Доклады о будущих и современных технологиях

ОТ ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ ДО РОБЕРТА ГУКА (ИЗ истории науки о СОПРОТИВЛЕНИИ МАТЕРИАЛОВ)

С. К. Гиёсов, А. С. Нефедов

Научный руководитель - А. С. Нефедов, канд. техн. наук, доцент Ярославский государственный технический университет

Созданные в древние времена монументальные пирамиды, храмы, фортификационные сооружения, акведуки, многие из которых сохрани­лись до наших дней, свидетельствуют о том, что они не могли быть возве­дены без определенных эмпирических правил выбора необходимых разме­ров несущих частей этих исторических памятников. Опыт греков и римлян в практике строительства в значительной части был утрачен на протяже­нии средних веков.

Первые попытки научного подхода к расчету сооружений относятся к эпохе Возрождения. Леонардо да Винчи (1452-1510) экспериментально изучал прочность строительных материалов. В частности, он описывает «испытание сопротивления железных проволок разных длин». Леонардо да Винчи исследовал сопротивление балок изгибу. Считается, что он также проводил некоторые исследования по сопротивлению колонн и указал, что их несущая способность обратно пропорциональна длине, но находится в прямом отношении к площади их поперечного сечения.

Галилео Галилей (1564-1642) в своей знаменитой книге «Две новые науки» стремился привести известные ему методы анализа прочности эле­ментов сооружений в логическую систему. Фактически эта книга знаме­нуют собой возникновение науки о прочности, то есть о сопротивлении материалов. В своей книге Галилей утверждает, что если возводить соору­жения геометрически подобные, то по мере увеличения их абсолютных размеров они будут всё более слабыми и в конце концов разрушаться от собственного веса. Он исследовал прочность консольных и однопролетных балок как сплошного, так и полого сечения, дал полное решение задачи о консоли равного сопротивления.

В 1978 году Роберт Гук (1635-1703) опубликовал работу «О восстано­вительной способности или об упругости». В ней, в частности, он дает ука­зания по проведению опытов: «Возьмите проволочную струну 20, 30 или 40 футов длиной, укрепите её в верхней части, а к нижнему концу подвесь­те чашку весов для нагрузки. Затем измерьте расстояние от чашки до пола. Далее положите в названную чашку гири, измерьте несколько удлинений той же струны, и вы найдёте, что они будут относиться друг к другу так же, как вызвавшие их нагрузки». Это линейное соотношение между силой и деформацией, известное как закон Гука, послужило фундаментом для дальнейшего развития механики упругих тел.