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泊松、西蒙-丹尼斯

法國數(shù)學家、物理學家和力學家。 1781年6月21日出生于法國盧瓦雷省皮蒂維耶，1840年4月25日卒于法國蘇鎮(zhèn)。

傳

1798年，進入巴黎綜合理工學院深造。 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年被任命為法國經(jīng)度局天文學家。 1809年，巴黎綜合理工學院成立，他擔任該校數(shù)學教授。 1812年當選為巴黎科學院院士。

主要貢獻

泊松的科學生涯始于微分方程的研究及其在擺運動和聲學理論中的應用。 他的工作特點是應用數(shù)學方法研究各種物理問題以及由此產(chǎn)生的數(shù)學發(fā)現(xiàn)。 他在積分理論、行星運動理論、熱物理學、彈性理論、電磁理論、勢論和概率論等方面做出了重要貢獻。

對材料力學的貢獻

泊松比：材料受到單向拉伸或壓縮時，橫向法向應變與軸向法向應變的絕對值之比。

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

泊松比的其他公式

1.剪切模量G、彈性模量E、泊松比μ

2、當應力不超過比例極限時，橫向應變ε'與軸向應變ε之比的絕對值為常數(shù)，即：

發(fā)現(xiàn)

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

泊松比測試方法

1、機械法

采用機械方法測定材料的泊松比一般是接觸式測量。 彈性泊松比的測試已經(jīng)標準化。 ASTM規(guī)定使用兩對引伸計來測量材料的橫向應變和縱向應變。

2、聲學法

泊松比測試的聲學方法主要有布里淵散射（SBS）、表面聲波（SAW）、聲學顯微鏡（AM）等。聲學方法是完全無損的測試。 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； 在聲學顯微鏡中，入射聲波通過液體介質(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，適合檢測較厚的表面層。

3. 光學方法

根據(jù)彈性波理論，通過測量縱波和橫波的聲速，可以計算出材料的泊松比。 但非金屬材料的聲阻很大，導致聲速測量困難。 根據(jù)彈性振動理論，還可以采用共振法或受迫振動法來計算材料的泊松比。 非金屬材料內(nèi)部阻尼較大，振動測試同樣困難。 非接觸式測量的光學測量方法可以避免上述缺陷，包括光學干涉測量法、光電導熱塑全息術(shù)、數(shù)字散斑面內(nèi)相關法（DSCM）等。

羅伯特·胡克

英國博物學家和發(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，他擔任英國皇家學會的實驗管理員。 1663年，胡克獲得牛津大學學士學位，并當選為英國皇家學會會員。 1665年，胡克成為格雷欣學院幾何學和地質(zhì)學教授，從事天文觀測。 1666年，他擔任測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，他擔任英國皇家學會秘書。 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，并提出了萬有引力的平方反比關系。 在機械制造方面，他設計制造了真空泵、顯微鏡和望遠鏡，并將用顯微鏡的觀察結(jié)果寫在《顯微鏡》一書中。 細胞一詞就是以他的名字命名的。 除了科學技術(shù)之外，胡克還對城市設計和建筑做出了重要貢獻。 胡克也因其廣泛的興趣和重要的貢獻而被一些科學史學家稱為“倫敦的達芬奇”。

對他來說不幸

胡克的晚年生活是災難性的。 主要原因是他在發(fā)現(xiàn)“平方反比關系”的優(yōu)先權(quán)之爭中得罪了牛頓。 關于胡克還是惠更斯是第一個發(fā)現(xiàn)螺旋彈簧振動周期等時性的人也存在爭議。 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題。 通過胡克的日記和朋友之間的通信，人們發(fā)現(xiàn)許多原本被認為是雷恩設計的建筑很可能是胡克設計的廣義胡克定律，其中包括著名的格林威治皇家天文臺和為紀念1666年倫敦大火而建的紀念碑。

主要貢獻

1.胡克定律

在彈性極限內(nèi)，彈簧的彈力f與彈簧的長度變化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。 負號表示彈簧產(chǎn)生的彈力與其伸長（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)應力σ與應變ε的關系：

當剪應力不超過剪切比例極限時，剪應力τ與剪應變γ之間的關系為：

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

2. 對力學的貢獻

他在開普勒理論的研究方面取得了重大成就。 胡克在1662年到1666年間做了很多實驗工作，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動。 他支持吉爾伯特的觀點，即引力類似于磁力。 1664年，胡克指出彗星接近太陽時，其軌道是彎曲的。 他還進行了大量的實驗，尋找支撐物體維持圓形軌道的力之間的關系。 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動理論。 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。

3.天體生物學

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

4. 光學貢獻

在光學方面，胡克是光波動論的支持者。 1655年，胡克提出光的波動說。 他認為光的傳播類似于水波的傳播。 1672年，胡克進一步提出光波是橫波的概念。 在光學研究方面，胡克的主要工作是進行大量的光學實驗，尤其致力于光學儀器的制造。 他制造或發(fā)明了許多光學儀器，例如顯微鏡和望遠鏡。

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。 胡克制造了各種機械，包括萬向節(jié)。 1666年倫敦大火后，他在城市重建中設計了一些重要的建筑。 他發(fā)明了氣泵、發(fā)條控制擺輪、輪形氣壓計等許多儀器。 他還與惠更斯一起獨立發(fā)現(xiàn)了螺旋彈簧振動周期的等時性。 此外，胡克還研究了肥皂泡的光彩、云母的顏色等許多光學現(xiàn)象。 胡克是光學和力學領域僅次于牛頓的偉大科學家。

阿德馬爾·讓·克洛德·巴爾·德·圣維南

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

恢復

圣維南出生于一個農(nóng)業(yè)經(jīng)濟學家家庭。 1813年進入巴黎綜合理工學院學習，1814年因政治原因被開除。 1823年，法國政府批準他免試入讀橋梁與公路學校，并于1825年畢業(yè)。后來，他從事工程設計工作，并利用業(yè)余時間學習力學理論。 1834年，他發(fā)表了兩篇力學論文，引起了科學界的關注。 1837年起在橋梁與道路學校任教。1868年當選為法國科學院院士。

主要貢獻

1. 圣維南原理

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

2. 彎曲的基本假設

梁變形時橫截面積保持平坦； 梁的縱向纖維彼此彎曲且無應力。

3.半逆解法

步：

(1) 假設應力的函數(shù)形式（基于應力條件、便利條件等）；

(2) 由應力公式推導出Φ的函數(shù)形式；

(3) 輸入▽∧4Φ=0，求解Φ；

(4) 由上求應力；

(5) 檢查所有應力邊界條件（對于多面體，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，修改假設并再次解決問題。

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