Опытная проверка основных зависимостей продольного изгиба
Явление более раннего излома длинных сжатых стоек по сравнению с изломом стоек более коротких давно было отмечено строителями, и потому работа сжатых стоек уже давно была подвергнута наблюдению и изучению. Это явление было отмечено Леонардо-да-Винчи в XV и Галилеем в XVII веке.
В начале XVIII века Мушенбреком была экспериментально установлена основная зависимость, характеризующая работу длинных стоек, — зависимость величины ломающей силы от квадрата длины стойки. Как известно, в 1744 г. этот закон теоретически был подтвержден Эйлером. Исследования производились главным образом над деревянными стойками. Исследования металлических стоек начались лишь в начале XIX столетия.
В 1820 г. Дюло опубликовал результаты проведенных им исследований чугунных стоек; по-видимому, это были первые исследования металлических стержней на продольный изгиб. Они в основном подтвердили формулу Эйлера с расхождениями.
В 1840 г. были опубликованы результаты многочисленных исследований Годкинсона с чугунными и железными стержнями разных сечений (более 350 стержней). Годкинсон исследовал на вертикальном рычажном прессе стержни круглого, квадратного, крестового и других сечений длиной 2,13—3,05 м, имевших плоские и закругленные концы, при очень большом диапазоне гибкости от 60 до 500. В этих исследованиях не было обращено должного внимания на правильную центрацию стержней, что и явилось причиной большого разброса результатов. При гибкостях 200—300 средние значения получились все же достаточно близкими кривой Эйлера с отступлениями <10%, но при гибкости 100 разница достигала уже 30% и при меньших гибкостях была еще выше. Годкинсон принял зависимость критической силы от длины стержня в виде степенной функции
Весьма тщательно вычисляя средние значения, он получил для всех сечений показатель а, отличный от двух (в частности, для круглого сечения показатель а оказался равным 1,7).
Годкинсон пришел к выводу, что Эйлера не подтверждается опытом и отметил, что при малых гибкостях величины критических напряжений получаются меньше тех, которые отвечают указанной. Поэтому для малых гибкостей критическую силу по он уменьшал умножением на коэффициент
Таким образом, нельзя сказать, что Годкинсону были чужды идеи перехода материала в пластическую стадию и что непонимание того, чем были вызваны большие расхождения экспериментальных данных с теорией Эйлера при малых гибкостях, связанные с развитием пластических деформаций, явилось причиной признания им кривой Эйлера, не оправданной экспериментально. Такой причиной было несовпадение экспериментальной кривой, установленной Годкинсоном, с кривой Эйлера. То обстоятельство, что условия опирания стержня не отвечали предположениям Эйлера, прошло мимо внимания Годкинсона.
Большой авторитет Годкинсона и значительный объем проведенных им исследований привели к признанию негодности Эйлера для практических расчетов, хотя она сохраняла свою силу как основная теоретическая. В конце сороковых и начале пятидесятых годов прошлого столетия применялась шкала допускаемых нагрузок для сжатых стоек, в зависимости от отношения, полученная на основе опытов Годкинсона.
Рубрика: Строительство