5В071200 «Машина жасау» 5В072400 «Технологиялық машиналар және жабдықтар»

Бас кернеулердің қауіпті шектерін, оларды өзара пропорционалды түрде өсіріп анықтауға болады. Бұл мәселе материалдар кедергісі ғылымының күрделі мәселелерінің бірі болып саналады. Өйткені, кейбір кернеулі күйлердің бас кернеулерінің кауіпті шектерін табу үшін күрделі машиналар мен аспаптар жасап қиын тәжірибелер жүргізуге тура келеді. Ал кейбір кернеулі күйдің мысалы (үш бағытта бірқалыпты созылған элементтің) бас кернеулерінің қауіпті шектерін табу — әлі күнге дейін шешілмеген мәселе.

Айтылған қиыншылықтарды ескеріп, материалдар кедергісі ғылымы күрделі деформацияланған конструкция элементтерін беріктікке есептеу үшін бірнеше беріктік жорамалдарын (гипотезаларын) ұсынады. Бұл жорамалдар бойынша күрделі деформацияланған машина бөлшектерінің қирауы немесе үлкен калдық деформацияға ұшырауы, қандай да бір жеке фактордың қауіпті шегіне жетуіне байланысты деп қарастырылады. Жеке факторлар ретінде тік және жанама кернеулер, салыстырмалы деформация, деформацияның меншікті потенциалдық энергиясы т.б. факторлар қабылданады.

Қабылданған фактордың қауіпті шектерін материалдарды қарапайым созу, сығу, кейде бұрау деформацияларына сынау арқылы анықтайды.

Беріктік жорамалдары материалдардың күрделі кернеулі күйлерін қарапайым бір осьтік кернеулі күймен салыстыруға мүмкіндік береді. Бас кернеулері өзара пропорционал түрде өскен, бірі күрделі, ал екіншісі қарапайым кернеулі күйдегі элементтердің бір мезетте қауіпті күйге жетуі, бұл элементтердің қауіптілігі мен беріктігінің өзара бірдей екендігін көрсетеді. Аталған кернеулі күйлер үшін беріктік қоры коэффициенті де өзара бірдей. Беріктік қоры коэффициенті деп σ₁, σ₂, σ₃ бас кернеулерінің шамасын қауіпті шектеріне жеткізу үшін, оларды өзара пропорционал түрде неше есе өсіру керек екендігін көрсететін коэффициентті айтады, яғни

мұндағы п — беріктік қоры коэффициенті, σ_1.қ, σ_2.қ, σ_3.қ— материалдардың қирауына немесе үлкен пластикалық қалдық деформациясына сәйкес келетін бас кернеулердің қауіпті шектері.

Ғылыми түрде негізделмегенімен беріктік гипотезаларын беріктік теориялары деп те атайды. "Материалдар кедергісі" ғылымында беріктік теорияларын ескі, жаңа деп бөледі. Ескі теорияларға Галилей, Мариотта, Кулон, Сен-Венан сияқты белгілі ғалымдар ұсынған теориялар, ал жаңа теорияларға өткен ғасырдың аяғынан осы күнге дейінгі қабылданған теориялар жатады.

Төмеңде беріктік теориялары кабылдану мерзімдеріне байланысты хронологиялық тәртіппен берілген,

БІРІНШІ БЕРІКТІК ЖОРАМАЛЫ

Бірінші беріктік жорамалын ең үлкен тік кернеу теориясы деп атайды, өйткені бұл теорияда ең үлкен тік кернеу беріктік критерийі ретінде қабылданған.

Бұл теореманың негізін өз заманының ұлы ғалымы Галилей құрған, Галилей күрделі кернеулі күйдегі материал көлеміндегі ең үлкен бас кернеудің шамасы қауіпті шегіне жеткенде қирайды немесе үлкен пластикалық қалдық деформацияға ұшырайды деп жорамалдады.

Бас кернеудің қауіпті шегін (σ_қ) материалды бір бағытта созуға немесе сығуға сынау нәтижесінде анықтайды.Сонымен, материалды бірінші теориямен беріктікке есептегенде, оның қауіпті нүктесіндегі бас кернеулердің ең үлкені немесе ең кішісі ескеріліп, қалған екеуі ескерілмейді. Морт материалдарды бірінші теория бойынша беріктікке есептеу қанағаттанарлық нәтиже береді. Пластикалық материалдарды бірінші теориямен есептеу нәтижелері тәжірибе жүзінде дәлелденбейді.

ЕКІНШІ БЕРІКТІК ЖОРАМАЛЫ

Екінші беріктік жорамалын ең үлкен сызықтық деформация теориясы деп атайды, өйткені бұл теорияда сызықтық деформация беріктік критерийі ретінде қабылданған.

Екінші теория бойынша материалдардың қирау шарты келесі түрде жазылады: ε₁ = ε_қ, ал беріктік шарты

Гуктың жалпы заңына сүйене отырып, беріктік шартын кернеу арқылы өрнектейік: