Xorijiy lingvistika va lingvodidaktika
–
Зарубежная
лингвистика
и
лингводидактика
–
Foreign
Linguistics and Linguodidactics
Journal home page:
https://inscience.uz/index.php/foreign-linguistics
Methods of teaching the topic "Tensile and Compression"
in resistance of materials
Oliya NUROVA
Karshi Engineering and Economic Institute
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Article history:
Received January 2024
Received in revised form
10 January 2024
Accepted 25 February 2024
Available online
25 May 2024
The article outlines the methods of teaching the topic
"Tensile and Compression" and emphasizes their importance
for the study of technical disciplines. The authors offer
recommended methods of teaching this topic and demonstrate
examples from real life. The results of a comparative analysis of
literature sources on this subject are also presented. The article
discusses issues related to tension and compression.
2181-3663
/©
2024 in Science LLC.
https://doi.org/10.47689/2181-3701-vol2-iss2-pp326-331
This is an open-access article under the Attribution 4.0 International
(CC BY 4.0) license (
https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru
Keywords:
strength of materials,
tension,
compression,
stress from deformation,
methodology,
discussion,
group assignments,
comprehensive teaching
methodology.
Materiallar qarshiligi fanidan “cho‘zilish va siqilish”
mavzusini o
‘
qitish metodikasi
ANNOTATSIYA
Kalit so‘zlar
:
materiallar qarshiligi,
cho‘zilish,
siqilish,
deformatsiya,
kuchlanish,
metodologiya,
muhokama,
guruh topshiriqlari,
kompleks.
Ushbu maqolada cho‘zilish va siqilish mavzusini o‘qitish
metodikasi va uning texnik fanlarni o‘rganishdagi ahamiyati
ko‘rsatilgan.
Real hayotdan misollar keltirish orqali mavzuni
o‘qitish metodikasi tavsiya etilgan. Ushbu mavzu bo‘
yicha
adabiyotlarni taqqoslash natijalari keltirilgan. Cho‘zilish va
siqilish bilan bog
‘
liq masalalar tahlil qilingan.
1
Associate Professor, Department of General Technical Disciplines, Karshi Engineering and Economic Institute.
Xorijiy lingvistika va lingvodidaktika
–
Зарубежная лингвистика
и лингводидактика
–
Foreign Linguistics and Linguodidactics
Issue
–
2
№
2 (2024) / ISSN 2181-3701
327
Методика обучения темы «Растяжения и сжатия» по
сопротивлению материалов
АННОТАЦИЯ
Ключевые слова:
сопротивление
материалов,
растяжения,
сжатия,
напряжение от
деформации,
методика,
дискуссия,
групповые задания,
комплексная методика
обучения.
В статье изложены методики обучения теме
«Растяжения и сжатия», а также подчеркивается их
значимость для изучения технических дисциплин. Авторы
предлагают рекомендуемую методику преподавания этой
темы и демонстрируют примеры из реальной жизни. Также
представлены
результаты
сравнительного
анализа
литературных источников по данной проблематике.
В статье обсуждаются вопросы, связанные с растяжением и
сжатием
.
ВВЕДЕНИЕ
Тема «Растяжения и сжатия» по сопротивлению материалов играет важную роль
при изучении предметов специальных технических наук. Вот несколько примеров:
1.
Механика материалов: эта дисциплина изучает поведение материалов под
воздействием внешних нагрузок, включая растяжение и сжатие. Понимание процессов
растяжения и сжатия материалов помогает инженерам анализировать и прогнозировать
поведение конструкций и механизмов при различных условиях нагружения.
2.
Строительная механика: в строительстве часто используются материалы, которые
подвергаются растяжению и сжатию. Знание законов и особенностей этих процессов
позволяет инженерам проектировать надежные и безопасные строительные конструкции.
3.
Машиностроение: при проектировании механизмов и машин необходимо
учитывать силы, возникающие при растяжении и сжатии материалов. Понимание этих
процессов помогает оптимизировать конструкции и обеспечить их долговечность и
надежность.
4.
Авиационная и космическая техника: в авиации и космической отрасли особенно
важно учитывать растяжение и сжатие материалов из
-
за экстремальных условий
эксплуатации. Знание свойств материалов при нагрузке позволяет разрабатывать легкие,
прочные и надежные конструкции для авиационных и космических аппаратов.
АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ И МЕТОДЫ
Статья представляет анализ литературы по теме растяжения и сжатия материалов,
включая книги, учебники и статьи, опубликованные по данной тематике:
1. "Mechanics of Materials" by Russell C. Hibbeler
–
классический учебник по механике
материалов, который включает в себя разделы о растяжении и сжатии материалов [1].
2. "Materials Science and Engineering: An Introduction" by William D. Callister Jr. and
David G. Rethwisch
–
учебник по науке о материалах, который содержит информацию о
механических свойствах материалов, включая растяжение и сжатие [2].
3. "Strength of Materials" by S. Ramamrutham
–
книга, посвященная прочности
материалов, в которой также рассматриваются вопросы растяжения и сжатия.
4. "Introduction to the Mechanics of Deformable Solids: Bars and Beams" by David H. Allen
–
книга, которая представляет введение в механику деформируемых тел, включая анализ
растяжения и сжатия.
Xorijiy lingvistika va lingvodidaktika
–
Зарубежная лингвистика
и лингводидактика
–
Foreign Linguistics and Linguodidactics
Issue
–
2
№
2 (2024) / ISSN 2181-3701
328
5. "Elasticity in Engineering Mechanics" by Arthur P. Boresi and Ken P. Chong
–
книга,
которая подробно описывает основы упругости в инженерной механике, включая
растяжение и сжатие материалов.
Эти книги могут помочь углубить знания о процессах растяжения и сжатия
материалов, а также в понимании их применения в различных областях инженерии и
науки о материалах.
Статьи, опубликованные по данной теме:
1. "Experimental and Numerical Investigation of the Tensile Behavior of Composite
Materials"
–
статья, которая исследует поведение композитных материалов при растяжении
с помощью экспериментов и численного моделирования [3].
2. "Compression Behavior of Porous Materials: Experiments and Modeling"
–
статья,
посвященная изучению поведения пористых материалов при сжатии с использованием
экспериментов и моделирования.
3. "Effect of Strain Rate on the Tensile Properties of Metals"
–
исследование, которое
рассматривает влияние скорости деформации на механические свойства металлов при
растяжении.
4. "Finite Element Analysis of Buckling Behavior in Thin-Walled Structures"
–
статья,
которая использует метод конечных элементов для анализа поведения тонкостенных
конструкций при сжатии и выявления возможных явлений буклинга.
5. "Mechanical Properties of Additively Manufactured Materials under Tensile Loading"
–
исследование, которое оценивает механические свойства материалов, изготовленных
методом аддитивного производства, при растяжении.
Эти статьи представляют различные аспекты растяжения и сжатия материалов,
исследования их свойств и поведения в различных условиях.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Механика материалов —
это фундаментальная область инженерных наук, которая
изучает поведение материалов под воздействием различных нагрузок. Растяжение, сжатие
и кручение —
это три основных типа механических нагрузок, оказывающих значительное
влияние на свойства и поведение материалов [3]. Рассмотрим каждый из этих процессов
более подробно.
Растяжение –
это механическое воздействие, при котором материал подвергается
усилиям, направленным вдоль его оси, приводящим к увеличению его длины. Этот процесс
можно наблюдать, например, когда вы тянете резинку. Важным параметром,
характеризующим поведение материала при растяжении является его упругость и
прочность. Чаще всего растяжение или сжатие осуществляется силами, приложенными к
концам стержня (рис. 1). Такой случай называется простым растяжением или сжатием.
Xorijiy lingvistika va lingvodidaktika
–
Зарубежная лингвистика
и лингводидактика
–
Foreign Linguistics and Linguodidactics
Issue
–
2
№
2 (2024) / ISSN 2181-3701
329
Рис.1
Рис.2
Величина продольной силы N, возникающей в поперечном сечении,
определяется методом сечений и составлением уравнения равновесия для
отсеченной части. В случае простого растяжения или сжатия во всех сечениях стержня
будут возникать одинаковые силы N, равные внешней силе. При этом будем считать, что
если сила N направлена от сечения –
это растяжение и оно условно положительно, если к
сечению –
это сжатие и оно условно отрицательно.
Для возникновения растяжения необходимо, чтобы внешние силы, приложенные к
торцам стержня, были статически эквивалентны сосредоточенной силе, приложенной
вдоль оси стержня.
Рассмотрим стержень (рис.2), находящийся под действием растягивающей нагрузки.
Выделим (до деформации) два произвольных сечения стержня
А
–
А
и
B
–
B
, отстоящие друг от друга на расстоянии
dx
. От приложенной нагрузки сечение
А
–
А
переместится в положение
А
1
–
А
1 на расстояние
u
, а сечение
B
–
B
–
в положение
B
1
–
B
1на
расстояние
u
+
du
(
du
–
бесконечно малая величина). Следовательно, абсолютное удлинение
отрезка
dx
равно разности его размеров до и после деформации Δdx = du.
Относительная продольная деформация
точек сечения
A
–
A
стержня при
растяжении –
Ε
x=du/dx
.
Для линейно
-
упругого материала относительная деформация при
растяжении
связана с нормальными напряжениями
по закону Гука
.
Напряжения и деформации при
растяжении и сжатии связаны между
собой зависимостью, которая называется законом
Гука, по имени установившего этот закон английского физика Роберта Гука (1635–
1703).
Закон Гука при растяжении и сжатии справедлив лишь в определенных
пределах
нагружения и формулируется так: нормальное напряжение прямо
пропорционально
относительному удлинению или укорочению.
Математически закон Гука можно записать в
виде равенства:
σ =Eε
,
где модуль продольной упругости
Е
, называемый еще
модулем
упругости первого (модулем Юнга).
Модуль упругости
E
–
определяется опытным путем
и служит мерой жесткости материала. Геометрический смысл ε
–
угловой коэффициент
прямолинейного начального участка диаграммы материала. E= tg α.
Модуль упругости и напряжение выражаются в одинаковых единицах:
[Е = [ст]/[е] = Па.
Сжатие
–
это механическое воздействие, при котором материал
подвергается
усилиям, направленным в сторону его оси, что приводит к уменьшению его объема.
Примером сжатия может служить давление,
оказываемое на блок из бетона или металла.
Аналогично растяжение, упругость и прочность также важны для
материалов при
сжатии,
однако
материалы
могут
вести
себя
по
-
разному
в
растяжении и сжатии. Например, бетон обычно обладает хорошей прочностью
в сжатии, но относительно низкой прочностью в растяжении [4].
Xorijiy lingvistika va lingvodidaktika
–
Зарубежная лингвистика
и лингводидактика
–
Foreign Linguistics and Linguodidactics
Issue
–
2
№
2 (2024) / ISSN 2181-3701
330
Рис.3
В реальной жизни примеры растяжения и сжатия материалов можно встретить
повсеместно. Вот несколько примеров из различных областей:
1.
Архитектура и строительство: при строительстве зданий и мостов используются
материалы, которые подвергаются растяжению и сжатию. Например, бетонные столбы
или железобетонные балки испытывают сжатие под воздействием нагрузки сверху, а
стальные элементы конструкций могут подвергаться растяжению при действии тяговых
сил.
2.
Автомобильная промышленность: в автомобильном производстве используются
различные материалы, которые подвергаются растяжению и сжатию. Например, стальные
или алюминиевые детали кузова и шасси могут изменять свои размеры под воздействием
динамических нагрузок при движении автомобиля.
3.
Электроника: в производстве электронных устройств (например, смартфонов,
планшетов) используются материалы, которые могут подвергаться растяжению и сжатию
при механическом воздействии или изменении температуры. Например, стекло или
пластиковые корпуса устройств могут изменять свою форму при небольших воздействиях.
4.
Медицина: в медицинской отрасли при создании имплантатов или протезов также
используются материалы, способные выдерживать растяжение и сжатие. Например,
титановые или пластиковые имплантаты для замены суставов должны быть прочными и
устойчивыми к нагрузкам.
Эти примеры демонстрируют важность понимания процессов растяжения и сжатия
материалов в различных областях жизни и промышленности для создания надежных и
эффективных конструкций и устройств.
Для обучения теме «Растяжения и сжатия»
по сопротивлению материалов можно
использовать следующую методику:
1.
Теоретическое изучение основных понятий и законов, связанных с растяжением и
сжатием материалов. Это включает в себя изучение закона Гука, модуля упругости,
коэффициента Пуассона и других основных понятий.
2.
Проведение лабораторных работ, например, измерение деформаций и
напряжений при растяжении и сжатии материалов, построение графиков зависимости
напряжения от деформации.
Xorijiy lingvistika va lingvodidaktika
–
Зарубежная лингвистика
и лингводидактика
–
Foreign Linguistics and Linguodidactics
Issue
–
2
№
2 (2024) / ISSN 2181-3701
331
3.
Решение практических задач, связанных с расчетом прочности конструкций при
растяжении и сжатии материалов. Это поможет студентам применять полученные знания
на практике.
4.
Использование визуальных пособий, таких как анимации, схемы и
демонстрационные модели, чтобы наглядно показать процессы растяжения и сжатия
материалов.
5.
Проведение дискуссий и групповых заданий, чтобы студенты могли обсудить и
углубить свои знания на данную тему.
6.
Проверка знаний с помощью тестов и контрольных работ для оценки усвоения
материала.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, тема «Растяжения и сжатия» в сопротивлении материалов играет
ключевую роль в области специальных технических наук, помогая инженерам
разрабатывать инновационные технологии и создавать безопасные и эффективные
технические решения. Комплексный подход в обучении поможет студентам лучше понять
эту тему и успешно применить полученные знания в будущей профессиональной
деятельности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ
ССЫЛКИ
:
1.
Mechanics of Materials" \\ by Russell C. Hibbeler\\ Pearson; 10th edition (January 5,
2016).
2.
Materials Science and Engineering: An Introduction" by William D. Callister Jr. and David G.
Rethwisch\\ Aptara, Inc-2014.\\
3.
Буранова Э.О.
\\
Растяжение, сжатие и кручение фундаментальные аспекты
механики материала
\\
Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ» № 10 (67) Т.1
2023 г.
4.
Соболев Н.А., Калядин А.Е., Феклисова О.В., Якимов Е.Б.
\\
Влияние деформации
сжатия и растяжения на спектр дислокационной люминесценции в кремнии
\\
Физика и
техника полупроводников, 2021,
5.
Соболев Н.А., Калядин А.Е., Феклисова О.В., Якимов Е.Б.
\\
Влияние деформации
сжатия и растяжения на спектр дислокационной люминесценции в кремнии
\\
Физика и
техника полупроводников, 2021,
6.
Khudainazarov, S., Mavlanov, T., Qosimov, J., & Nurova, O. (2020, June). Forced vibrations
of high-rise buildings. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 869, No. 5,
p. 052047). IOP Publishing.
7.
Nurova O. S. Research skills formed by students through the teaching of general subjects
//Journal of Pedagogical Inventions and Practices.
–
2022.
–
Т. 5. –
С. 150
-153.
8.
Nurova O. S. METHODOLOGY OF PREPARING STUDENTS FOR SCIENTIFIC RESEARCH
WITH THE HELP OF LABORATORY TRAINING ON THE TOPIC “GEARS” //Educational Research in
Universal Sciences.
–
2022.
–
Т. 1. –
№. 6. –
С. 422
-424.
