 7. Olingan natijalar qisqacha mazmuni. Ko’ndalang kesimi pog’anali o’zgaruvchi, bo’ylama kuch ta’sirida sterjen tugunlarida siljishi, deformatsiyasi, kuchlanishi chekli elementlar usuli yordamida aniqlandi. 3

Ⅰ - BOB. CHEKLI ELEMENTLAR USULINING ASOSIY TUSHUNCHALARI 1.1 Atamalar Agar modelning erkinlik darajasi chekli bo‘lsa, bunday model diskret model deyiladi, aks holda uzluksiz (kontinual) model deyiladi. Chekli elementlar usuli diskretlash usullaridan biri bo‘lganligisababli chekli elementlar modelining erkinlik darajasi chekli bo‘lishikerak. Asosan barcha erkinlik darajalari U bilan belgilanuvchi va erkinlik darajasi vektori yoki holat vektori deb nomlanuvchi matrisa vektoriga yig‘iladi. Analitik mexanikada har bir erkinlik darajasiga umumlashgan kuchlar ko‘rinishidagi birgalikdagi o‘zgaruvchilar mos keladi. Nomexanik ilovalarda ham xuddi shunday, ya’ni kuchlar yoki kuch o‘zgaruvchilari deb ataluvchi birgalikdagi o‘zgaruvchilar mavjud. Bu kuchlar P bilan belgilanuvchi vektor matrisaga birlashtiriladi. U v a P orasidagi munosabatlar chiziqli hamda bir jinsli deb faraz qilinadi. Bundan kelib chiqadi-ki, agar U nolga intilsa, P ham nolga intiladi, bu holda ular orasidagi munosabat qiividagi asosiy tenglama bilan ifodalanadi: KU = P (1.1) bu yerda, K bikrlik matrisasi deyiladi. U va P vektorlarning fizikaviy ma’nosi chekli elementlar usullariniag qo’llanilish sohasiga qarab o‘zgaradi, bu 1.1-jadvalda ko‘rsatilgan. Agar kuchlar bilan ko‘chishlar orasidagi munosabat chiziqli lekin bir jinsli bolmasa, (1.1) tenglama quyidagi munosabatga umumlashtiriladi: KU = P j + P m (1.2) bu yerda, Pj — boshlang‘ich kuchlarning tugun vektori, masalan, termoelastiklik masalalarini yechishda boshlang‘ich temperatura kuchlanishlarini hisobga olishda paydo bo‘ladigan bosh!ang‘ich kuchlarning tugun vektori; Pm - mexanik kuchlarning vektori. 4

Chekli elementlar qo’lanilish sohasiga qarab U va P vektorlarning fizikaviy ma’nosi 1. 1 – jadval Qo ’ lanilish sohasi Holat vektori U Tutash vektor P Konstruksiya va qattiq jismlar niexanikasi Ko‘chish Mexanik kuch Issiqlik o‘tkazuvchanlik Issiqlik o‘tkazuvchanlik Issiqlik oqimi Potensial oqim Bosim Zarrachaning tezligi Oqimning umuiniy korinishi Tezlik Oqim Elektrostatika Elektr potensiali Zaryad zichligi Magnitostatika Magnit potensiali Magnit maydon intensivligi 1.2 Chekli elementlar usulining asosiy qadamlari Chekli elementlar usulining asosiy qadamlarini quyidagi ko‘rinishda tasvirlash mumkin:  Ideallashtirish;  Diskretlash;  Yechimi; Ideallashtirish. Ideallashtirish deganda boshlang‘ich fizikaviy sistemadan matematik modelga o‘tish jarayoni tushuniladi. Bu jarayon texnikaviy va muhandislik masalalarini echishda eng muhim qadam hisoblanadi. Bu jarayonda model tushunchasi eng asosiy o‘rinni egallaydi. Sistemaning o’zini qanday tutishini oldindan izohlab beruvchi va modellashtirish uchun tuzilgan qurilma deb model tushunchasiga simvoliktarif berish mumkin. matematik modellashtirish yoki ideallashtirish muhandisning real fizikaviy 5