Конструкциялық материалдардың беріктік және созымдылық физикасы

1. «Білдекжасау, материалтану және машинажасау өндірісінің технологиясы» кафедрасы

Қ.И.СӘТБАЕВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ
УНИВЕРСИТЕТІ
«Білдекжасау, материалтану
және машинажасау өндірісінің
технологиясы» кафедрасы
Ә.Бүркітбаев атындағы
өнеркәсіптік инженерия институты
Мамандық – 5В071000
«Материалтану және жаңа
материалдар технологиясы»
Алматы 2013

2. «Конструкциялық материалдардың беріктік және созымдылық физикасы»

Андатпа
«Конструкциялық материалдардың беріктік және созымдылық физикасы»
пәні жалпы кәсіптік пәндердің циклына жатады. Пән бойынша ОӘК жоғарғы
кәсіптік білімнің мемлекеттік жалпы білім беру стандартына және өңдеу
тәртібіне сәйкес құрастырылған . Оған барлық қажетті бөлімдер кіргізілген:
пәннің мақсаты мен мәнінің пошымдалуы, оның тағайындалуы мен
бакалаврдың инженерлік дайындау жүйесіндегі басқа да пәндермен
байланысы, ең қажетті білімнің минимумы, пән бойынша оқып білу және
үйрену, дәрістік сабақтардағы теориялық оқу үшін негізгі тақырыптар,
лабораториялық жұмыстар бойынша тізімі және тапсырма, СӨЖ және СОӨЖ
үшін сұрақтар, бөлімдер мен модулдер бойынша қажетті әдебиеттер тізімі.
Дәрістік материалдар мазмұны толық пәннің оқу бағдарламасын қамту
көлемінде берілген. Әр дәрісте негізгі терминдер, түсініктер және
материалдарды толық оқып білу үшін сұлбалар, кестелер, суреттер немесе
оларға түсініктер толығымен жүйеленген. Лабораториялық жұмыстарды
жүргізу тапсырмасына жүргізу әдістемесі, қажетті материалдар тізімі және
жұмысты орындауға арналған аспаптар, теориялық бөлім және жұмысты
орындау тәртібі кіргізілген. Ағымды, аралық және емтихандық тестілеуге
арналған тест сұрақтарының кешені студенттердің сұрақ мәнін ойланып
табуына көмегін тигізеді.
Бакалаврлардың
«Конструкциялық
материалдардың
беріктік
және
созымдылық физикасы» пәніндегі негізгі терминдер мен түсініктерді өз
беттерімен оқып білуі үшін пәннің глосарийі құрастырылған. Пәннің
бөлімдерінде кездесетін анықтамалар пәннің мазмұнын құрумен олардың
қолдану ретімен келтірілген.

3. Андатпа

«Конструкциялық материалдардың беріктік
және созымдылық физикасы» пәні жөнінде
мәлімет
Пререквизиттер: математика, физика, химия;
Посреквизиттер:
материалтану,
термиялық
өңдеу
технологиясы,
материалдардың механикалық қасиеттері, материалдардың физикалық қасиеттері.
Пәнді оқыту мақсаты
Әр түрлі тағайындалуымен конструкциялық материалдардың созымдылық және
беріктік қасиеттерін көтеру және олардың өңдеу кезінде тәжірибеде қолданылуы,
берілген пайдалану және техника-экономикалық сипаттамаларымен металл өнімдерін
алудың технологиялық үрдістерін жоспарлау және ұйымдастырудың негізгі сұрақтары
бойынша білім беру болып табылады.
Пәнді оқытудың міндеті
Конструкциялық материалдарды қосындылау, термиялық және деформациялық
әсер ету кезінде нығайту және созымды деформация үрдістерінің физикалық
негіздерін, сонымен қатар, олардың беріктік, созымдылық және бұзылуының
микроскопиялық моделі шегінде қасиеттерінің кешенін басқару және бағалау
қағидаларынан тұрады.

4. «Конструкциялық материалдардың беріктік және созымдылық физикасы» пәні жөнінде мәлімет

Курстың тақырыптық жоспары
1. Пәннің мәні мен мақсаты. Материалдардың физикалық табиғаты, атомаралық байланыстың түрлері, оладың металдар
мен қорытпалардың беріктік және созымдылық қасиеттерін құрудағы рөлі
2. Беріктік және созымдылықтың негізгі түсініктері мен анықтамалары. Деформация және оның түрлері. Серпімді
деформация. Гук заңы және Юнг модулі.
3. Кернеу – материалдардың беріктік қасиеттерінің фундоменталды сипаттамасы. Я.Б.Фридманның кернеу күйінің
сұлбасы.
4. Беріктік түрлері – конструкциялық, қысқа уақыттық, ұзақ, қажыған, ыстыққа тұрақты. Беріктікті анықтау әдісі.
5. Беріктік қасиеттерінің бағалау критерийі. Қатты денелердің теориялық, реалдық беріктігі және атомаралық
байланыстардың тез және біртіндеп үзілуі және қирау.
6. Сынғыштық қирау – Гриффитс бойынша беріктікті катастрофалық жоғалту. Жүктеме астындағы материалдардың
сынғыштық және созымды қирауының ерекшеліктері.
7. Беріктік пен созымдылықтың сынықтық теориясы. Беріктіктің күштік, энергетикалық және деформациялық
критерийі.
8. Созымдылық теориясы – деформациялық созымды ағу. Созымды деформацияның заңдылықтары.
9. Қатты денелердің беріктігінің уақыттық тәуелділігі. Ыстыққа төзімділік және ұзақ уақыттылық беріксіздендірудің
физикалық негізі.
10 Сырғымалдылық және ақаулардың жиналуы. Материалдардың циклдық жүктемесі және беріктігі. Шаршау кедергісін
анықтайтын негізгі жағдайлар мен факторлар.
11. Металдар мен қорытпалардың жоғарғы беріктік күй-жайын тудыратын физикалық, механикалық, технологиялық
және құрылыстық факторлар.
12. Қосындылау кезіндегі беріктікті жоғарлату тәсілдері. Қатты ерітінділі беріктендіру және артық фазалардың
беріктендірілуі.
13. Созымдылық – деформациялануға материалдардың қабілеттілік критерийі. Процестің феноменологиясы. Максвелдің
серпімді-тұтқыр денесі. Созымды деформацияның механикасының негізі.
14. Созымды жылжудың геометриясы. Нақты және шартты деформация. Созылу диаграммасы және деформациялық
беріктендіру.
15. Металдар мен қорытпалардың созымдылығы және деформациялануға кедергісі көрсеткіштеріне деформацияның
температуралық-жылдамдықты түзілімдердің ықпалы.

5. Курстың тақырыптық жоспары

Тәжірибелік-зертханалық жұмыстардың тізімі.
1. Металдар мен қорытпалардың созымды және беріктік қасиеттерін анықтаудың нәтижелерін
өңдеудің статикалық әдістері. Кездейсоқ шамаларды өлшеудің заңдылықтарымен және Гаусс
заңымен танысу.
2. Тәжірибелік берілгендердің типтік алгоритмін құру және сенімді ықтималдылықтың әр түрлі
шамалары кезінде өлшеулердің қателіктерін бағалау.
3. Шөгу кезінде таза металдар мен қорытпалардың деформациялық беріктенуге берітігін,
созымдылығын және бейімділігін анықтау. Таза аллюминий мен қорғасыннан, сонымен қатар,
олардың негізіндегі қорытпалардан цилиндр поршеньді сынақ үлгілерін дайындау, олардың
бастапқы өлшемдерін анықтау.
4. Роквелл бойынша қаттылықты өлшеу және деформациялану күшін көрсететін гидравликалық
престерде отырғызу. Отырғызудан кейін соңғы өлшемдерді және үлгінің қаттылығын анықтау.
5. Үлгілердің беріктігі, созымдылығы араларындағы өзара байланыс және металдар мен
қорытпалардың деформациялану беріктенуіне қабілеттілігі туралы нәтижелерді негіздеу.
6. Созу негізінде металдық материалдардың нақты және шартты деформацияларын анықтау.
7. Созу кезіндегі қорытпалардың ағуының нақты кернеуінің қисығын есептеп тұрғызу.
8. Созымды деформацияның әр түрлі түрлерінің шамаларының, беріктік қасиеттерінің шартын
және нақты сипаттамаларын анықтау.
9. Жұмыс циклділігі және материалдардың беріктігі.
10. Серпімділік модульдер арасындағы таза металдардың жылулық сипаттамалары және
кристалдық тордың энергиясы арасындағы өзара байланысты анықтау.
11. Мартенситті беріктендірудің физикалық негізі.
12. Гук заңын және Юнг модулін серпімділік деформациясына қолдану.
13. Деформацияға температуралық-жылдамдықты түзілімдердің ықпалы.
14. Бағдарламалық циклдық жүктеу кезінде материалдардың ұзақ уақыттылығын бағалау.
15. Соққылық жүктеме кезінде материалдардың беріктігін және қирау сипатын анықтау.

6. Тәжірибелік-зертханалық жұмыстардың тізімі.

Ұсынылған әдебиеттер
• Негізгі әдебиеттер
1. Павлов П.А. Механические состояния и прочность материалов. Л.: Изд-во Лененгр.
ун-та, 1980. 173 с.
2. Мороз Л.С. Механика и физика деформаций разрушения. Л.: Машиностроение, 1984.
224 с.
3. Владимиров В.И. Физическая теория пластичности и прочности. Л.: ПТИ им. М.И.
Калинина, 1973. 118 с.
4. Кишкин Б.П. Конструкционная прочность материалов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979.
1980. 176 с.
Қосымша әдебиеттер
5. Гольденблат И.И., Копнов В.А. Критерии прочности и пластичности конструкционных
материалов. М.: Машиностроение, 1968. 188 с.
6. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых
тел. М.: Машиностроение, 1974. 560 с.
7. Качанов Л.М. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969. 420 с.
8. Малинин И.Н. Прикладная тьеория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение,
1975. 399 с.
9. Пашков П.О. Пластичность и разрушение металлов. Л.: Судпромгиз, 1950. 259 с.

7. Ұсынылған әдебиеттер

Студенттің оқытушы басшылығымен өзіндік
жұмысы (СОӨЖ) аясындағы сабақтың мазмұны
1. Конструкциялық материалдардың серпімді-созымды деформациялануының диаграммасы.
2. Полимерлердің деформациялануы. Қирау алдындағы деформацияның дамуы.
3. Созымды деформацияның тәжірибелік зерттеулердің әдістері. Деформацияның шамаларын
есептеу.
4. Металл емес материалдардың беріктік шарты. Әр түрлі материалдардың сынғыштық дәрежесін
бағалау.
5. Құрылғы элементтерінің материалдарының беріктік шарты. Есептеу мәнінен ауытқуларды
бағалау.
6. Материалдардың тұтқырлық серпімді деформациясы. Кернеудің релаксациясы.
7. Баушингер эффектісі. Шаршау мен қираудың қауіптілігі және резонансты тербелеу үшін серпімді
емес құбылыстардың мәнін бағалау.
8. Кернеу концентрациясы жағдайында және беткейлердің әр түрлі күйлерінде шаршау кедергісі.
Сұлбалық сурет келтіру.
9. Циклдық кернеу кезіндегі сынғыштық қираудың туу себептері. Сынғыштық қирауды болдырмау
жолдары.
10. Қалдық кернеудің шаршау шегіне ықпалы. Осы құбылысқа түсінік беру.
11. Тетікбөлшектер мен машиналардың шектеулі қызмет атқару кезінде материалдардың
шаршауға қарсыластылығы. Бұзылу туралы түсінік.
12. Шаршау беріктігінің статикалық табиғаты. Ұзақ уақыттылық және шаршау шегі бойынша
шашырандылық диаграммасын келтіру.
13. Жылдамдық пен температураның созымды деформацияның кедергісіне ықпалы. Материалдың
тығыздығы өскен сайын жүктеменің жоғары болатынын көрсету.
14. Жарықтардың шекті тепе-теңдігінің энергетикалық мәні. Материалға әсер ететін кернеу.
15. Материалдар мен құрылғылардың шекті күйі және сенімділігі. Қажетті материалдарды
таңдаудың тапсырмасын құру.
СОӨЖ – консультация, талқылау және баяндама жасау түрінде кеңседе немесе аудиторияда
жүргізіледі.

8. Студенттің оқытушы басшылығымен өзіндік жұмысы (СОӨЖ) аясындағы сабақтың мазмұны

Студенттердің өзіндік жұмысы (СӨЖ)
аясындағы сабақтың мазмұны
1. Кернеу концентрациясын анықтаудың тәжірибелік әдістері. Әрқайсысының ерекшеліктері мен
кемшіліктерін талдау.
2. Материалдардың шаршау шегіне бұйымдардың беттік өңдеу түрлерінің ықпалы.
3. Материалдың беріктігінің орталықтандырылған сипаттамаларына масштабты эффектілердің
ықпалы.
4. Кернеулік күй және қатысты деформация сұлбасы. Олардың сызықтық, жазықтық және көлемдік
жүктеу жағдайлары.
5. Созымды болаттардың созылу диаграммасы.
6. Созымдылықтың температуралық аномалиясы. Мыс және оның негізіндегі қорытпалардың
жылулық сынғыштық құбылыстары және олармен күрес тәсілдері.
7. Металдар мен қорытпалардың жоғары созымды деформациясы.
8. Материалдар созымдылығының ресурстары. Деформация ортасы, материалдарды прокаттау және
отырғызу кезіндегі локалды деформацияланған көлем және жоғарғы созымдылық туралы бар
мәліметтерді көрсету.
9. Созымды деформацияның туу шарттарын тәжірибелік тексеру.
10. Серпімді-созымды деформацияның негізгі жолдарын тәжірибелік тексеру. Нәтижелерді график
түрінде көрсету.
11. Созымды деформацияның жүруінің негізгі теориясының қысқаша мазмұны және оларды
тәжірибелік тексеру.
12. Жарықтар қозғалысының және өсуінің негізгі заңдылықтары.
13. Сым материалдарын алу тәсілдерінің беріктіктің температуралық тәуелділікке ықпалы.
14. Қаттылық – беріктік қасиеттерін бағалау шарты ретінде металдар мен қорытпалардың
қаттылығының температуралық тәуелділігін қарастыру.
15. Шартты және нақты созымды деформация. Олардың шамаларының аддитивтік заңдылықтары.
СӨЖ – интернет жүйесіндегі және кітапханадағы әдебиеттерді қолдану арқылы семестрлік тапсырма
түрінде орындалады.

9. Студенттердің өзіндік жұмысы (СӨЖ) аясындағы сабақтың мазмұны

Оқытушы туралы мәлімет:
• Ақынғазиев Жәмеш – инженер-механик, 1967 жылы Дондағы
Ростовтың
«Ауылшаруашылық
машиналарын
жасау»
институтын бітірген (конструктор-технолог).
• 1977 жылы МАДИ-дің аспирантурасын «Автомобиль жолдары,
құрылыс және теміржол жабдықтарының машиналары»
мамандығы бойынша бітірген.
• Жалпы еңбек өтілімі – 53 жыл, ғылыми-педагогикалық еңбек
өтілімі – 45 жыл.
• Техника ғылымдарының кандидаты, доцент.
• Жарық көрген ғылыми еңбектерінің саны 60-тан астам.
• ҚазҰТУ-да 2007 жылдан бастап «БМ және МӨТ»
кафедрасында еңбек етеді.
• 050738 «Материалдарды қысыммен өңдеу технологиясы»
мамандығы бойынша 3 курс студенттерінің эдвайзері.