CAPITOLUL 1
MECANICA RUPERII - SCURT ISTORIC
1.1. Introducere
In cadrul acestui capitol este prezentată o scurtă istorie a cercetărilor în domeniul
ruperii, momente din evoluţia Mecanicii ruperii precum şi preocupările cercetătorilor din
domeniu.
Metodele de rupere au fost utilizate încă din neolitic atunci când omul a inventat
şi confecţionat unelte simple din piatră ca apoi acestea să devină din ce în ce mai
sofisticate. Este evident faptul că precursorii omului modern nu ştiau nimic în legătură
cu mecanismele de rupere. Totuşi, aceştia au dezvoltat tehnici remarcabile de
confecţionare a uneltelor, figura 1.1, care serveau necesităţilor imediate, [49].
Fig. 1.1. Unealtă neolitică
Anticii cunoşteau faptul că se puteau practica găuri sau canale în oase prin
încălzirea diferenţiată a acestora. In China antică se utiliza acest procedeu pentru a
crea o reţea de fisuri pe o singură faţetă a unei tablete, această reţea beneficiind de o
interpretare divină dată de preoţii vremii. Pe baza acestor interpretări îşi bazau împăraţii
deciziile politice. Intre anii 1928 şi 1937, în câmpul arheologic de la Anyang, provincia
Honan, s-a descoperit o adevărată colecţie de oase din carapace de broască, datând
din vremea dinastiei Sang, la un loc cu adnotările preoţilor din care se poate deduce
puterea lor de divinizare.
In ţările vestice primele înregistrări istorice ale studiului rezistenţei la rupere se
recunosc a fi încercările asupra barelor din fier efectuate de către Leonardo da Vinci
(1452-1519). In Codex Antlanticus [51], da Vinci prezintă o schiţă cu sistemul de
încărcare, figura 1.2.
Fig. 1.2. Sistemul lui da Vinci pentru încercarea barelor din fier
In coşul care supune bara la tracţiune curge nisip printr-un orificiu al rezervorului
aflat în partea superioară. In momentul în care bara de rupe, curgerea nisipului este
oprită prin acoperirea orificiului de către o clapetă acţionată cu ajutorul unui arc.
Comentariile lui da Vinci furnizează informaţii adiacente în legătură cu schiţele şi
încercarea propriu-zisă. El notează valoarea greutăţii în momentul ruperii barei şi zona
în care s-a produs ruperea. Scurtează bara, astfel încât să fie la jumătate din lungimea
iniţială şi notează, de asemenea, greutatea la care se rupe, după care scurtează bara la
un sfert din lungimea ei iniţială şi operaţia se repetă. Aparent, da Vinci a efectuat mai
mult decât o simplă încercare. In adnotările sale apare afirmaţia: greutatea mai mare
corespunde unei lungimi mai mici. O preocupare aparte o are da Vinci asupra locului în
care se produce ruperea, observând foarte bine aspectul zonei în care se produce
aceasta. Este clar faptul că experimentele lui da Vinci au pus în evidenţă efectul
defectelor din material asupra rezistenţei. Datorită faptului că a utilizat în continuare
probele încercate anterior la tracţiune şi ca urmare pre-tensionate, nu i-a permis lui da
Vinci să observe adevăratul efect al mărimii probei asupra rezistenţei la rupere.
In timp ce Leonardo da Vinci s-a concentrat pe fire de lungimi diferite dar având
aceeaşi grosime, Galileo Galilei (1564-1642), [292], a studiat rezistenţa unor fire de
lungime constantă dar de grosimi diferite. De asemenea, el a mai studiat ruperea între
reazeme sau în consolă la încovoiere, figura 1.3, sau ruperea coloanelor de marmură
solicitate axial. Concluzia la care a ajuns Galilei a fost că rezistenţa coloanelor depinde
numai de aria secţiunii transversale şi nu de lungime. Presupunerea lui conduce la
ideea similitudinii dimensionale utilizată în proiectarea inginerească de mai târziu.
Fig. 1.3. Galileo Galilei: ruperea barelor cu reazem de mijloc şi reazeme la capete, 1638
In vederea construirii de fântani cu înălţimi mari la curtea regelui Louis al XIV-lea,
specialistul E. Mariotte (1620-1684) a condus teste la deformaţie şi presiune asupra
unor conducte cilindrice care trebuiau să lucreze la presiune înaltă [181]. Au fost testate
mai multe ţevi de diametre diferite, la presiune furnizată de la un rezervor aflat pe vârful
unui deal. Mariotte a observat proporţionalitatea între presiune şi deformaţia
circumferenţială a ţevii, figura 1.4, observaţie contemporană cu legea lui Hooke [294].
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
