材料力學中的名人(課堂PPT)

泊松（Poisson,Simeon-Denis）法國數(shù)學家，物理學家和力學家。1781年6月21日生于法國盧瓦雷省的皮蒂維耶，1840年4月25日去世于法國索鎮(zhèn)。12人物簡介1798年入巴黎綜合工科學校深造。在畢業(yè)時，因優(yōu)秀的研究論文而被指定為講師。受到P.-S.拉普拉斯、J.-L.拉格朗日的賞識。1800年畢業(yè)后留校任教，1802年任副教授,1806年接替J.-B.-J.傅里葉任該校教授。1808年任法國經(jīng)度局天文學家,1809年任巴黎理學院力學教授。1812年當選為巴黎科學院院士。22023/9/1主要貢獻泊松的科學生涯開始于研究微分方程及其在擺的運動和聲學理論中的應(yīng)用。他工作的特色是應(yīng)用數(shù)學方法研究各類力學和物理問題，并由此得到數(shù)學上的發(fā)現(xiàn)。他對積分理論、行星運動理論、熱物理、彈性理論、電磁理論、位勢理論和概率論都有重要貢獻。32023/9/1材料力學方面的貢獻泊松比(Poissonratio)：材料在單向受拉或受壓時，橫向正應(yīng)變與軸向正應(yīng)變的絕對值的比值。泊松比μ作為基本的彈性常數(shù)，可以由體積模量K和剪切模量G的比值來確定，滿足如下關(guān)系：μ=

42023/9/1泊松比的其他公式

52023/9/1發(fā)現(xiàn)泊松在1829年發(fā)表的《彈性體平衡和運動研究報告》一文中，用分子間相互作用的理論導(dǎo)出彈性體的運動方程,發(fā)現(xiàn)在彈性介質(zhì)中可以傳播縱波和橫波,并且從理論上推演出各向同性彈性桿在受到縱向拉伸時，橫向收縮應(yīng)變與縱向伸長應(yīng)變之比是一常數(shù)，其值為四分之一。62023/9/1常用材料彈性模量&泊松比

72023/9/1泊松比的測試方法

1.1機械方法

運用機械方法測定材料泊松比一般屬于接觸式測量。彈性泊松比的測試已經(jīng)標準化。ASTM規(guī)定采用兩對引伸計，分別用來測量材料的橫向應(yīng)變和縱向應(yīng)變。

1.2聲學方法

泊松比測試的聲學方法主要包括布里淵散射(SBS)、表面聲波(SAW)、聲顯微學(AM)等。聲學方法是完全的無損檢測。布里淵散射和表面聲波法都是利用激光束直接射到試樣表面激發(fā)表面聲波；聲顯微學中的入射聲波則是通過液體介質(zhì)射到試樣表面激發(fā)表面聲波，其頻率比前兩者低,適用于探測較厚的表面層。

82023/9/11.3光學方法

根據(jù)彈性波理論，通過測定縱橫波聲速可以推算材料的泊松比，但非金屬材料的聲阻很大，聲速測定困難。根據(jù)彈性振動理論，用共振法或強迫振動法也可以推算材料的泊松比，但是非金屬材料的內(nèi)阻尼大，振動測試同樣困難。屬于非接觸式測量的光學方法測量則可以避免上述缺陷，包括光干涉測量法、光導(dǎo)熱塑全息照相法、數(shù)字散斑面內(nèi)相關(guān)法(DSCM)等。

92023/9/1羅伯特·胡克RobertHooke英國物理學家、天文學家。1635年7月18日生于威特島的弗雷施瓦特。1662年起直到逝世一直擔任皇家學會實驗管理員。1663年胡克獲得了牛津大學文學學士學位，并被選為皇家學會會員。1665年胡克任格雷山姆學院幾何學、地質(zhì)學教授，并從事天文觀測工作。1666年擔任測量員以及倫敦市政檢查官。1676年他公布了著名的彈性定律。1677年到1682年任皇家學會干事。1703年3月3日逝世于倫敦，終年68歲。102023/9/1人物簡介在物理學研究方面，他提出了描述材料彈性的基本定律-胡克定律，且提出了萬有引力的平方反比關(guān)系。在機械制造方面，他設(shè)計制造了真空泵，顯微鏡和望遠鏡，并將自己用顯微鏡觀察所得寫成《顯微術(shù)》一書，細胞一詞即由他命名。除去科學技術(shù)，胡克還在城市設(shè)計和建筑方面有著重要的貢獻。其被某些科學史家稱為“倫敦的萊奧納多（達芬奇）”112023/9/1不幸的他胡克的晚年生活是災(zāi)難性的。其中主要的原因是在發(fā)現(xiàn)“平方反比關(guān)系”優(yōu)先權(quán)的爭奪中得罪了牛頓。在發(fā)現(xiàn)螺旋彈簧振動周期的等時性方面，是胡克在先還是惠更斯在先也存在爭論。即使在胡克和其終生好友雷恩之間，仍然有許多未解之謎。通過胡克的日記和朋友間的通信，人們發(fā)現(xiàn)許多原先以為是雷恩設(shè)計的建筑很可能是胡克設(shè)計的，其中包括著名的格林尼治皇家天文臺、為紀念1666年倫敦大火而建造的紀念碑等。122023/9/1胡克定律力學貢獻天文生物光學貢獻光學貢獻發(fā)明創(chuàng)造主要貢獻132023/9/1胡克定律胡克定律：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力f和彈簧的長度變化量x成正比，即f=-kx。k是物質(zhì)的彈性系數(shù)，它由材料的性質(zhì)所決定，負號表示彈簧所產(chǎn)生的彈力與其伸長（或壓縮）的方向相反。由胡克定律可以推廣到。142023/9/1廣義胡克定律

152023/9/1

162023/9/1力學貢獻

他曾為研究開普勒學說作出了重大成績。在探討萬有引力的過程中，他首先發(fā)現(xiàn)了引力和距離平方成反比的規(guī)律。在研究引力可以提供約束行星沿閉合軌道運動的向心力問題上，1662年和1666年間，胡克做了大量實驗工作。1664年胡克曾指出彗星靠近太陽時軌道是彎曲的1674年他根據(jù)修正的慣性原理，從行星受力平衡觀點出發(fā)，提出了行星運動的理論，在1679年給牛頓的信中正式提出了引力與距離平方成反比的觀點。172023/9/1天文生物

胡克曾用自己制造的望遠鏡觀測了火星的運動。1663年英國科學家羅伯特胡克有一個非常了不起的發(fā)現(xiàn)，他用自制的復(fù)合顯微鏡觀察一塊軟木薄片的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它們看上去像一間間長方形的小房間，就把它命名為細胞。用自己制造的顯微鏡觀察植物組織，于1665年發(fā)現(xiàn)了植物細胞（實際上看到的是細胞壁），并命名為“cell”，至今仍被使用。182023/9/1光學貢獻

在光學方面，胡克是光的波動說的支持者。1655年，胡克提出了光的波動說，他認為光的傳播與水波的傳播相似。1672年胡克進一步提出了光波是橫波的概念。在光學研究中，胡克更主要的工作是進行了大量的光學實驗，特別是致力于光學儀器的創(chuàng)制。他制作或發(fā)明了顯微鏡、望遠鏡等多種光學儀器。192023/9/1發(fā)明創(chuàng)造

胡克的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)造是極為豐富的。他曾協(xié)助玻意耳發(fā)現(xiàn)了玻意耳定律。他曾發(fā)明過空氣唧筒、發(fā)條控制的擺輪、輪形氣壓表等多種儀器。他還同惠更斯各自獨立發(fā)現(xiàn)了螺旋彈簧的振動周期的等時性等。此外胡克還研究過肥皂泡的光彩、云母的顏色等許多光學現(xiàn)象。胡克在光學和力學方面是僅次于牛頓的偉大科學家。202023/9/1圣維南（AdhémarJeanClaudeBarrédeSaint-Venant）法國力學家（1797～1886）。研究領(lǐng)域主要集中于固體力學和流體力學，特別是在材料力學和彈性力學方面作出很大貢獻，提出和發(fā)展了求解彈性力學的半逆解法。1868年他以力學權(quán)威被選為法國科學院院士。212023/9/1個人簡介圣維南出身于一個農(nóng)業(yè)經(jīng)濟學家的家庭。1813年進巴黎綜合工科學校求學，1814年因政治原因被除名。1823年法政府批準他免試進橋梁公路學校學習，1825年畢業(yè)。后從事工程設(shè)計工作，業(yè)余研究力學理論。1834年發(fā)表兩篇力學論文，受到科學界重視。1837年起在橋梁公路學校任教。1868年被選為法國科學院院士。222023/9/1主要貢獻圣維南原理驗證彎曲基本假設(shè)半逆解法232023/9/1圣維南原理設(shè)彈性體的一個小范圍內(nèi)作用有一個平衡力系(即合力和合力矩均為零)，則在遠離作用區(qū)處彈性體內(nèi)由這平衡力系引起的應(yīng)力是可以忽略的。242023/9/1彎曲