Zhuravsky, Dmitrij I.

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 5. června 2020; kontroly vyžadují 5 úprav .

Dmitrij Ivanovič Žuravskij

Datum narození	17. (29. prosince) 1821
Místo narození	Bely Kolodez , Shchigrovsky Uyezd , Kursk Governorate , Ruské impérium
Datum úmrtí	18. listopadu (30), 1891 (ve věku 69 let)
Místo smrti	Petrohrad , Ruská říše
Země	ruské impérium
Vědecká sféra	mechanika a konstrukce
Alma mater	Petersburg State University of Communications císař Alexander Ⅰ Ústav železničních inženýrů ( 1842 ) Nižynské právní lyceum ( 1838 )
vědecký poradce	Michail Vasilievič Ostrogradskij
Známý jako	Stavitel Verebinského mostu
Ocenění a ceny

Dmitrij Ivanovič Žuravskij ( 17. prosince [29] 1821 , vesnice Bely Kolodez , provincie Kursk - 18. listopadu [30], 1891 , Petrohrad ) - ruský vědec - mechanik a inženýr , specialista v oboru stavby mostů a konstrukcí mechanika [1] . Stavitel slavného Verebyinského mostu a Nikolajevské železnice (v současnosti Okťjabrská železnice ) [2] . Nositel Demidovovy ceny Petrohradské akademie věd (1855) [3] .

Životopis

Narodil se ve vesnici Bely Kolodez , okres Shchigrovsky, provincie Kursk (nyní - v okrese Zolotukhinsky v regionu Kursk ).

V roce 1838 absolvoval Nezhinsky fyzikální a matematické lyceum ; při studiu na lyceu byl žákem K. A. Budzynského, který v letech 1834–1838 vedl. v tomto lyceu, katedře aplikované matematiky a který tam vyučoval kurz mechaniky [4] . Ve stejném roce vstoupil do Ústavu Sboru železničních inženýrů , kde byl jeho učitelem M. V. Ostrogradsky [5] . Institut absolvoval v roce 1842 s vyznamenáním a se svým jménem na mramorové desce [1] [6] .

Nikolajevská železnice

Po absolvování institutu byl Žuravskij jmenován do práce v Severním ředitelství Nikolajevské železnice mezi Petrohradem a Moskvou [6] . Tam se zabýval výzkumem, projektováním a výstavbou této první velké ruské železnice, která znamenala začátek vytvoření národní železniční sítě v Rusku. Silnice byla postavena podle přímé verze, která si vyžádala vybudování 278 umělých staveb (včetně 184 mostů , 69 kamenných a litinových trub a 19 nadjezdů ).

Na stavbu mostů dohlížel americký inženýr D. W. Whistler . Jako základní návrh byly použity kresby amerického inženýra a vynálezce W. Hau . Podstatou projektu bylo, že pole mostu tvořil dřevěný příhradový vazník s výztuhami, svázaný příčnými železnými táhly (inovací bylo použití dvou materiálů v nosných konstrukcích). Kovové prvky učinily most mnohem pevnějším, aniž by výrazně zvýšily hmotnost konstrukce.

V té době neexistovala žádná teorie pro výpočet vazníků a P. P. Melnikov v roce 1844 nařídil Žuravskému, aby studoval vlastnosti mostů s příhradovými vazníky systému Gau . Po provedení teoretických a experimentálních studií sil v prvcích Gauova příhradového nosníku Zhuravsky zjistil , že v případě rovnoměrného rozložení zatížení po délce konzoly není rozložení smykových napětí na neutrální rovině rovnoměrné . : zvětšují se, jak se vzdalují od volného konce [7] . Síly působící na tyče a vzpěry nejblíže středu rozpětí jsou proto menší než síly v prvcích umístěných v blízkosti podpěr; to znamená, že tyče s menším průřezem mohou být brány jako prvky první skupiny. V průběhu svého výzkumu Zhuravsky nejprve vyvinul obecnou metodu pro výpočet vazníků s rovnoběžnými pásy [6] .

Zhuravsky tedy teoreticky překontroloval a vylepšil systém Gau a navrhl vyrobit příhradové prvky různé tloušťky v závislosti na jejich umístění. V důsledku toho byla navržena jedna z prvních metod pro vědecky podložený výpočet mostních vazníků (1850) [8] . Zhuravského návrhy byly podporovány Whistlerem a použity ve všech mostech na silnici [9] .

Největší železniční mosty na trase Nikolajevské železnice byly navrženy a postaveny pod vedením Žuravského. Po dokončení těchto prací byl pověřen přípravou návrhů nových mostů, což trvalo několik let [2] .

D. I. Žuravskij byl také pověřen stavbou půlverstového Verebinského mostu . V roce 1851 byl tento zvláště složitý projekt úspěšně zhmotněn do příhradové konstrukce skládající se z 9 polí po 54 m; pro který Zhuravsky našel optimální poměr krajních a středních rozpětí spojitého krovu. Později byla ověřena a uznána správnost jeho výpočtů a nezpochybnitelnost jeho priority; tento důkaz byl podpořen pracemi francouzského inženýra J. Bresse .

Úspěšné dokončení stavby Verebinského mostu bylo začátkem cesty vědce a oslavovalo Zhuravského jako stavitele mostu [2] . Teorie výpočtu mostních vazníků, jejíž základy Zhuravskij nastínil v článcích publikovaných v „Věstníku hlavního ředitelství železnic a veřejných budov“, jakož i v práci „O mostech Gauova diagonálního systému“ [10] [11] , se stal vynikajícím příspěvkem k budování vědy. Esej „Na mostech diagonální Gauovy soustavy“ [10] [11] , na které Žuravskij pracoval asi deset let, byla v roce 1854 předložena do soutěže pořádané Petrohradskou akademií věd ; v roce 1855 udělila akademie autorovi tohoto eseje velkou Demidovu cenu [3] [7] .

Práce na dalších projektech

Na jaře 1855 byl D. I. Žuravskij vyslán k průzkumu železnice z Moskvy do Orla [2] .

Po návratu Zhuravského do Petrohradu byl pověřen přestavbou věže katedrály Petropavlovské pevnosti s výměnou dřevěných konstrukcí za kovové. Tyto práce byly provedeny v letech 1857-1858 společně s architektem K. A. Tonem a inženýry A. S. Rechněvským a P. P. Melnikovem .

V průběhu těchto prací D. I. Zhuravsky navrhl návrh kovové věže katedrály a způsob jejího výpočtu, výsledky výpočtu převedl do projektu a realizoval [12] . Vývojem technologického postupu získávání ušlechtilého železa jako materiálu se zabýval metalurg A. A. Iossa [13] . Za tuto práci byla D. I. Žuravskému udělena hodnost plukovníka Sboru železničních inženýrů .

V roce 1861 byl jmenován vedoucím instalace ikonostasu v katedrálním kostele Počajevské lávry [14] .

V roce 1869 Zhuravsky pracoval na obnově vyhořelého Mstinského mostu . Tato práce byla jedním z posledních Žuravského projektů v oblasti stavby mostů.

Ve stejném roce byl Zhuravsky poslán do USA studovat železniční průmysl . Po návratu z této zahraniční cesty byl jmenován členem představenstva Hlavní společnosti ruských železnic . Byl několik let místopředsedou této společnosti a zároveň byl předsedou stavebního odboru Říšské technické společnosti a spolupracoval na jeho Zápiscích . V roce 1873 se Žuravskij zúčastnil - jako zástupce ministerstva železnic - práce Mezinárodního statistického kongresu , konaného v Petrohradě, a byl zvolen místopředsedou komerční statistiky [2] .

V letech 1871-1876 se Žuravskij aktivně podílel na rekonstrukci Mariinské vodní cesty , vedl návrh obchvatu Ladožského kanálu , Moře Petersburgského kanálu a přístavu Libau . Ve stejných letech prováděl aktivní vědeckou práci, studoval pevnost dřeva při různých typech zatížení a studoval také pevnost kolejnic při nízkých teplotách.

Vedení

V roce 1877 byl D. I. Žuravskij jmenován ředitelem železničního odboru a tento post zastával v letech 1877-1889. [3] ; v přímé působnosti Žuravského byl technicko-kontrolní výbor oddělení [2] . Žuravskij v tomto období provedl řadu důležitých opatření ke zvýšení přepravní kapacity ruských železnic.

V letech 1883-1889 byl Žuravskij také členem Rady ministerstva železnic (od roku 1886 se jmenovala Rada pro železniční záležitosti).

Zhuravsky zemřel v roce 1891 jako uznávaná autorita v oboru stavby mostů. Byl pohřben na Mitrofanevském hřbitově v Petrohradě .

Manželka - Maria Petrovna Voeikova (1830-25.08.1898 [15] ), ve svém prvním manželství, princezna Vjazemskaja. Zemřela na onemocnění ledvin v Pau , pohřbena vedle svého manžela.

Vědecká činnost

Vědecké práce D. I. Zhuravského se věnují stavební mechanice a aplikaci matematických metod ve stavebnictví [3] . Zásadní byla jeho práce v oboru stavební mechaniky [5] . Uvedením do praxe jím vyvinutých teorií se Žuravskij stal jedním ze zakladatelů vědeckého přístupu ke stavbě mostů .

Výrazným přínosem pro teorii odolnosti materiálů byla analýza působení smykových napětí v nosníku při jeho ohybu D. I. Zhuravským , v důsledku čehož zejména odvodil vzorec pro stanovení těchto napětí, který k tomuto den nese jeho jméno ( Žuravského formule ) [8] . Při návrhu železničních mostů Zhuravsky zjistil, že smyková napětí vznikající v obdélníkových dřevěných trámech jsou poměrně velká [7] . Existence šikmých sil ve stěnách ohýbaných trámů, směřujících pod úhlem k podélné ose trámu, může podle Zhuravského vést při nedostatečné stabilitě k vybočení stěny trámu [3] ; proto je velmi důležitý podrobný rozbor působení smykových napětí v zakřiveném nosníku. Postupně komplikoval případy upevnění a zatížení konzoly , poté nosníků na dvou podpěrách, Zhuravsky odvodil vzorce pro výpočet smykových napětí v různých částech nosníku. Zhuravského metoda, vysoce ceněná A. Saint-Venantem , brzy vstoupila do učebnic pevnosti materiálů [16] .

Žuravskij jako první vyvinul účinnou metodu pro výpočet vícepříhradových dřevěných vazníků se železnými vlákny (tzv. Gau vazníky ), kterou úspěšně aplikoval při projektování mostů přes řeky Verebya , Volha , Volchov atd. [3] Díky na základě těchto studií bylo možné bez problémů stavět a provozovat šikmé vazníky o rozpětí až 60 m (jejichž rozměry byly dříve empiricky stanoveny, v souvislosti s nimiž došlo ke zřícení stavěných mostů).

Na základě Žuravského teorie vypracoval S. V. Kerbedz v letech 1852-1853 návrhy tří mostů pro petrohradsko-varšavskou železnici s proměnnými výztuhami průřezu (navíc se lišily konstrukce natažených a stlačených výztuh). Železné vazníky těchto mostů byly tak tuhé, že nemohly zaznamenat žádné ohyby ani vlastní vahou, ani vlaky projíždějícími přes most [17] .

V „Věstníku ministerstva železnic“ , „Ruském věstníku“ , „Současném“ a dalších časopisech bylo publikováno mnoho článků D. I. Žuravského o železniční kauze [2] .

Zhuravského vzorec

Tento vzorec a jeho odvození se pevně zapsaly do učebnic o pevnosti materiálů . Tento vzorec uvádíme v moderní notaci [18] .

Chcete-li to provést, zvažte případ plochého ohybu přímého nosníku , jehož materiál se řídí Hookovým zákonem , a vyberte některé jeho průřezy s momentem setrvačnosti vzhledem k neutrální čáře. Nasměrujme osu podél této přímky a osu - kolmou na ni (to znamená ve směru příčné síly ). $J_{z}$ $Oz$ $Oj$ $Q$

Předpokládejme (to platí pro většinu průřezů), že smyková napětí jsou rovnoměrně rozložena po šířce průřezu (tj. závisí pouze na vzdálenosti aktuálního bodu průřezu od neutrální čáry) [18] . Odřízneme přímou část průřezu a necháme šířku průřezu podél zadané čáry rovna , a statický moment odříznuté části vzhledem k neutrální ose je roven ; pak Zhuravského vzorec pro smyková napětí má tvar [18] : $\tau$ $y$ $y={\rm {const))$ ${\displaystyle b_{y))$ $Oz$ $S_{z}(y)$

\tau ={\frac {Q\,S_{z}(y)}{J_{z}b_{y}}},\quad \quad S_{z}(y)=y_{c}F ,

kde je plocha odříznuté části průřezu, je souřadnice těžiště odříznuté části. $F$ $y_{c}$

Ze vzorce vyplývá, že smyková napětí se mění podél výšky řezu v souladu s parabolickou závislostí a maximální hodnoty, které nás zajímají, jsou pozorovány na neutrální čáře procházející středem oblasti řezu.

Například pro obdélníkový průřez se šířkou a výškou : $b$ $h$

\tau ={\frac {6Q}{bh^{3}}}\left({\frac {h^{2}}{4}}-y^{2}\right),\quad \ quad -{\frac {h}{2}}\leq y\leq {\frac {h}{2}}

\tau _{max}=\tau _{y=0}={\frac {3}{2}}\cdot {\frac {Q}{F)),\quad \quad F=b\ cdot h

Pro kruhový průřez o poloměru : $R$

\tau ={\frac {4Q}{3\pi R^{2}}}\left(1-{\frac {y^{2}}{R^{2}}}\right), \quad \quad -R\leq y\leq R

\tau _{max}=\tau _{y=0}={\frac {4}{3}}\cdot {\frac {Q}{F)),\quad \quad F=\pi \cdot R^{2}

Příklad. Uveďme rozložení smykových napětí pro přímočaré nosníky konstantního obdélníkového ( 2 cm, 4 cm) a kruhového průřezu při 10 kN. Červená čára na obrázcích odpovídá napětím v kruhovém řezu, modrá čára v obdélníkovém. Na levém obrázku jsou porovnány nosníky stejné hmotnosti, vpravo - stejný moment odporu proti ohybu. $b=$ $h=$ $Q=$

Paměť a dědictví

Busta Žuravského byla instalována v Sloupovém sále PIIPS v roce 1897.

Jsou po něm pojmenovány ulice ve městech Ukrajiny - Doněck a Nižyn (historický název se vrátil v roce 2016), stejně jako v Omsku .

Publikace

Zhuravsky D. I. Na mostech diagonálního systému Gau. Část 1. - Petrohrad. , 1855. - xii + 114 s.
Zhuravsky D. I. Na mostech diagonálního systému Gau. Část 2. - Petrohrad. , 1856. - 161 s.
Zhuravsky D. I. Poznámky o odporu tyče vystavené síle kolmé na její délku. — 1855.

Poznámky

↑ 1 2 Bogolyubov, 1983 , str. 186.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Zhuravsky, Dmitrij Ivanovič // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.
↑ 1 2 3 4 5 6 Bogolyubov, 1983 , str. 187.
↑ Historie mechaniky v Rusku, 1987 , str. 161.
↑ 1 2 Historie mechaniky v Rusku, 1987 , str. 172.
↑ 1 2 3 Historie mechaniky v Rusku, 1987 , str. 189.
↑ 1 2 3 Historie mechaniky v Rusku, 1987 , str. 189-190.
↑ 1 2 Moiseev, 1961 , str. 366.
↑ * Článek "Petersburg "Americans"" Archivní kopie z 28. srpna 2018 na Wayback Machine - na webu "Pomáháme překonávat potíže" Archivní kopie z 28. srpna 2018 na Wayback Machine
↑ 1 2 Zhuravsky, 1855 .
↑ 1 2 Zhuravsky, 1856 .
↑ Bogolyubov, 1983 , str. 186-187.
↑ Iossa Alexander Andreevich // Velká sovětská encyklopedie : [ve 30 svazcích] / kap. vyd. A. M. Prochorov . - 3. vyd. - M .: Sovětská encyklopedie, 1969-1978.
↑ Historická legenda o Počajevské dormační lávře bývalého guvernéra Lávry Archimandrita Ambrože s dalšími kapitolami o pozdních posvátných archimandritech lávry, arcibiskupech: Agafangel, Dimitri a Tikhon - arcibiskup Agafangel (Solovjev) - čtěte, stáhnout . azbyka.ru _ Získáno 24. června 2021. Archivováno z originálu dne 17. dubna 2021. (Ruština)
↑ TsGIA SPb. f.19. op.126. d.1555. S. 116. Metrické knihy pravoslavných církví v zahraničí.
↑ Tyulina, 1979 , str. 214.
↑ Historie mechaniky v Rusku, 1987 , str. 190.
↑ 1 2 3 Odolnost materiálů, 1969 , s. 230.

Literatura

Zhuravsky, Dmitrij Ivanovič // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.
Bogolyubov A. N. Matematika. Mechanika. Životopisný průvodce. - Kyjev: Naukova Dumka , 1983. - 639 s.
Historie mechaniky v Rusku / Ed. A. N. Bogolyubova , I. Z. Shtokalo . - Kyjev: Naukova Dumka , 1987. - 392 s.
Moiseev N. D. Eseje o historii vývoje mechaniky. - M. : Moskevské nakladatelství. un-ta, 1961. - 478 s.
Pevnost materiálů / Ed. vyd. A. F. Smirnová. - 2. vyd. - M . : Vyšší škola , 1969. - 600 s.
Tyulina I.A. Historie a metodologie mechaniky. - M. : Moskevské nakladatelství. un-ta, 1979. - 282 s.
Orlovský B. Hodnost velkých stavebních inženýrů a hydraulických stavitelů. - Varšava: Naša Ksengarnya, 1971. - 176 s.

Odkazy

Článek na webu

Slovníky a encyklopedie	Velký Rus Brockhaus a Efron Malý Brockhaus a Efron
V bibliografických katalozích	GND : 1045582751 LCCN : n84236380 NUKAT : n2019153044 VIAF : 58032580 WorldCat VIAF : 58032580