Technikatörténeti szemle 10. (1978)

A MÉRÉS ÉS A MÉRTÉKEK AZ EMBER MŰVELŐDÉSÉBEN című konferencián Budapesten, 1976. április 27–30-án elhangzott előadások II. - Petik F.: Az anyagvizsgáló gépek konstrukciójának fejlődéséről

Az anyagvizsgáló gépek elődjei nem is igazi gépek voltak, hanem a mechanika és a szilárdságtan alaptörvényeinek kutatása során alkalmazott kísérleti segédberendezések. Leonardo da Vinci (1452—1519) „Különböző hosszúságú vashuzalok szilárdságának vizsgálatáról" szóló feljegyzésében vázlatot is ad a vizsgálati elrendezésről [2]. Az egy- és kéttámaszú tartók alapvető szilárdságtani törvényeit is közli a feljegyzés. Galileo Galilei (1564—1642) könyvének [1] az anyagszilárdsággal foglalkozó részében azt a kérdést vizsgálja, miért nem lehet geometriai hasonlóság alapján növelni az épületek méretét. Megállapítja, hogy hasonló szerkezetek, arányosan növelve egyre gyengébbek lesznek. Az okot kísérletekkel kereste. Szakítóvizsgálattal megállapította (3. ábra), hogy a szilárdság csak a keresztmetszettől függ, a rúd hoszszától független. Másik ábráján egyik végén befalazott fagerenda koncentrált erővel való terhelése látható. Ehhez hasonló kísérletek és az elméleti vizsgálatok alapján Galilei már tudta, hogy a négyszög keresztmetszetű hajlított tartó teherbírása arányos a keresztmetszet szélességével, magasságának négyzetével és az anyag húzószilárdságával. Fennmaradtak vázlatok Hooke (1635—1703), Mariotte (1620—1684) és Coulomb (1736—1806) szilárdságtani kísérleti eszközeiről is [2]. ők főleg elméleti feltételezéseket kívántak kísérletileg bizonyítani. Ugyanakkor folytak gyakorlati célú kísérletek is, felhasználni kívánt szerkezeti anyagokkal. így acélhuzalok szilárdságát Pieter van Musschenbroek (1692—1761) határozta meg az 5. ábrán látható szakítógépen. Az ő szakítószilárdság értékeit használták fel az 1740-es években a római Szent Péter templom talajmozgások miatt megrepedt kupolájának láncabronccsal való megerősítésekor. Musschenbroek nyomó- és hajlítógépet is készített, különböző anyagok általa publikált szilárdsági adatait sokáig használták a mérnökök. Szintén kupolával, a párizsi Pantheon építésével kapcsolatos egy korai anyagvizsgáló gép létrejötte. Az 1757-ben megkezdett munka építésze, Soufflot, akkoriban forradalmi szerkezeti újításokat alkalmazott. A konzervatív szakemberek ellenvéleményének megcáfolására, a beépíteni kívánt kőfajták nyomószilárdságának meghatározására Gauthey 1770-ben nyomógépet készített (6. ábra). Az állványa fából, a terhelőkar vasból készült. A kar hossza 2,3 m, az áttételi viszony 1:24. A terhelés súlyok felrakásával történt, tehát lépcsőkben, nem folyamatosan növekedve. Később tökéletesítették a gépet: Rondelet, Sufflot munkájának befejezője, a kar forgáspontján éleket alkalmazott, vasból készítette az állványt és a próbatest asztalát csavaros emelővel annyira megemelte, hogy a terhelőkar mindig vízszintesen maradjon. A XVIII—XIX. század fordulóján a fémek vizsgálata még kevésbé volt kifejlődve, mint az ásványi eredetű építőanyagoké. Az angol parlament az 1799—1800. években tárgyalt egy hídtervet, mely a híres Old London Bridge átépítését célozta. A terv szerint az új híd egyetlen, öntöttvas elemekből összeállított, 180 m fesztávolságú ívként készült volna. A nagynevű tudósokból álló szakbizottság véleményét csupán tapasztalati és elméleti megfontolásokra alapozta. A bizottságba be nem vett T. Young (1773—1829) — a szilárdságtan későbbi nagy tudósa — egy cikkében tudományos módszerekkel bírálta a hídtervezetet. Jellemző a korra, hogy az öntöttvas nyomószilárdságát a következő primitív módszerrel állapította meg: 1/8"X Xl/8"Xl/4" méretű hasáb alakú próbatestet közönséges satuban széttört és köz-