logo

Teng taqsimlangan ichki bosim

Загружено в:

08.08.2023

Скачано:

0

Размер:

277.5 KB
Teng taqsimlangan ichki bosim
Re ja:
1. Teng   taqsimlangan   ichki   bosim   bilan   yuklangan   qalin   devorli   sferik
qobiqning elastik holatini.
2.   Teng   taqsimlangan   ichki   bosim   bilan   yuklangan   qalin   devorli   sferik
qobiqning elastik-qovushoq holatini.
3. Bosimning qovushoqlik  va mystahkamlik ehtiyot chegarasi.
4. Masala. A sosiy  t ushunchalar
Teng   taqsimlangan   ichki   bosim   ( )   ta’sirida   bo‘lgan   qalin   devorli
sferik qobiqning elastik-qovushoq holatini o‘rganamiz  [1-4]   (1-shakl). 
Masala     sferik   koordinatalar   sistemasida     ( )   radial   o‘qqa
nisbatan simmetrik bo‘lganligi uchun siljish deformasiyalari  
va   urinma   kuchlanishlar     nolga   teng,   nisbiy   uzayish   yoki
siqilish   deformasiyalari     va   normal   kuchlanishlar  
noldan farqli bo‘ladi. Agar ichki bosim
                                                 (1)
shartni   qanoatlantirsa,   u   holda   qobiq   elastik   deformasiyalanadi   va
elastiklik   nazariyasi   usullariga   ko‘ra   [5]   normal   kuchlanishlar     ,
qobiqning   radial   ko'chishlsri     yoki   deformatsiyasi     quyidagi
formulalar bilan hisoblanadi:
                (2)
                   (3)
bu   erda     va     -  qobiqning  mos   ravishda   ichki   va   tashqi  radiuslari;   -
sferaning   o‘zgaruvchan   radiusi;     qobiq   materialining   oquvchanlik
chegarasi;     -   bosimning   qovushoqlik   ehtiyot   chegarasi;     -   Yung
moduli va Puasson koeffisienti (materialning o‘zgarmaslari).
  Qalin   devorli   sferik   qobiqda   elastik   deformasiya   sohasida
kuchlanish   taqsimoti   1-   shaklda   shtrixli   chiziq   bilan   tasvirlangan.  
bo‘lganda   sferik   qobiqning   ichki   radiusidagi   nuqtalarida   material
2 qovushoq   holatiga   o‘tib   boshlaydi.   Bosimning   keyingi   oshishlarida
  qovushoq   deformasiyalar   sohasi   kengayadi   (   -
qovushoq   deformasiyalar   sohasi   radiusi).   Bu   soha   1-   shaklda
shtrixlangan. Bunda kuchlanish ushbu 
  (4)
muvozanat   tenglamasini   qanoatlantiradi.   Ideal   qovushoqlik   holatida
qovushoqlik   shartini   Muzes-Genka   yoki   Tresk-Sen-Venan   shartlari
asosida
(5)
ko‘rinishda qo‘llasak, (4) tenglama
(6)
ko‘rinishni oladi. (6) tenglamani 
(7)
chegaraviy shartlarda integrallasak, quyidagilarni topamiz:
(8)
Deformasiya komponentalari esa
             
ushbu
(9)
tenglamani qanoatlantiradi. Ushbu
(10)
Genka   shartlarini   (   va       da)   qovushoqlik   sharti   (5)   ni   e’tiborga
olsak, (9) ni quyidagicha differensial tenglamaga almashtiramiz:
3 (11)
bu erda    - o‘rtacha normal kuchlanish;    - o‘rtacha
deformasiya;    - hajmiy siqilish koeffisienti. 
Bu tenglamaning yechimi quyidagicha 
, (12)
bu erda   - ixtiyoriy o‘zrarmas.
Aralash   elastik-qovushoq   masala   uchun   kuchlanishlarni   elastik
deformasiyalar   sohasida     da   (2)   formula   bilan   (bunda     va  
ning  qiymatlari,     va     bilan   almashtiriladi),   qovushoq  deformasiyalar
sohasida     da   esa   (8)  formula   bilan  hisoblaymiz.   Elastik   sohadan
qovushoq sohaga o‘tish chegarasi   da kuchlanish va ko‘chishlarning
uzluksizligidan, ya’ni
;   
ekanligidan quyidagilar topiladi:
(13)
(14)
bu   erda     -   qobiq   matelining   siljish   moduli;     q   -   elastik   va   qovushoq
deformasiyalar sohalariga bo‘linish chegarasidagi kuchlanish.
Qovushoqlik   sohasi   chegarasi   ( )   ni   (14)   transendent   tenglamani   taqribiy
hisob (oraliqni ikkiga bo‘lish, N’yuton yoki  vatarlar) usullaridan biri  bilan topamiz.
Elastik va qovushoq deformasiyalar sohalarida kuchlanish taqsimoti 1-shaklda tutash
chiziq bilan ifodalangan.
4 Bosimning oshishi bilan qovushoq deformasiyalar sohasi  kengayib, qobiqning
tashqi sirtigacha   etib boradi. Elastik soha to‘liq yo‘qolib, qalin devorli sferik
qobiq   tola   qovushoq   holatga   o‘tadi   va   u   chegaraviy   holat   deyiladi.   Bunga   mos
keladigan chegaraviy xavfli bosim (mustahkamlikning ehtiyot chegarasi) chegaraviy
shartdan toniladi:
(15)
Yuklanish   olib   tashlangandan   keyin   qobiqdagi   qoldiq   kuchlanishlarni
 quyidagi ayirmalardan aniqlaymiz:
(16)
bu erda     - yuklanishni tushirish arafasidagi elasrik qovushoq qobiqning
kuchlanishlari;     - elastik qobiqdagi (2) dan topilgan kuchlanishlar. Agar
qoldiq urinma kuchlanishlar intensivligi oquvchanlik chegarasidan oshmasa, u holda
qoldiq kuchlanishlarni: 
qovushoq deformasiyalar sohasida 
              
                                                     (17) 
elastik deformasiyalar sohasida   
                        (18)
formulalar   bo‘yicha   hisoblaymiz.   Qoldiq   kuchlanish     ning   grafigi   1-shaklda
tasvirlangan.
5 Masala.   Ichki   bosim   ta’sirida   elastik-qovushoq   deformasiyalanuvchan   qalin
devorli   sferik   qobiqning   qalinligi   bo‘yicha   kuchlanishlar,   deformasiyalar   va   radial
ko‘chishni hisoblang. Hisoblashlarni ichki bosim  P = 2000  кГ / см 2
 ,  sferik qobiqning
radiuslari   a   =   20   см   va   b   =   40   см ,   po'latdan   yasalgan   qobiq   materialining
oquvchanlik   chegarasi   ,   Yung   moduli     va   Puasson
koeffisienti    bo‘yicha bajaring.
Yechish .   Qobiq   materiali   sferaning   ichki   nuqtalaridan   boshlab   qovushoq
holatiga   o'tib   boshlaqdi.   Materialda   qovushoqlik   holatining   boshlanishiga   olib
keluvchi qovushoqlik ehtiyot chegaraviy bosimni (1) formulalardan topamiz:
Qobiq materialining to'la qovushoq holatiga o‘tishiga olib keluvchi chegaraviy xavfli
bosimni esa (15) formuladan hisoblaymiz:
Demak   berilgan   bosim     shartni   qanoatlantiradi.   Bu   esa   berilgan  
bosimda   sferik   qobiq   materialida   qovushoqlik   holati   sodir   bo‘lashi   mumkinligini
bildiradi.
Qovushoqlik sohasi chegarasi   ni (14) tenglamadan topamiz. Bu tenglamani
taqribiy   hisob   usulidan   foydalanib   echamiz.   Bundagi   natural   logarifni   hisoblash
uchun   V.M.Bradus   jadvalidan   foydalanamiz   [10],   bunda   ixtiyoriy   N   son   uchun
 deb hisoblash lozim. Berilganlarga ko‘ra ushbu
transident   tenglamani     ga   nisbatan   echish   talab   etiladi.   "Oraliqni   ikkiga   bo‘lish"
taqribiy   hisob   usuliga   ko‘ra     va     bo‘lgani
uchun izlanayotgan echim [20;40] oraliqda yotadi. Taqribiy echimni  
desak,     Navbatdagi   aniqlik   bilan   ildizni
6 [20;30]   oraliqdan     bed   izlasak,   u   holda
  Endi   ildizni   [20;25]   oraliqdan
  deb   izlaymiz.       Xuddi
shunday     va  
Yanada   aniqroq   hisoblasak  
  Endi   ildizni   [20,625;21,25]   oraliqdan   ishlaymiz:
  Echimni   0,001   aniqlik   bilan
  deb   qabul   qilamiz.   Shunday   qilib,   berilgan
  bosimda qobiqning elastik deformasiyalar sohasi     ni
va qovushoq deformasiyalar  sohasi  esa     dan iborat  ekan. Bunga mos
keluvchi   kuchlanganlik   deformasiyalanganlik   holatini   qobiqning   ichki   nuqtalari
uchun hisoblaylik. Buning uchun kuchlanish va deformasiyalarni   bo‘lganda (8),
(10) va (13) formulalardan topamiz:
   
   
   
Radial ko‘chishni quyidagicha hisoblaymiz:
Elastik   deformasiyalar   sohasidan   qovushoq   deformasiyalar   sohasiga   o‘tish
chegarasida kuchlanish, deformasiyalar va radial ko‘chishni hisoblaylik:
7 Endi   elastiklik   sohasidagi   nuqtalar   uchun   (masalan   r=25   см )   kuchlanish,
deformasiyalar va radial ko’chishni hisoblaylik:
Qobiqning   kalinligi   bo‘yicha   qolgan   nuqtalari   uchun   ham   kuchlanish,
deformasiyalar   va   radial   ko‘chishning   taqsimotini   xuddi   shunday   hisoblab,   olingan
natijalarni jadval holiga keltiramiz:
20 -2000 1000 -0,001527 0,0007633 0,01527
8 21,1 -1678,1 1321,9 -0,0013 0,000625 0,01319
25 -893,8 879,9 -0,00046 0,00023 0,00575
30 -2000 1000 -0,001527 0,0007633 0,01527
35 -1678,1 1321,9 -0,0013 0,000625 0,01319
40 -893,8 879,9 -0,00046 0,00023 0,00575
Natijalarni grafik asosida ifodalaylik (2-shakl):
                 
9

Teng taqsimlangan ichki bosim Re ja: 1. Teng taqsimlangan ichki bosim bilan yuklangan qalin devorli sferik qobiqning elastik holatini. 2. Teng taqsimlangan ichki bosim bilan yuklangan qalin devorli sferik qobiqning elastik-qovushoq holatini. 3. Bosimning qovushoqlik va mystahkamlik ehtiyot chegarasi. 4. Masala.

A sosiy t ushunchalar Teng taqsimlangan ichki bosim ( ) ta’sirida bo‘lgan qalin devorli sferik qobiqning elastik-qovushoq holatini o‘rganamiz [1-4] (1-shakl). Masala sferik koordinatalar sistemasida ( ) radial o‘qqa nisbatan simmetrik bo‘lganligi uchun siljish deformasiyalari va urinma kuchlanishlar nolga teng, nisbiy uzayish yoki siqilish deformasiyalari va normal kuchlanishlar noldan farqli bo‘ladi. Agar ichki bosim (1) shartni qanoatlantirsa, u holda qobiq elastik deformasiyalanadi va elastiklik nazariyasi usullariga ko‘ra [5] normal kuchlanishlar , qobiqning radial ko'chishlsri yoki deformatsiyasi quyidagi formulalar bilan hisoblanadi: (2) (3) bu erda va - qobiqning mos ravishda ichki va tashqi radiuslari; - sferaning o‘zgaruvchan radiusi; qobiq materialining oquvchanlik chegarasi; - bosimning qovushoqlik ehtiyot chegarasi; - Yung moduli va Puasson koeffisienti (materialning o‘zgarmaslari). Qalin devorli sferik qobiqda elastik deformasiya sohasida kuchlanish taqsimoti 1- shaklda shtrixli chiziq bilan tasvirlangan. bo‘lganda sferik qobiqning ichki radiusidagi nuqtalarida material 2

qovushoq holatiga o‘tib boshlaydi. Bosimning keyingi oshishlarida qovushoq deformasiyalar sohasi kengayadi ( - qovushoq deformasiyalar sohasi radiusi). Bu soha 1- shaklda shtrixlangan. Bunda kuchlanish ushbu (4) muvozanat tenglamasini qanoatlantiradi. Ideal qovushoqlik holatida qovushoqlik shartini Muzes-Genka yoki Tresk-Sen-Venan shartlari asosida (5) ko‘rinishda qo‘llasak, (4) tenglama (6) ko‘rinishni oladi. (6) tenglamani (7) chegaraviy shartlarda integrallasak, quyidagilarni topamiz: (8) Deformasiya komponentalari esa ushbu (9) tenglamani qanoatlantiradi. Ushbu (10) Genka shartlarini ( va da) qovushoqlik sharti (5) ni e’tiborga olsak, (9) ni quyidagicha differensial tenglamaga almashtiramiz: 3

(11) bu erda - o‘rtacha normal kuchlanish; - o‘rtacha deformasiya; - hajmiy siqilish koeffisienti. Bu tenglamaning yechimi quyidagicha , (12) bu erda - ixtiyoriy o‘zrarmas. Aralash elastik-qovushoq masala uchun kuchlanishlarni elastik deformasiyalar sohasida da (2) formula bilan (bunda va ning qiymatlari, va bilan almashtiriladi), qovushoq deformasiyalar sohasida da esa (8) formula bilan hisoblaymiz. Elastik sohadan qovushoq sohaga o‘tish chegarasi da kuchlanish va ko‘chishlarning uzluksizligidan, ya’ni ; ekanligidan quyidagilar topiladi: (13) (14) bu erda - qobiq matelining siljish moduli; q - elastik va qovushoq deformasiyalar sohalariga bo‘linish chegarasidagi kuchlanish. Qovushoqlik sohasi chegarasi ( ) ni (14) transendent tenglamani taqribiy hisob (oraliqni ikkiga bo‘lish, N’yuton yoki vatarlar) usullaridan biri bilan topamiz. Elastik va qovushoq deformasiyalar sohalarida kuchlanish taqsimoti 1-shaklda tutash chiziq bilan ifodalangan. 4

Bosimning oshishi bilan qovushoq deformasiyalar sohasi kengayib, qobiqning tashqi sirtigacha etib boradi. Elastik soha to‘liq yo‘qolib, qalin devorli sferik qobiq tola qovushoq holatga o‘tadi va u chegaraviy holat deyiladi. Bunga mos keladigan chegaraviy xavfli bosim (mustahkamlikning ehtiyot chegarasi) chegaraviy shartdan toniladi: (15) Yuklanish olib tashlangandan keyin qobiqdagi qoldiq kuchlanishlarni quyidagi ayirmalardan aniqlaymiz: (16) bu erda - yuklanishni tushirish arafasidagi elasrik qovushoq qobiqning kuchlanishlari; - elastik qobiqdagi (2) dan topilgan kuchlanishlar. Agar qoldiq urinma kuchlanishlar intensivligi oquvchanlik chegarasidan oshmasa, u holda qoldiq kuchlanishlarni: qovushoq deformasiyalar sohasida (17) elastik deformasiyalar sohasida (18) formulalar bo‘yicha hisoblaymiz. Qoldiq kuchlanish ning grafigi 1-shaklda tasvirlangan. 5