წამახვილებული იზოტროპული ღეროს სიმტკიცეზე ანალიზი

ავტორი: სოფიო ბლიაძე
საკვანძო სიტყვები: წამახვილება, იზოტროპია, სიმტკიცე, ძელი, ანალიზი
ანოტაცია:

გამომდინარე იქიდან, რომ იზოტროპულ მასალებზე მოთხოვნა თანდათან მცირდება, რადგან მათი სიმკვრივე დიდია, ძვირადღირებულია და რთულად დასამუშავებელი, დღის წესრიგში დადგა იზოტროპული მასალების მასის მინიმიზაციის ამოცანა. ამის თვალსაჩინო მაგალითია თვითმფრინავმშენებლობა, სადაც უმნიშვნელოვანესი მოთხოვნაა მინიმალური მასის პირობებში განვითარდეს მაქსიმალური ამწევი ძალა. სწორედ ასეთ გამოწვევას პასუხობს ცვლადი გეომეტრიის მქონე ძელები (წამახვილებული ძელები), რომელთა მასა მუდმივკვეთიან პრიზმულ ძელებთან შედარებით საკმაოდ მცირეა. ნაშრომის ძირითად მიზანს წარმოადგენს წამახვილებული ძელების გეომეტრიის ოპტიმიზაცია და მათი კომპლექსური ანალიზი სიმტკიცის თვალსაზრისით. ნაშრომში განხილულია წამახვილებული ძელის ორი განსხვავებული შემთხვევა, ერთ შემთხვევაში განვიხილეთ მუდმივი სისქისა და ცვლადი სიგანის ძელი, ხოლო, მეორე შემთხვევაში განხილულია მუდმივი სიგანისა და ცვლადი სისქის ძელი. თეორიული ანალიზის საფუძველზე მოვახდინეთ მათი გეომეტრიის ოპტიმიზაცია და შედეგად მივიღეთ, რომ თუ წამახვილებული ძელის სისქეა მუდმივი, მაშინ სიგანე იცვლება წრფივი კანონით, მეორე ძელის შეთხვევაში კი აღმოჩნდა, რომ თუ ცვალებადკვეთიანი იზოტროპული ძელის სიგანეა მუდმივი, მაშინ სისქე იცვლება კვადრატული კანონით. ოპტიმიზაციის შემდეგ ჩავატარეთ ზემოაღნიშნული წამახვილებული ძელების შედარებითი ანალიზი სიმტკიცის თვალსაზრისით იმავე გეომეტრიული მახასიათებლების მუდმივკვეთიან პრიზმულ ძელთან და შედეგად განვსაზღვრეთ წამახვილების ორივე შემთხვევისათვის მასალის ეკონომიურობის პროცენტული მაჩვენებელი. სახელდობრ, ერთ შემთხვევაში, წამახვილებული იზოტროპული ძელის (მუდმივი სისქითა და წრფივი კანონით ცვლადი სიგანით) მასალის ეკონომია შეადგენს 50%-ს, ხოლო, მეორე შემთხვევაში, როდესაც ძელის სიგანეა მუდმივი და სისქე იცვლება კვადრატული კანონით, მასალის ეკონომია - 33 %-ია.