DEFORMATSIYALANUVCHI MUHITDA JOYLASHGAN SILINDRIK QOBIQNING BURALMA TEBRANISHLARIGA AYLANISH INERSIYASI VA KO’NDALANG SILJISH DEFORMATSIYASI TA’SIRI
DEFORMATSIYALANUVCHI MUHITDA JOYLASHGAN SILINDRIK QOBIQNING BURALMA TEBRANISHLARIGA AYLANISH INERSIYASI VA KO’NDALANG SILJISH DEFORMATSIYASI TA’SIRI MUNDARIJA KIRISH........................................................................... ...............3 I-BOB. DOIRAVIY ELASTIK STERJEN BURALMA TEBRANISHI ASOSIY TENGLAMALARI. §1.1 Doiraviy elastik silindrik sterjenning vaqtdan bog’liq tebranishlari .................................................................................9 §1.2 Doiraviy elastik silindrik sterjenning buralma tebranishi umumiy tenglamalari.................................................................................16 §1.3 Doiraviy silindrik qobiqning buralma tebranishlarida deformarsiyalanuvchi muhit ta’sirini e’tiborga olish..................26 §1.4 Doiraviy elastik silindrik sterjenning buralma tebranishlari asosiy tenglamalari (xususiy hol)...........................................................33 II-BOB DIFFERENSIAL TENGLAMALARNI YECHISHNING SONLI USULLARI §2.1 С hekli ayirmalar usulini d ifferentsial tenglamalar yechishda qo’llanilishi..................................................................................37 §2.2 Differentsial tenglamalarni taqribiy yechish ….........................45 III-BOB DOIRAVIY ELASTIK SILINDRIK QOBIQNING BURALMA TEBRANISHLARI §3.1 Doiraviy elastik silindrik qobiqning buralma tebranish tenglamalarida aylanish inersiyasi ta’siri ...................................51 §3.2 Doiraviy elastik silindrik qobiqning buralma tebranish tenglamalarida ko’ndalang siljish deformatsiyasi ta’siri............................................................................................58 XULOSA…...………..…………………………………………60
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO’YXATI……….....61 Ilovalar.........................................................................................64 Kirish Keyingi vaqtlarda fan va texnikaning jadal rivojlanishi turli xil yangi t urdagi konstruksiya elementlarini yangi tex nologiyalar asosida yaratishga olib kelmoqda. Hozirgi zamon texnikasi tez sur’atlar bilan rivojlanishi mexanika sohasida qilinishi kerak bo’lgan yangidan-yangi, nazariy va amaliy masalalarni yechishni qo’ymoqda. Keyingi yillarda materiallar yuqori bosimli va yuqori haroratli o’ta murakkab jarayonlarda qo’llanilmoqda. Materiallar chidamli, mustahkam va arzon bo’lishi uchun ularning qotishmalaridan o’ta mustahkam va yaroqli modulli tolalar amaliyotda keng qo’llanilmoqda. Bunday yangiliklar jismning elastiklik modeli bilan bir qatorda, deformatsiyalanuvchi qattiq jismning boshqa, umumiyroq va mukammalroq modellarini ham yaratishga olib keldi va bu modellardan keng miqyosda foydalanilmoqda. Bunda jismlarning plastiklik, qovushoq-elastiklik xususiyatlaridan keng ko’lamda foydalanishga olib kelmoqda. Keyingi yillar davomida deformatsiyalanuvchi qattiq jismlar mexanikasining “yemirilish mexanikasi”, “kompozit materiallar mexanikasi”, “Nanomexanika” va shu kabi qator yangi yo’nalishlar paydo bo’lishiga ham ana shu yangi talablar sabab bo’ladi. Ushbu yangiliklar zamirida eng avvalo elastik jism modeli yotadi. Dissertatsiya ishining tadqiqot predmeti t ashqi ta’sir natijasida konstrukksiya elementlari sterjenlar, plastinka va qobiqlarda paydo bo’ladigan tebranish turlarini aniqlash. Tebranishlar vaqtdan bog’liq xususiyatga ega bo’lgan hollarda bunday elementlarda paydo bo’ladigan nostatsionar to’lqinlar tarqalish jarayonlarini, ularning fizik-mexanik xususiyatlarini hisobga olgan holda tadqiq qilishdan iborat. Vaqtdan bog’liq tebranishlarni o’rganishda tebranishlarning xususiy chastotalari, xususiy amplitudalarini aniqlash va tebranish formalarini topish masalalarini qo’yish, ularni yechish va ilmiy xulosalar chiqarish. 2
Qobiqlarlar nostatsionar tebranishlarni tashqi dinamik yuklar ta’sirida uyg’otilgan hollar uchun fizik-mexanik xarakteristikalardan foydalanib tadqiq etish dissertatsiya ishining predmetini tashkil etadi. Dissertatsiya ishining tadqiqot ob’ekti yuqorida aytib o’tilgan xulosalardan foydalanib, ko’ndalang kesimi doiraviy, uzunligi chekli, materiali elastik bo’lgan silindrik qobiq va qatlamlar qaralgan. Bunda qobiqlarning buralma tebranishlarida hosil bo’ladigan kuchlanganlik-deformatsiyalanganlik holatini qatlam materialining fizik-mexanik xususiyatini e’tiborga olgan holda aniqlash mumkin. Bulardan tashqari qobiqni o’rab turuvchi asosiy ob’yekt tariqasida deformatsiyalanuvchi muhit ta’siri ham e’tiborga olingan. Mavzuning dolzarbligi doiraviy elastik qobiqlar mexanika sohasining juda ko’p va xilma-xil muhandislik qurilmalari tarkibiy qismlarini tashkil qiladi.Bunday qobiq va qatlamlar ko’plab mashina va mexanizmlarning asosiy elementlari hisoblanadi. Demak o’z-o’zidan ko’rinadiki bunday qobiq va qatlamlar turli xil dinamik tashqi ta’sirlar ostida bo’ladi va ularning ko’ndalang kesimlarida har xil yuklanishlar paydo bo’ladi. Sterjenlardagi bunday yuklanishlarni aniqlash masalasi deformatsiyalanuvchi qattiq jismlar mexanikasining dolzarb masalalaridan biri hisoblanadi. Tashqi ta’sirlar ostidagi qobiq va qatlamlar ko’ndalang kesimlaridagi kuchlanganlik-deformatsiyalanganlik holatlarini aniqlash dolzarb hisoblanadi. Bunda, tashqi dinamik ta’sirlar natijasida qatlam nuqtalarida paydo bo’ladigan kuchlanganlik-deformatsiyalanganlik holatlarini aniqlash murakkablashadi. Bunday hollarda masalani analitik yechish mumkin bo’lmay qoladi va masalani yechishda sonli usullardan foydalanishga to’g’ri keladi. Shulardan kelib chiqqan holda dissertatsiya doirasida qaralgan masala dolzarb masalalar qatoriga kiradi deb hisoblash mumkin. Deformatsiyalanuvchi qattiq jismlar mexanikasi masalalarini sonli yechishda qo’llanilib kelinayotgan usullardan chekli elementlar, chekli ayirmalar va chegaraviy elementlar usullarini keltirishimiz mumkin. Bunday usullardan biri sifatida dissertatsiya doirasida chekli ayirmalar usulidan foydalanamiz. Bundan 3
tashqari qaralayotgan masalalarni yechishda ularning matematik modelini qurishda asosiy omil sidatida [1, 2] ishlarining natijalaridan foydalanamiz. Ishning maqsad va vazifalari magistrlik dissertatsiyasi ishining asosiy maqsadi qilib ko’ndalang kesimi doiraviy bo’lgan elastik silindrik qobiq va qatlamlarning vaqtdan bog’liq buralma tebranishlarini tadqiq qilish, tenglamalarda aylanish inersiyasi hamda ko’ndalang siljish deformatsiyasi ta’sirlarini inobatga olish etib belgilangan. Bunda tadqiqotni klassik va aniqlashtirilgan [3,4] tebranish tenglamalari asosida olib borish va masalalarni sonli usullar yordamida yechish vazifasi qo’yilgan. Yuqorida keltirib o’tilganlardan kelib chiqib dissertatsiya ishining asosiy vazifalari qilib quyidagilar belgilangan: elastiklik nazariyasi asosiy tenglama va munosabatlarini tahlil qilish; ko’ndalang kesimi doiraviy elastik qobiq va qatlamlar uchun buralma tebranish umumiy tenglamalarini keltirib chiqarish; klassik va aniqlashtirilgan tebranish tenglamalarini xususiy hollarda keltirib chiqarish; differensial tenglamalarni yechishning sonli usullarinini tahlil qilish; chekli ayirmalar va progonka usullarini o’rganish hamda amaliy masalalar yechishga tadbiq etish; Olingan natijalar asosida ilmiy xulosalar chiqarish. Muammoning ishlab chiqilish darajasi. Doiraviy elastik sterjen va qobiqlarda buralma tebranishlarni tadqiq etish masalasi bilan juda ko’p olimlar shug’illanishgan va hozirgacha ilmiy izlanishlar olib borishmoqdalar. Fan va texnikaning taraqqiyot darajasi materiallarning yangidan-yangi xususiyatlarini, jumladan: reologik, anizotropik, temperaturaviy va h.k. xususiyatlarini inobatga olgan holda tadqiqotlar olib borishni talab etmoqda. Bundan tashqari sterjenlardagi buralma tebranishlarni yangi aniqlashtirilgan tebranish tenglamalar asosida keltirib chiqarish bo’yicha juda kam ishlar bajarilgan. Tadqiqotning ilmiy yangiligi. Doiraviy elastik silindrik qobiqlarning buralma tebranishlari haqidagi masalalar analitik yechimlar asosida tadqiq etilgan. 4
Aslida dinamik jarayonlarda bu kabi yechimlarni olish juda murakkab hisoblanadi. Bunda ko’proq xotira effektini hisobga oladigan aniqroq ravishda natija beradigan singulyar yadrolardan foydalaniladi. Bu kabi yadrolar bilan esa masalani analitik yechish qiyinlashadi yoki masalani yechib bo’lmaydi. Shuning uchun sterjen va qobiqlarning buralma tebranishlari haqidagi masalalarni sonli tadqiq etish talab etiladi. Sonli usullardan foydalanish hozirgi vaqtla katta ilmiy va amaliy ahamiyatga ega bo’lmoqda. Maskur dissertatsiya ishi doirasida qaralgan va yechilishi uchun sonli usullar tadbiq etilgan masalalarning ilmiy ahamiyati birinchidan, materialning elastiklik xususiyati hisobga olinganligi ikkinchidan, masalani yechish uchun chekli ayirmalar usulining qo’llanilishidan iboratdir. Dissertatsiya ishining ilmiy yangiligi doiraviy elastik qobiqning buralma tebranishi uchun tebranish tenglamalariga sonli usullarning qo’llanilishidan iboratdir. Tadqiqotning amaliy ahamiyati. Hozirgi zamon texnikasi, yer osti va yer usti inshootlari, qurilish, aviatsiya, kemasozlik va boshqa juda ko’plab sohalarda ko’ndalang kesimi doiraviy bo’lgan qobiq va qatlamlar muhandislik qurilmalarining asosiy elementlaridan biri sifatida ishlatiladi. Qo’llanilish jarayonida bunday qatlamlar intensiv va impulsli dinamik yuklar ta’siri ostida bo’ladilar. Ko’p hollarda ularning dinamik chidamlilik darajasini tajribadan emas, balki hisoblash ishlari yordamida aniqlashga to’g’ri keladi. Yuqorida keltirilganlar elastik doiraviy qatlamlarning vaqtdan bog’liq tebranishlarini tadqiq qilish, ularning tebranish chastotasi va amplitudasi, tebranishlar shakli, ko’chishi va kuchlanishi kabi boshqa xarakteristikalarini aniqlash tadqiqotning amaliy ahamiyatga ega ekanligidan dalolatdir. Dissertatsiya ishida qaralgan qobiq va qatlamlarning buralma tebranishlari haqidagi masalalar ham shunday tadqiqotlar sarasiga kiradi va muhim amaliy ahamiyatga ega bo’lgan masalalardan biri ekanligini ko’rsatadi. Dissertatsiya ishining tuzilishi. Ushbu magistrlik dissertatsiyasi ishi kirish, uchta bob, xulosa va foydalanilgan asosiy adabiyotlar ro’yxatidan iborat bo’lib jami … .betni tashkil qiladi. 5