Материалдар кедергісі» ғылымының негізгі ұғымдары.

Ірі қ ұ рылыстар, зә улім биік ү йлер, ұ шу аппараттары, сонымен қ атар халық шаруашылығ ында кең інен қ олданылатын ә р тү рлі машиналардың бә рі де алдын ала дайындалғ ан жобалар бойынша жасалады. Жобада кү рделі конструкцияның жә не оның жеке элементтерінің материалдары мен ө лшемдері, оларғ а ә сер етушікү штердің сипаттары сияқ ты ә р тү рлі деректер толығ ымен кө рсетіледі. Машина қ ұ рылымының жобалануы кезінде, оның келешек жұ мыс істеу шарттарына байланысты, ө здеріне жә не жеке бө лшектеріне ә р тү рлі инженерлік талаптар қ ойылады. Бұ л талаптардың негізгілерінің бірі материалдардың беріктігі, сонымен қ атар жеке элементтерінің қ атаң дығ ы мен орнық тылығ ы.

Беріктік деп, конструкцияның немесе оның жеке элементтерінің сыртқ ы кү ш ә серіне қ ирамай қ арсыласу қ абілетін айтады. Машина бө лшектерін беріктікке есептеу материалдар кедергісі ғ ылымында шешілетін мә селелердің ең негізгі болып табылады. Денелер сыртқ ы кү ш ә серінен ө здерінің ө лшемдері мен пішіндерін ө згертеді, яғ ни деформацияланады. Кез келген дененің деформацияғ а қ арсыласу қ абілетін оның қ атандығ ы деп атайды.

Жұ мыс істеп тұ рғ ан машина бө лшектерінде пайда болатын деформациялар шама жағ ынан ө те кіші. Оларды сезімтал приборлар – тензометрлермен ө лшеп анық тауғ а болады. Бұ л деформациялар денелердің орнық ты тепе - тендік кү йіне немесе қ озғ алыс заң дылық тарына ә серін тигізбеу де мү мкін. Дегенмен, деформацияның табиғ атын толық зерттеп білией, машина бө лшектерінің сенімді жұ мыс істеуін немесе қ ирап істен шығ ып қ алуын алдын ала болжай алмаймыз. Деформация шамасы дене ө лшемдеріне қ арағ анда қ аншалық ты кіші болғ анымен, кө п жағ дайларда оны шектеуге тура келеді. Мысалы, токарьлы станоктың шпиндель отырғ ан білігі аз ғ ана деформация алса, онда ө ң деліп жатқ ан машина бө лшегінің ө лшемдерінің дә лдігіне сенуге болмас еді.

Конструкция элементтерін қ атандық қ а есептеу материалдар кедергісі ғ ылымында шешілетін екінші негізгі мә селе болып саналады.

«Материалдар кедергісі» курсында қ арастырылатын келесі мә селе – конструкция элементтерін орнық тылық қ а есептеу. Мысалы ретінде тө менгі ұ шы қ атаң бекітілген, бойлық осінің бойымен сығ ылғ ан стерженьді қ арастырайық. Сығ ушы кү штің аз шамағ а ө сіне байланысты, стерженьде пайда болатын деформацияның шамасы да аз болса, онда ол ө зінің орнық тылық кү йін немесе жұ мыс істеу қ абілетін жоғ алтпайды.

Жү йенің орнық ты тепе – тендік кү йі кү штің белгілі бір кризистік шамасына жеткенше ғ ана сақ талу мү мкін. Кризистік шамағ а тең кү ш аумалы деп, ал осы кү шке сә йкес стерженьнің кү йі талғ аусыз деп аталады. Сыртқ ы кү ш шамасының аумалы кү штен қ андайда бір аз шамағ а артуы жү йенің тепе – тендік қ алпынан ауытқ уын тудырады, яғ ни стержень иіліп, деформация шексіз ө сіп кетеді. Мұ ндай қ ұ былысты жү йенің орнық сыз кү йі деп аталады.

Сонымен, конструкция элементтерінің беріктігін, қ атаң дығ ын жә не орнық тылығ ын зерттейтін ғ ылым материалдар кедергісі деп аталады.

Инженер, машина тораптарын жобалау кезінде, конструкциялық материалдарды барынша ү немдеумен қ атар олардың беріктігін, қ атандығ ын жә не орнық тылығ ын қ амтамасыз етуі тиіс. Инженерлік практикада кездесетін сан – алуан конструкция элементтері пішіндері мен ө лшемдеріне байланысты жинақ талып, тө мендегідей қ арапайым типтерге ажыратылады.

I. Екі ө лшемі ү шіншісінен ә лдеқ айда кіші денені бру – стержень деп атайды (I. 1. а, б, в, г - суреттер).

Ось дегеніміз кө лденең қ ималардың ауырлық центірлерінің геометриялық орны.

II. Қ алындығ ы деп аталатын бір ө лшемі ө згі екеуінен едә уір кіші дене пластина деп аталады (I. 1, д - сурет).

III. Ара қ ашық тығ ы басқ а ө лшемдеріне қ арағ анда ә лдеқ айда кіші болатын екі қ исық сызық ты беттермен шектелген денелерді қ абық ша деп атайды (I. 1, е - сурет).

IV. Ү ш ө лшемдері ө зара шамалас денелер массив делінеді.

«Материалдар кедергісі» пә нінде қ атаң дығ ы жеткілікті, аз деформацияланатын, кө бінесе кө лденең қ ималары тұ рақ ты, брус тә різдес жұ мыр денелер немесе олардан қ ұ рылғ ан қ арапайым жү йелер қ арастырылады. Конструкция қ ызметін атқ арғ ан кезінде, оның ө зара байланысқ ан элементтері бір – біріне тікелей ә серін тигізеді. Ә серлер кү шпен ө рнектелетіндіктен, теориялық механиканың кү шке қ атысты ережелері материалдар кедергісінде толығ ымен пайдаланылады. «Теориялық механика» ғ ылымы жеке материалдық нү кте мен материалдық нү ктелер жү йесінің тепе – тең дігін, қ озғ алысын зерттейтінін айта кетейік.

Дене кү ш ә серінен ө зінің ө лшемдері мен пішінін аз шамағ а болса да ө згертеді, яғ ни деформацияланады. Деформация кү ш шамасына тікелей тә уелді. Кү ш пен деформацияның арасындағ ы байланыс «Материалдар кедергісі» пә нінде кең інен қ олданылып, ал серпімділік теориясында терең зерттеледі. Серпімділік теориясы мен материалдар кедергісі ғ ылымдарының алдарына қ ойғ ан, шешетін мә селелері бірдей.

«Материалдар кедергісі» ғ ылымы машина бө лшектерін есептеу жолын жең ілдету ү шін бірқ атар жорамалдар қ абылдап, математикалық қ арапайым ә дістерді пайдаланса, серпімділік теориясы кү рделі математикалық аппараттарды қ олданып, есептерді дә л шешеді.

Кү рделі конструкцияларды (ферма, рама, арка) беріктікке, орнық тылық пен қ атандық қ а есептеу «Қ ұ рылыс механикасы» ғ ылымында қ арастырылады.

Қ азіргі кезде бұ л ғ ылымдардың бір – бірімен тығ ыз ұ штасып кеткені соншалық ты, оларды жекелеп бө лу қ иын.