|
Часть
1
http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/TECHNICS/GORDON.1/PART01.HTM
*
В
"
Истории черной металлургии Британии
" (
J.
С
. Carr, W. Taplin,
The History of the British Iron and Steel Industry, Harvard University Press,
1962)
приводятся слова одного из ведущих британских предпринимателей
-
металлургов
:
"
Я не знаю
,
что такое испытания
.
Если кто
-
то
хочет покупать мою сталь
-
пожалуйста
,
если не хочет
,
пусть ищет в другом месте
".
**
J. W. Martir,
The Southseaman, Blackwoods, 1928.
Прежде чем приладить какую
-
нибудь доску
,
Мак Альпин
,
Том и всякий
,
кто бывал рядом с ними
,
долго
совещались
.
Сначала они очень внимательно ее разглядывали
,
затем гнули
,
постукивали
,
прислушивались
,
и
-
могу
поклясться
-
я видел однажды
,
как Мак Альпин дегустировал доску
.
Во всяком случае
,
он лизнул древесину
,
а
затем повторил все движения опытного дегустатора чая
-
вплоть до последнего ловкого плевка сквозь
стиснутые зубы
-
все было проделано с видимым наслаждением
.
По
-
видимому
,
первое зарегистрированное испытание на растяжение было проведено французским философом и
музыкантом Мариной Мерсеном
(1588–1648),
которого интересовала прочность струн в музыкальных инструментах
.
В
1636
году Мерсен провел серию испытаний струн из различных материалов
;
правда
,
сведений о том
,
были ли как
-
то
использованы полученные им данные
,
до нас не дошло
.
Насколько я знаю
,
первое упоминание об объективных механических испытаниях
,
за которыми последовало
практическое применение полученных результатов
,
датировано
4
июня
1662
года
.
Сэр Баттен
,
Повей и я поплыли в Вулвич
,
где были свидетелями испытаний голландской пряжи сэра Форда
(
в
последнее время этот вопрос очень беспокоил нас
,
я сам подумывал о мистере Хью
,
который поставлял нам
канаты и
,
судя по всему
,
не справлялся с делом
).
И действительно
,
канаты были очень плохими
:
испытания
показали
,
что пять таких прядей рвутся быстрее
,
чем четыре нити рижской пряжи
.
Кроме того
,
отдельные
веревки оказались явно старым хламом
,
вымазанным дегтем
,
лишь сверху они были покрыты новой пенькой
.
Все
это походило на неслыханное жульничество
.
Экспериментаторы в Вулвиче могли рвать канат
,
привязав один его конец к какой
-
нибудь балке вверху
,
а к другому
концу пристроив корытце
,
в которое можно было класть мерные грузы
.
Но скорее всего они проводили сравнительные
испытания
:
связывали два каната
,
которые хотели сравнивать
,
и рвали эту связку с помощью ворота
.
Число прядей в
каждом канате можно было потом подогнать так
,
чтобы получилась равная вероятность разрыва обоих канатов
.
Испытать канат или проволоку довольно просто
,
так как их концы легко закрепить
,
намотав на барабан ворота или
лебедки
.
Закреплять для разрыва образцы других материалов намного труднее
,
поэтому долгое время испытания
ограничивались сжатием и изгибом
.
Современные испытательные машины имеют захваты
,
в которых можно закрепить
любой металлический стержень и разорвать его
.
Правда
,
если взять обычный стержень
,
такое испытание
,
как правило
,
будет неудовлетворительным
:
захваты повредят металл и вызовут преждевременное разрушение стержня у одного из его
концов
.
Поэтому лучше изготовить специальный образец с утоненной средней частью
,
такой образец порвется по
неповрежденному захватами тонкому сечению
.
Вообще же
,
чтобы правильно выбрать форму образца
,
нужно обладать
некоторым опытом и умением
,
потому что для каждого типа материала должна быть найдена своя наилучшая форма
.
Что касается техники испытаний
,
то
,
конечно
,
к образцу можно прикладывать нагрузку непосредственно грузами
.
Однако
разрушающее усилие для обычно используемых образцов лежит между одной и десятью тоннами
,
а в большинстве
случаев испытания проводят девушки
-
лаборантки
.
Поэтому нагрузка обычно создается с помощью механического или
гидравлического устройства
.
Промышленность выпускает различные машины такого рода
,
многие из них в той или иной
степени автоматизированы
.
Все
,
что должен сделать оператор
,
это вставить образец
,
увидеть
,
как машина порвала его
,
а
затем разделить за фиксированную нагрузку на измеренную площадь поперечного сечения образца
.
В результате
получается разрушающее напряжение
.
Разумеется
,
полученное число ничего не говорит о том
,
почему материал имеет именно такую прочность и не должен ли
он быть прочнее
.
С другой стороны
,
прочность любого технического материала практически достаточно постоянна
.
Поэтому в свое время прочность считали неотъемлемой характеристикой материала
,
которой он наделен более или менее
случайным образом
.
Металловеды знали
,
что та или иная добавка или термическая обработка могут упрочнить или
разупрочнить сплав
,
но эти знания были чисто эмпирическими
,
и наблюдаемые эффекты не удавалось объяснить
.
Инженерам нравилось такое постоянство в поведении материалов
:
их радовала мысль
,
что каждый материал обладает
свойственной ему прочностью
,
которая может быть определена раз и навсегда
,
стоит только провести достаточное число
испытаний
.
Еще совсем недавно в лабораториях материаловедения главной заботой было создание блестящих коллекций
больших испытательных машин
.
Результатами испытаний исписывалось огромное множество бумаги
,
однако знаний о
прочности материалов прибавлялось весьма немного
.
И в самом деле
,
трудно преувеличить строгость той тайны
,
которая
веками окутывала проблему прочности и разрушения твердых тел
.
Представления об атомном строении материи были впервые сформулированы Демокритом
(460–370
гг
.
до н
.
э
.).
Затем
они были существенно развиты Лукрецием
(95–55
гг
.
до н
.
э
.),
намного опередившим свое время
.
Но эта теория была
целиком построена на догадках
,
об убедительных экспериментальных свидетельствах не приходилось и думать
.
И все же
Лукреций представлял себе существование проблемы сцепления
,
или когезии
,
он предположил
,
что атомы имеют какие
-
VIVOS VOCO:
Дж
.
Гордон
, «
Почему
мы
не
проваливаемся
сквозь
пол
» -
Do'stlaringiz bilan baham: |
