标题:关于材料力学发展的一些事儿，你知道多少？
作者:佚名
日期:2024-04-19 14:48:50
内容:
材料力学的发展与人类社会的发展密切相关。 材料力学的发展史是人类文明史的一部分。 其内容极为丰富，已出版多部专着。 我们参考有关书籍和资料，整理了以下对材料力学发展有重要影响的人物和研究工作的重大事件，以便让读者初步了解本学科的发展。
1、独立学科的标志和杆的拉伸问题
一般认为，意大利科学家伽利略·伽利雷（1638）的《关于力学和局域运动的两门新科学的对话与数学论证》一书的出版，标志着材料力学开始形成一门独立的学科。 在这本书中，这位科学巨人试图用科学的分析方法来确定部件的尺寸。 首先讨论的问题是直杆的轴向拉力问题，他得到了承载能力与横截面积成正比而与长度无关的正确结论。
2. 梁弯曲问题
在《力学与局域运动两门新科学的对话与数学论证》中，伽利略讨论的第二个问题是梁的弯曲强度。 根据今天的科学结论，作者当时得出的弯曲正应力公式并不完全正确，但该公式已经反映出矩形截面梁的承载能力与bh²成正比（b和h分别为分别为横截面的宽度和高度）。 正确的结论是梁的承载能力与d³（d是横截面直径）成正比。
对于空心梁的承载能力的描述更是令人兴奋。 他说英语作文，空心梁“可以在不增加重量的情况下大大增加强度，因此在技术上得到广泛应用。 这在自然界中更为常见。 这样的例子在鸟类的骨头和各种芦苇中都可以看到，它们既重量轻，又具有很强的抗弯曲和折断能力。”
当梁弯曲变形时，沿长度方向有一层既不拉伸也不缩短的纤维，称为中性层。 早在1620年，荷兰物理学家、机械师比克门（）就发现，当一根梁弯曲时，一侧的纤维被拉长，另一侧的纤维被缩短，因此必然存在一个既不拉长也不缩短的中性层。 。
英国科学家胡克R也在1678年解释了同样的现象，但他们没有讨论中性层的位置。 第一个讨论中性层位置的人是法国科学家马里奥特（E物理学家 力学，1680）。 随后莱布尼茨（GW）、雅各布·伯努利（Jakob，1694）、瓦利农（D，1702）等学者的研究工作都涉及到这个问题，但都没有得出正确的结论。
18世纪初，法国学者帕伦（A）对此问题的研究取得了突破。 直到1826年，纳维尔（CLMH）在他的材料力学讲义中才给出了正确的结论：中性层穿过横截面的质心。
平面截面假设是材料力学计算理论的重要基础之一。 雅各布·伯努利（Jakob ）于1695年提出了梁弯曲的平面截面假说，由此可以证明梁（中性层）的曲率与弯矩成正比。 此外，他还得到了梁的挠度曲线的微分方程。 但由于当时没有使用曲率的简化公式，也没有弹性模量的定量结果，因此该理论并未得到广泛应用。
计算梁变形的问题早在13世纪就由纳莫尔（J de）提出。 此后，Jakob 、 ( )、Euler L等人研究了这个问题。 一个问题。 1826年，纳维尔在材料力学讲义中导出了正确的挠度曲线微分方程和梁的弯曲强度的正确公式，为梁的变形和强度的计算奠定了正确的理论基础。
俄罗斯铁路工程师朱拉夫斯基（ЖуравскийДИ）于1855年得到了横向力弯曲时的剪应力公式。三十年后，他的同胞贝斯帕罗夫（ВеспаловД）开始使用弯矩图，被认为是历史上使用弯矩图的第一人。
3、关于杆扭转问题
关于圆轴扭转问题，可以认为法国科学家库仑（CA de）于1777年和1784年发表的两篇论文是开创性的工作。 后来英国科学家Young T于1807年得到了正确的结论：截面上的剪应力与距轴线的距离成正比。 随后，法国力学家圣贝南（Saint-Béde）利用弹性力学方法，为19世纪中叶气缸扭转的理论研究奠定了基础。 因此，学术界习惯将圆柱扭转问题称为圣维南问题。
闭合薄壁构件的剪应力公式由Bredt R于1896年得到； （SP，1922）、（ВласовВЗ，1939）和（УманскийАА，1940）在解决开放薄壁杆件扭转问题方面做出了杰出贡献。
4、关于压杆的稳定性
压力杆在工程实践中随处可见。 早在文艺复兴时期，伟大的艺术家、科学家和工程师达芬奇就对压力棒进行了一些开创性的研究。 1729年物理学家 力学，荷兰物理学教授（P van）通过对木杆进行压缩实验，得到了“屈曲载荷与杆长度的平方成反比”的重要结论。
众所周知，细长杆的屈曲载荷公式首先由数学家欧拉推导出来。 在他于1744年出版的变分法专着中，他得到了细长压力杆失稳后弹性曲线的准确描述以及屈曲载荷的计算公式。 1757年，他又出版了专着《论柱的承载能力》（工程上习惯将受压杆称为柱），纠正了1744年专着中矩形截面抗弯刚度计算中的错误。
著名的两端铰接压杆的屈曲载荷公式是拉格朗日（JL）在1770年左右根据欧拉近似微分方程得出的。 1807年，英国自然哲学教授Young T和1826年指出，欧拉公式只适用于细长压力杆。 1846年，拉马尔（E）详细讨论了欧拉公式的适用范围，提出对于超出这个范围的压杆问题的正确解决必须依靠实验研究。
至于著名的非细长杆屈曲载荷经验公式的作者，说法较多且难以验证。 一种理论认为，瑞士的（L）和俄罗斯的（Ясинский Φ С）都提出了压力杆临界力与柔量关系的经验公式。 还使用 应力折减系数计算稳定的许用应力。
5.疲劳强度问题
随时间周期性变化的应力称为交变应力。 零件在交变应力作用下经过一定次数的循环后发生的损坏称为疲劳损坏。 1839年，巴黎大学教授（JU）在讲座中首次使用了金属疲劳的概念。
19世纪中叶，随着铁路运输的发展，断轴事故时有发生，引起了人们对疲劳损伤现象的研究兴趣。 当时，（A）首先在旋转弯曲疲劳试验机上进行了开创性的实验研究，并提出了应力-寿命图和疲劳极限的概念。 为了纪念他对疲劳强度研究的杰出贡献，人们将应力与疲劳破坏循环数的关系曲线（即sN曲线）称为沃勒曲线，尽管当时他的研究工作中并没有使用这一条。 一种曲线。
后来（）和（）分别研究了平均压力对生活的影响，后者也提出了考虑平均压力影响的简单理论。 此后，Cough研究了多轴应力状态的疲劳现象，将静应力强度理论引入到多轴应力疲劳问题中，并与共同提出了求解多轴应力疲劳设计的Gough-公式，并出版第一部金属材料疲劳专着。
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