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泊松、西蒙-丹尼斯

法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和力學(xué)家。 1781年6月21日出生于法國(guó)盧瓦雷省皮蒂維耶，1840年4月25日卒于法國(guó)蘇鎮(zhèn)。

傳

1798年，進(jìn)入巴黎綜合理工學(xué)院深造。 畢業(yè)后，他因其出色的研究論文而被任命為講師。 受到拉普拉斯和拉格朗日的贊賞。 1800年畢業(yè)后留校任教，1802年成為副教授，1806年成為教授。1808年被任命為法國(guó)經(jīng)度局天文學(xué)家。 1809年，巴黎綜合理工學(xué)院成立，他擔(dān)任該校數(shù)學(xué)教授。 1812年當(dāng)選為巴黎科學(xué)院院士。

主要貢獻(xiàn)

泊松的科學(xué)生涯始于微分方程的研究及其在擺運(yùn)動(dòng)和聲學(xué)理論中的應(yīng)用。 他的工作特點(diǎn)是應(yīng)用數(shù)學(xué)方法研究各種物理問(wèn)題以及由此產(chǎn)生的數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)。 他在積分理論、行星運(yùn)動(dòng)理論、熱物理學(xué)、彈性理論、電磁理論、勢(shì)論和概率論等方面做出了重要貢獻(xiàn)。

對(duì)材料力學(xué)的貢獻(xiàn)

泊松比：材料受到單向拉伸或壓縮時(shí)，橫向法向應(yīng)變與軸向法向應(yīng)變的絕對(duì)值之比。

泊松比μ作為基本彈性常數(shù)，可以通過(guò)體積模量K和剪切模量G的比值來(lái)確定，并且滿足以下關(guān)系：

泊松比的其他公式

1.剪切模量G、彈性模量E、泊松比μ

2、當(dāng)應(yīng)力不超過(guò)比例極限時(shí)，橫向應(yīng)變?chǔ)?#39;與軸向應(yīng)變?chǔ)胖鹊慕^對(duì)值為常數(shù)，即：

發(fā)現(xiàn)

在1829年發(fā)表的《彈性體平衡與運(yùn)動(dòng)研究報(bào)告》一文中，泊松利用分子間相互作用理論推導(dǎo)了彈性體的運(yùn)動(dòng)方程。 他發(fā)現(xiàn)縱波和橫波都能在彈性介質(zhì)中傳播，并從理論上推導(dǎo)出各向同性彈性桿縱向拉伸時(shí)，橫向收縮應(yīng)變與縱向伸長(zhǎng)應(yīng)變之比為常數(shù)，其值為四分之一。

泊松比測(cè)試方法

1、機(jī)械法

采用機(jī)械方法測(cè)定材料的泊松比一般是接觸式測(cè)量。 彈性泊松比的測(cè)試已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。 ASTM規(guī)定使用兩對(duì)引伸計(jì)來(lái)測(cè)量材料的橫向應(yīng)變和縱向應(yīng)變。

2、聲學(xué)法

泊松比測(cè)試的聲學(xué)方法主要有布里淵散射（SBS）、表面聲波（SAW）、聲學(xué)顯微鏡（AM）等。聲學(xué)方法是完全無(wú)損的測(cè)試。 布里淵散射法和聲表面波法都是利用激光束直接撞擊樣品表面激發(fā)表面聲波； 在聲學(xué)顯微鏡中，入射聲波通過(guò)液體介質(zhì)撞擊樣品表面，激發(fā)表面聲波，其頻率高于前兩種方法。 較低，適合檢測(cè)較厚的表面層。

3. 光學(xué)方法

根據(jù)彈性波理論，通過(guò)測(cè)量縱波和橫波的聲速，可以計(jì)算出材料的泊松比。 但非金屬材料的聲阻很大，導(dǎo)致聲速測(cè)量困難。 根據(jù)彈性振動(dòng)理論，還可以采用共振法或受迫振動(dòng)法來(lái)計(jì)算材料的泊松比。 非金屬材料內(nèi)部阻尼較大，振動(dòng)測(cè)試同樣困難。 非接觸式測(cè)量的光學(xué)測(cè)量方法可以避免上述缺陷，包括光學(xué)干涉測(cè)量法、光電導(dǎo)熱塑全息術(shù)、數(shù)字散斑面內(nèi)相關(guān)法（DSCM）等。

羅伯特·胡克

英國(guó)博物學(xué)家和發(fā)明家。 1635 年 7 月 18 日出生于懷特島的弗賴施瓦特。 從 1662 年直至去世，他擔(dān)任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的實(shí)驗(yàn)管理員。 1663年，胡克獲得牛津大學(xué)學(xué)士學(xué)位，并當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。 1665年，胡克成為格雷欣學(xué)院幾何學(xué)和地質(zhì)學(xué)教授，從事天文觀測(cè)。 1666年，他擔(dān)任測(cè)量員和倫敦市檢察官。 1676年他發(fā)表了著名的彈性定律。 1677年至1682年，他擔(dān)任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)秘書。 1703 年 3 月 3 日，胡克在倫敦去世，享年 68 歲。

傳

在物理研究方面，他提出了描述材料彈性的基本定律——胡克定律，并提出了萬(wàn)有引力的平方反比關(guān)系。 在機(jī)械制造方面，他設(shè)計(jì)制造了真空泵、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡，并將用顯微鏡的觀察結(jié)果寫在《顯微鏡》一書中。 細(xì)胞一詞就是以他的名字命名的。 除了科學(xué)技術(shù)之外，胡克還對(duì)城市設(shè)計(jì)和建筑做出了重要貢獻(xiàn)。 胡克也因其廣泛的興趣和重要的貢獻(xiàn)而被一些科學(xué)史學(xué)家稱為“倫敦的達(dá)芬奇”。

對(duì)他來(lái)說(shuō)不幸

胡克的晚年生活是災(zāi)難性的。 主要原因是他在發(fā)現(xiàn)“平方反比關(guān)系”的優(yōu)先權(quán)之爭(zhēng)中得罪了牛頓。 關(guān)于胡克還是惠更斯是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)螺旋彈簧振動(dòng)周期等時(shí)性的人也存在爭(zhēng)議。 即使在胡克和他一生的朋友萊恩之間，仍然有許多未解答的問(wèn)題。 通過(guò)胡克的日記和朋友之間的通信，人們發(fā)現(xiàn)許多原本被認(rèn)為是雷恩設(shè)計(jì)的建筑很可能是胡克設(shè)計(jì)的廣義胡克定律，其中包括著名的格林威治皇家天文臺(tái)和為紀(jì)念1666年倫敦大火而建的紀(jì)念碑。

主要貢獻(xiàn)

1.胡克定律

在彈性極限內(nèi)，彈簧的彈力f與彈簧的長(zhǎng)度變化x成正比。 即F=-kx。 k為材料的彈性系數(shù)，由材料的性質(zhì)決定。 負(fù)號(hào)表示彈簧產(chǎn)生的彈力與其伸長(zhǎng)（或壓縮）方向相反。

胡克定律可以推廣為廣義胡克定律：

線彈性范圍內(nèi)應(yīng)力σ與應(yīng)變?chǔ)诺年P(guān)系：

當(dāng)剪應(yīng)力不超過(guò)剪切比例極限時(shí)，剪應(yīng)力τ與剪應(yīng)變?chǔ)弥g的關(guān)系為：

可以推導(dǎo)出廣義胡克定律：當(dāng)單位體的六個(gè)包圍面均為主平面，且x、y、z方向分別與σ1、σ2、σ3方向一致時(shí)，則廣義胡克定律法律變?yōu)椋?/p>

2. 對(duì)力學(xué)的貢獻(xiàn)

他在開(kāi)普勒理論的研究方面取得了重大成就。 胡克在1662年到1666年間做了很多實(shí)驗(yàn)工作，研究重力可以提供的向心力，以約束行星在封閉軌道上的運(yùn)動(dòng)。 他支持吉爾伯特的觀點(diǎn)，即引力類似于磁力。 1664年，胡克指出彗星接近太陽(yáng)時(shí)，其軌道是彎曲的。 他還進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，尋找支撐物體維持圓形軌道的力之間的關(guān)系。 1674年，他根據(jù)修正的慣性原理，從行星力平衡的角度提出了行星運(yùn)動(dòng)理論。 在1679年給牛頓的一封信中，他正式提出了引力與距離的平方成反比的觀點(diǎn)。

3.天體生物學(xué)

胡克使用他建造的望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀察火星的運(yùn)動(dòng)。 1663年，英國(guó)科學(xué)家羅伯特·胡克做出了一項(xiàng)非常了不起的發(fā)現(xiàn)。 他用自制的復(fù)合顯微鏡觀察了軟木片的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它們看起來(lái)像長(zhǎng)方形的小房間，于是他將它們命名為細(xì)胞。 1665年，他利用自己制作的顯微鏡觀察植物組織，發(fā)現(xiàn)了植物細(xì)胞（實(shí)際上他看到的是細(xì)胞壁），并將其命名為“細(xì)胞”，并沿用至今。

4. 光學(xué)貢獻(xiàn)

在光學(xué)方面，胡克是光波動(dòng)論的支持者。 1655年，胡克提出光的波動(dòng)說(shuō)。 他認(rèn)為光的傳播類似于水波的傳播。 1672年，胡克進(jìn)一步提出光波是橫波的概念。 在光學(xué)研究方面，胡克的主要工作是進(jìn)行大量的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，尤其致力于光學(xué)儀器的制造。 他制造或發(fā)明了許多光學(xué)儀器，例如顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡。

5. 發(fā)明創(chuàng)造

胡克的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)造極其豐富。 胡克制造了各種機(jī)械，包括萬(wàn)向節(jié)。 1666年倫敦大火后，他在城市重建中設(shè)計(jì)了一些重要的建筑。 他發(fā)明了氣泵、發(fā)條控制擺輪、輪形氣壓計(jì)等許多儀器。 他還與惠更斯一起獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了螺旋彈簧振動(dòng)周期的等時(shí)性。 此外，胡克還研究了肥皂泡的光彩、云母的顏色等許多光學(xué)現(xiàn)象。 胡克是光學(xué)和力學(xué)領(lǐng)域僅次于牛頓的偉大科學(xué)家。

阿德馬爾·讓·克洛德·巴爾·德·圣維南

圣維南是法國(guó)力學(xué)科學(xué)家。 1797年生于福圖瓦索廣義胡克定律，1886年1月6日卒于圣旺。研究領(lǐng)域主要集中在固體力學(xué)和流體力學(xué)，特別是材料力學(xué)和彈性力學(xué)領(lǐng)域。 他做出了巨大的貢獻(xiàn)，提出并發(fā)展了求解彈性力學(xué)的半逆解法。 1868年，他因其在力學(xué)方面的權(quán)威而當(dāng)選為法國(guó)科學(xué)院院士。

恢復(fù)

圣維南出生于一個(gè)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)家家庭。 1813年進(jìn)入巴黎綜合理工學(xué)院學(xué)習(xí)，1814年因政治原因被開(kāi)除。 1823年，法國(guó)政府批準(zhǔn)他免試入讀橋梁與公路學(xué)校，并于1825年畢業(yè)。后來(lái)，他從事工程設(shè)計(jì)工作，并利用業(yè)余時(shí)間學(xué)習(xí)力學(xué)理論。 1834年，他發(fā)表了兩篇力學(xué)論文，引起了科學(xué)界的關(guān)注。 1837年起在橋梁與道路學(xué)校任教。1868年當(dāng)選為法國(guó)科學(xué)院院士。

主要貢獻(xiàn)

1. 圣維南原理

假設(shè)在彈性體的小范圍內(nèi)有一個(gè)平衡系統(tǒng)作用（即合力和合力矩均為零），則該平衡力系統(tǒng)在遠(yuǎn)離作用區(qū)域的彈性體中產(chǎn)生的應(yīng)力可以忽略。

2. 彎曲的基本假設(shè)

梁變形時(shí)橫截面積保持平坦； 梁的縱向纖維彼此彎曲且無(wú)應(yīng)力。

3.半逆解法

步：

(1) 假設(shè)應(yīng)力的函數(shù)形式（基于應(yīng)力條件、便利條件等）；

(2) 由應(yīng)力公式推導(dǎo)出Φ的函數(shù)形式；

(3) 輸入▽∧4Φ=0，求解Φ；

(4) 由上求應(yīng)力；

(5) 檢查所有應(yīng)力邊界條件（對(duì)于多面體，還必須滿足位移單值條件）。 如果能夠滿足，則為正確答案； 否則，修改假設(shè)并再次解決問(wèn)題。

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