c) Značajnija imena znanstvenika u razvoju Nauke o čvrstoći kao grane primijenjene mehanike
Povijest Nauke o čvrstoći, kao grane
primijenjene mehanike, vezana je s povijesnim razvojem materijalne kulture čovječanstva.
Principi građenja velikih hramova, piramida, mostova, brodova, luka, ratnih
naprava i jednostavnijih strojeva, nisu do danas u cijelosti poznati, ali su
uspješno korišteni za određivanje dimenzija konstrukcijskih elemenata i izbor
potrebnih konstrukcijskih materijala.
Najveći dio znanja koje su sakupili Egipćani, Kinezi, Grci,
Rimljani, Maje i drugi stari narodi izgubljen je tijekom ranog srednjeg vijeka.
Početkom novog vijeka razvoj materijalne kulture čovječanstva zahtijevao je
rješavanje niza problema mehanike i poznavanje materijala, a posebno čvrstoće
tehničkih konstrukcija. Razvitak Nauke o čvrstoći
kao znanstvene discipline bio je moguć tek kada su stečena osnovna znanja o
mehaničkim svojstvima konstrukcijskih materijala, uz nagli napredak matematike.
Leonardo da Vinci
(1452.-1519.), obavio je prve značajnije pokuse čvrstoće
konstrukcijskih materijala na ispitivanjima čvrstoće žice, greda i stupova.
Galileo Galilei
(1564.-1642.), prvi je sustavno analitički istraživao i vršio eksperimentalna
ispitivanja mehaničkih svojstava elemenata konstrukcija.
Engleski fizičar Robert Hooke
(1635.-1703.), postavio je 1660., a objavio 1678. zakon linearne ovisnosti između
opterećenja i deformacija. Hookeov zakon je i danas osnovni zakon čvrstoće elastičnih
materijala, ako su deformacije do granice proporcionalnosti. Neovisno je isti
zakon eksperimentalno utvrdio 1680. francuski fizičar Edme Mariotte
(1620.-1684.). Matematičku formulaciju Hookeovog zakona za jednoosno rastezanje
dao je 1807. engleski fizičar T.
Young (1773.-1829.). On je uveo pojam modula elastičnosti
koji se po njemu naziva i Youngov modul, a uveo je i pojam posmičnog (tangencijalnog)
naprezanja. Francuski inženjer i fizičar S.
D. Poisson (1781.-1840.) uveo je 1828. pojam omjera uzdužne
i poprečne deformacije pri rastezanju, koji se po njemu naziva Poissonov faktor
ili Poissonov omjer. Proučavao je i problem savijanja ploča.
Velik doprinos izgradnji osnova teorije elastičnosti i analitičkim metodama
u Nauci o čvrstoći dali su švicarski matematičari Jacob
(1654.-1705.) i Johann
(1667.-1748.) Bernoulli, te Johannov sin Daniel
Bernoulli (1700.-1782.) i njegov učenik L.
Euler (1707.-1783.). Posebno su se bavili problemima savijanja
greda, a Euler je 1774. izveo izraz za kritičnu silu izvijanja vitkog štapa.
Inženjerskim problemima čvrstoće konstrukcija bavio se francuski fizičar C.
A. Coulomb (1736.-1806.), koji je dao prvu cjelovitu analizu
naprezanja i uveo pojam klizanja kod opterećenja na smicanje, te se po njemu
modul smičnosti materijala zove i Coulombov modul. Dao je i rješenje za uvijanje
štapa okruglog presjeka.
Prvi rad iz teorije ploča dao je 1820. francuski inženjer C.
L. M. H. Navier (1785.-1836.), a također dao je i rješenje
problema savijanja prizmatičnih štapova. Prvi je formulirao opće jednadžbe ravnoteže
i oscilacije elastičnih tijela, te dao opći pristup rješavanju statički neodređenih
zadataka. Proračun elemenata konstrukcija prvi je sistematizirao J.
V. Poncelet (1788.-1867.). Francuski matematičar A.
L. Cauchy (1789.-1857.) je 1822. definirao prostorno stanje
naprezanja i izveo jednadžbe ravnoteže diferencijalnog elementa tijela, te time
postavio temelje matematičkoj teoriji elastičnosti. Teoriju ploča razrađivao
je dalje G. R.
Kirchhoff (1824.-1887.). Uvijanje štapova nekih neokruglih
presjeka riješio je A.
B. de Saint Venant
J. C. (1797.-1886.), a formulirao je i poznati St.Venatov
princip.
Daljnji razvoj tehničke teorije elastičnosti napredovao je s razvojem znanosti
i potrebama tehničke prakse uslijed naglog razvoja industrije tijekom 19. stoljeća,
kao npr. pri gradnji velikih brodova, željeznica, mostova, pogonskih strojeva,
uz usporedni razvoj novih konstrukcijskih materijala. Najznačajnije doprinose
predstavljaju radovi Georga Greena (1793.-1841.);
M. V. Ostrogradskog
(1801.-1862.); G. Laméa
(1795.-1870.); B.
P. E. Clapeyrona (1799.-1864.), izveo je 1857. jednadžbu triju
momenata za kontinuirane nosače), G.
B. Airya (1801.-1892.),
uveo je 1862. Airyevu funkciju naprezanja; J.
C. Maxwella (1831.-1879.), dao je 1870. poučak o recipročnosti
uplivnih koeficijenata, razvoj teorije viskoelastičnosti; C.
A. Castiglianoa (1847.-1884.), uveo je energijske metode rješavanja
problema u čvrstoći; W.
J. M. Rankinea (1820.-1872.); H.
R. Hertza (1857.-1894.), dao je doprinos određivanju tlaka
na mjestu dodira dvaju tijela; R.
F. A. Clebscha (1833.-1872.); J. V. Ponceleta;
E. Beltramia
(1835.-1900.); E.
Bettia (1823.-1892.); A.
E. H. Lovea (1863.-1940.); H. Tresca,
M. T. Hubera (1872.-1950.), R.
von Misesa (1883.-1953.), Heinricha Henckeya
(1885.-1951.), J. J. Guesta i B. P. Haigha
koji su dali velik doprinos razvoju teorija tečenja materijala;
G. G. Stokesa (1819.-1903.);
L. Prandtla; A.
Nádáia; Otta Mohra, dao
je 1895. grafički postupak za određivanje vrijednosti kod transformacija komponenata
naprezanja; J. H. Mitchella, dao je opće rješenje
Airyove funkcije u polarnim koordinatama; lorda
Kelvina of Largsa (William Thomson 1824.-1907.), rješavao
probleme viskoelastičnosti; lorda
Rayleigha (John William Strutt 1842.-1919.), dao je rješenja
nekih dinamičkih problema; A. Wöhlera,
proučavao dinamičku čvrstoću elemenata konstrukcija;
R. Hilla; S. P. Timošenka (1878.-1972.)
- dao rješenja nekih problema savijanja i uvijanja štapova proizvoljnog presjeka,
razvoj teorije elastičnosti; J. N. Goodiera, koji
je 1937. uveo funkciju termoelastičnog potencijala, R. E. Petersona,
dao je značajan doprinos određivanju faktora koncentracije naprezanja u elementima
konstrukcija; N. I. Mushelišvilija (1891.-1976.),
dao mnoga matematička rješenja problema teorije elastičnosti; G.
V. Kolosova, razvio primjenu
teorije analitičkih funkcija na ravninske probleme;
G. N. Savina, proučavao raspodjelu naprezanja oko
otvora u pločama; G. S. Pisarenka; L.
M. Kačanova, doprinio razvoju teorije plastičnosti i mnogih drugih.
O razvoju mehanike i o doprinosu mnogih znanstvenika u području Mehanike i Nauke o čvrstoći može se detaljnije pročitati u knjigama:
1. Ivo Alfirević,
Uvod u tenzore i mehaniku kontinuuma, Goldenmarketing, Zagreb 2003.
2. Stephen P. Timoshenko, History of Strength
of Materials, McGraw-Hill, New York 1953., u prijevodu: Istorija otpornosti
materijala, Građevinska knjiga, Beograd 1965. ili novije izdanje originala:
Ed Dover Publications, New York 1988.
3. René Dugas, A history of mechanics, Ed Dover
Publications, New York 1988.