ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Мариотт из "История науки о сопротивлении материалов " В механике твердых тел Мариотт построил теорию удара, в которой, пользуясь подвешенными на нитях шарами, он смог продемонстрировать сохранение количества движения. Ему принадлежит также честь изобретения баллистического маятника. [c.32] Исследования Мариотта по теории упругости входят в состав его труда о движении жидкостей ). Мариотту пришлось проектировать трубопровод для водоснабжения Версальского дворца, и в связи с этим он заинтересовался сопротивлением балок изгибу. Экспериментируя с деревянными и стеклянными стержнями, он приходит к выводу, что теория Галилея дает преувеличенные значения для разрушающей нагрузки, и поэтому строит свою теорию изгиба, в которой принимаются во внимание упругие свойства материала. [c.32] Он начинает с простых испытаний на растяжение. На рис. 18 показано устройство, использованное им при испытании на растяжение дерева ). 061 его установке для испытания на растяжение бумаги дает представление рис. 18. Мариотта интересовала не только абсолютная прочность материалов, но также и их упругие свойства, и он нашел, что во всех испытанных им материалах удлинения оказывались всегда пропорциональными приложенным силам. Он обнаруживает, что разрушение наступает тогда, когда удлинение превосходит некоторый предел. Свое исследование изгиба консоли (рис. 18, с) он начинает с рассмотрения условий равновесия рычага АВ (рис. 18, d), опертого в точке С. К левому плечу рычага на расстояниях ЛС=4 фута, D =2 фута. [c.32] Рассмотрим теперь тот же самый рычаг, но допустим, что нагрузки G, Н, I заменены тремя одинаковыми проволоками DI, GL, НМ (рис. 18, е), абсолютная прочность которых равна 12 фунтам. Вычисляя нагрузку R, необходимую для того, чтобы вызвать разрыв проволок, Мариотт замечает, что когда усилие в проволоке DI достигает своего предельного значения 12 фунтов, то усилия в проволоках GL и НМ, пропорциональные их удлинениям, равны соответственно 6 фунтам и 3 фунтам, так что разрушающая нагрузка R оказывается равной всего лишь фунтам, а не 7 фунтам, как зто имело место в предыдущем случае. [c.33] Принимая, таким образом, во внимание деформацию волокон и пользуясь той же самой точкой поворота D, что и Галилей, Мариотт находит, что предельная изгибающая нагрузка L относится к абсолютной прочности S, как /г/3 I. Это значит, что предельная нагрузка составляет всего лишь /3 от значения, вычисленного Галилеем. [c.34] Для проверки своей теории Мариотт провел испытания с деревянными цилиндрическими брусьями диаметром 6 мм (0,25 дюймам Испытание на растяжение дало значение абсолютной прочности, равное У=330 фунтам. Испытывая брус как консоль ) длиной /=4 дюйма, он нашел, что предельная нагрузка L равна 6 фунтам, что дает S L=55 между тем как из уравнения (а) получается ) S L=48, по теории же Галилея S L=2 2. Мариотт пытается объяснить это расхождение между экспериментальными результатами и вычисленными из уравнения (а) ссылкой на влияние времени . Он утверждает, что растянутый образец может разрываться и под нагрузкой в 300 фунтов, если эта нагрузка будет действовать достаточно продолжительное время. [c.35] Повторив свои эксперименты со стеклянными стержнями, Мариотт вновь обнаружил, что его формула (уравнение (а)) дает более точное предсказание, чем формула Галилея. [c.35] Мариотт определил сопротивление разрыву труб, оттом в своих находящихся под действием внутреннего гидро- испытаниях на статического давления. С этой целью он использо- разрыв, вал цилиндрический барабан АВ (рис. 19) с укрепленной на нем длинной вертикальной трубой. Наполняя барабан и трубу водой и увеличивая высоту уровня воды в этой последней ), он смог достигнуть того, что барабан разрывался. Таким путем он нашел,что безопасная толщина трубы должна быть пропорциональна действующему на нее внутреннему давлению и диаметру. [c.35] Изучая изгиб равномерно нагруженных квадратных пластинок, Мариотт делает из соображений подобия правильный вывод, что полная предельная нагрузка на пластинку остается постоянной и не зависит от горизонтальных размеров пластинки, если толщина ее не меняется. [c.35] В некоторых его опытах отметка уровня воды в трубе приближалась к 100 футам. [c.35] Все это дает нам основание признать, что Мариотт значительно продвинул теорию механики упругих тел. Приняв во внимание упругую деформацию, он усовершенствовал теорию изгиба балок, а затем провел испытания, чтобы подтвердить свою гипотезу. Экспериментально же он подверг проверке и некоторые заключения Галилея относительно того, как изменяется прочность балки с изменением пролета. Он исследовал также влияние, оказываемое на прочность балки заделкой ее концов, и дал формулу для определения прочности труб на разрыв под воздействием внутреннего давления. [c.36] Вернуться к основной статье