Почему мы не проваливаемся сквозь пол. Пер. с англ. С. Т. Милейко. Предислов. акад. Ю. Н. Ра-ботнова. М., «Мир», 1971
272 с. с илл. (В мире науки и техники)
Еще в первые десятилетия нашего века ответ на вопросы о свойствах материалов искали в эксперименте. И лишь последние 40 лет ученые, специалисты в области материаловедения, стали серьезно изучать строение материалов, убедившись, что их свойства зависят от совершенства в расположении атомов.
Обо всем этом живо и с юмором рассказывает автор книги профессор университета ь1 Рединге (Великобритания) Дж. Гордон. Книга рассчитана не только на школьников и студентов, но и на тех, кого по роду работы интересует поведение современных материалов и прочность конструкций.
ег\с
ПРЕДИСЛОВИЕ
Предлагаемая советскому читателю книга профессора Гордона, пожалуй, единственная в своем роде. Она написана совершенно популярно, для самого широкого круга читателей, но ее прочтет с интересом и специалист, во всяком случае автор предисловия читал ее, как роман, не отрываясь.
Написать популярную книгу о прочности материалов и конструкций очень трудно, эта область науки мало эффектна, в ней нет таких захватывающих идей и впечатляющих открытий, которые поражают воображение каждого. Когда на воздушной трассе появляется новый реактивный самолет, когда на Луну или одну из планет отправляется космический корабль, это понятно и интересно всем, но мало кто представляет себе, что великолепные технические достижения последних лет в значительной мере связаны с преодолением основной трудности — сделать конструкцию достаточно прочной. Это относится не только к новой технике. Человечество было вынуждено решать проблему прочности в течение всей истории своего существования, но делалось это на ощупь, эмпирически. Если библейское предание о вавилонской башне не лишено исторической достоверности, неуспеху древних строителей способствовало совсем" не смешение языков, просто слишком высокое сооружение развалилось в процессе постройки под действием собственного веса.
Опыт строительства прочных сооружений накапливался веками, притом дорогой ценой. Шедевры архитектуры прошлых эпох восхищают нас и сейчас как памятники человеческого гения, но история не сохранила памяти о бесчисленных неудачах.
В наше время учение о прочности — это большая и разветвленная наука о свойствах материалов и принципах их создания, с одной стороны, и о рациональном использовании материала в конструкции, с другой. Эти две стороны неразрывно связаны между собой, и сейчас мы отчетливо понимаем, что для дальнейшего прогресса
5
в создании прочных материалов и прочных конструкций необходимо объединение ученых разных специальностей— химиков, физиков и механиков. Необходима общая точка зрения, объединяющая взгляды представителей различных областей науки.
Следует отметить, что британская научная школа внесла большой вклад как в теорию прочности материалов и конструкций, так и в практику их создания. Британские физики сумели соединить высокий теоретический уровень с пониманием реальных задач и четкой прикладной направленностью исследований.
Профессор Гордон — крупный ученый, воспитанный в традициях этой школы. Он был одним из пионеров применения пластиков в авиастроении, много и успешно работал над созданием высокопрочных нитевидных кристаллов — усов. Книга в значительной мере отражает личные взгляды и пристрастия автора, о чем он предупреждает в предисловии. Она субъективна в лучшем смысле этого слова, при чтении книги у специалиста возникает желание спорить с профессором Гордоном по многим вопросам, но в предисловии к переводу этого делать нельзя: всякая дискуссия предусматривает продолжение диалога.
В английском издании книги имеется краткая биографическая справка, в ней сообщаются сведения об авторе, которые, казалось бы, не имеют непосредственного отношения к делу. В частности, там говорится, что в свободное время Дж. Гордон занимается управлением яхтой (это традиционно), фотографией, лыжами и греческим языком (совсем нетрадиционно). Последнее увлечение наложило отпечаток и на предлагаемую книгу: профессор Гордон свободно оперирует знаниями мифологии и античной истории, но главное состоит в том, что за страницами книги виден живой и мыслящий человек с широким кругом идей и интересов. Причем обсуждение чисто специальных вопросов чередуется у него с размышлениями общего характера.
Последняя глава книги названа «Материалы будущего». За три года, прошедшие со дня появления английского издания, произошло многое. Нитевидные кристаллы по существу не вышли за стены лабораторий, пока еще не удалось найти способов промышленного производства усов в достаточных количествах и реализация
6 . •
их высокой прочности no-прежнему встречает трудности. Зато непрерывные высокопрочные и высокомодульные волокна, а именно волокна бора и углерода, уже выпускаются промышленностью. Пока они еще очень дороги, стоимость волокон бора и углерода примерно одинакова, но по оценке большинства специалистов при усовершенствовании технологии стоимость массового производства угольных волокон будет существенно снижена.
Уже сейчас из углепластиков изготовляются части самолетов и реактивных двигателей. По прогнозам зарубежной печати за счет применения углепластиков вес транспортного самолета может быть уменьшен за 4— 5 лет на 20% и за 10—15 лет на 50%.
В авиации и реактивной технике снижение веса особенно необходимо и покупается любой ценой. Но с расширением производства стоимость новых материалов будет снижаться и они найдут применение не только в воздухе, но также на земле и на воде, в конструкциях автомобилей, судов, в химической аппаратуре, в строительстве.
Энтузиасты утверждают, что мы стоим на пороге новой технической революции того же масштаба, что и промышленная революция начала прошлого столетия, так красочно описанная Гордоном. Скептики предпочитают термин «эволюция» и дают более скромную оценку открывающимся перспективам. Жизнь покажет, сколь глубоки будут технические, а возможно, и социальные последствия появления новых высокопрочных материалов, но ясно одно: новые материалы жизненно необходимы для человечества, поиски этих новых материалов и новых принципов конструирования — увлекательная и благородная задача, которой стоит посвятить жизнь. Хочется надеяться, что эта книга поможет некоторым молодым людям определить свой жизненный путь.
Академик Ю._ Работное
Ю. Н. Работное.. Предисловие..........•. . 5
Введение.
Новая наука о прочных материалах, или как задавать трудные вопросы . ................. . 9
Часть I. Упругость и теория прочности
Глава 1. Напряжения и деформации, или почему мы не проваливаемся сквозь пол...............19
Глава 2. Внутреннее сцепление, или насколько прочными
должны быть материалы..............57
Глава 3. Трещины и дислокации, или почему столь мала фактическая прочность материалов . . .-........73
Часть II. Неметаллы
Глава 4. Торможение трещины, или как обеспечить вязкость 100 Глава 5. Древесина и целлюлоза, или о деревянных кораблях и железных людях .............. 126
Глава 6. Клей и фанера, или слюда в пл'анерах..... 151
Глава 7. Композиционные материалы, или как делать кирпичи с соломой.................. 171
Часть III. Металлы
Глава 8. Пластичность металлов, или интимная жизнь дислокаций.....................193
Глава 9. Железо и сталь, или Гефест средь чертовых мельниц 215 Глава 10. Материалы будущего, или как ошибаться в догадках.....................239
Приложение I. О различных типах твердого тела, или кое-что
о патоке ....................262
Приложение II. Простые формулы теории балок, или как самому сделать расчет на прочность...........268
Цена: 150руб.
