автореферат диссертации по истории, специальность ВАК РФ 07.00.10
диссертация на тему: История развития экспериментальных методов в механизации машин

Полный текст автореферата диссертации по теме "История развития экспериментальных методов в механизации машин"

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ УКРАЇНСЬКОЇ АРХЕОГРАФІЇ

РГБ ОД

Д,; /

- ' ’ На правах рукопису

Коваленко Лідія Семенівна

ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ МЕТОДІВ В МЕХАНІЦІ МАШИН

07.00.10 — історія науки і техніки

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата історичних наук

КИЇВ — і 99 4

лдщашьІа академія яш України

ШЯИЮТ УКРАЇНСЬКОЇ АРХЕОГРАФИ .

. Яа правах рукопису .

КОВАЛЕНКО Лідія Семеяівна '

ІСТОРІЯ РиЗБіїГКУ ЕШЕРЯШЕйЛЬНИХ ІЕТОДІБ З Ш4Н1Щ ЇІАІШ '

07.С0.Ю - Історія науки і техніки Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня . кандидата історичних наук

Київ - 1994

Дисертацією е рукопис.

Робота виконана в Київському ' дер»авнз«у техніодону університет і архітектури та будівництва ІІіносвітл Україні'

Науковий керівник - доктор технічних наук, щлфесор, чл.-кор. НАН України Боголюбов

' Олексій Миколайович

Офіційні опоненти: І. Доктор фізико-математичних наук,

' професор Гороако Олег Олександрович

, ’ 2. Кандидат історичних наук Циганкова

. , ’ Ела Григорівна

Провідна організація - Центр досліджень науково-технічного

потенціалу та історії науки ім.Г.Л.Доброва

НАЛ України Дихв/

Захист відбудеться " 1994 р. о /{ год.

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 01.43.СІ по захисту

дисертацій в Інституті української археографії ЯА.Ї України

/254050, Київ,'вул.Пугачова, 12/2/ .

З дисертацією иоана ознайомитися в бібліотеці Інституту української археографії НАЯ України.

Автореферат розісланий * ^3 * іс~?112994 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

Тодійчук О.В.

І. КОРОТКИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Актуальність геми дослідження. Одні з питань, які наРмен-те досліджені сучасною історією науки і техніки, це історія технічних вимірювань. Труднощі полягають у тоцу, що через відсутність реальних зразків приладів і нестачу інформації про методи вимірювання доводиться звертатися до відповідної літератури і в багатьох випадках архівних матеріалів. Але оскільки значення технічних вимірювань постійно зростає від цього значною мірою залежить якість роботи машин і можливість їх конст-руктизного вдосконалення, це питання і потрібне, і актуальне.

Проблема експерименту в науці про машини виникла в ХУШ столітті у аз"язку з пертими спробами дослідження рушіїв. Вадливим джерелом енергії протягом століття була сила людини, і для того, цоб визначити оптимальні умови експлуатації людської праці, а самого початку століття були запроваджені експериментальні методи. _ _

' В середині століття проводились серії експериментів з метою визначити оптимальні умови роботи водяних коліс і водяних млинів. Б самому кінці століття розпочатися експерименти для визначення можливості експлуатації парової машини. •

Однак сама парова иашна протягом століття вдосконалювалася, збільшувалися габарити, зростали робочі швидкості. Проблема регулювання ходу машин і сил інерції,■ які особливо виявилися у другій половині XIX століття, показали, со теоретичного дослідження недостатньо для глибокого визначення їх динаміки. Тоді в науку про машин почата впроваддуватй 'ййспериментальні методи досліджень. '

Якщо протягом XIX і в перзій половині XX століття експериментально вивчалися лише деякі кінематичні параметри і тертя, а динамічні якості вимірювалися рідко і явно недосконалими засобами, то з середини XX століття становите змінюється і експериментальні методи дослідження займають важливе місце у дослідженні мазмн.

Разом з тим сама історія розвитку методів вимірювань у теорії малин підлягає вивченню, оскільки без цього неможливе прогнозування техніки завтрашнього дня: екстраполяція майбут-

нього на основі минулого і сьогодення.

Мета дано! роботи - дослідити історію розвитку-і встановлення експериментальних методів у механіці машин, з"ясувати походження перших ідей постановки експериментальних досліджень, основні етапи розвитку експериментальних методів у механіці машин до 50-х років XX століття як науково! теорії і на основі узагальнення історако-наукового матеріалу дати картину їх розвитку, показати значення досліддень українських і світових вчених у цій галузі для сучасної теорії експериментального дослідження динаміки маямн. '

Наукова новизна. У роботі зроблено ретроспективний аналіз розвитку і встановлення експериментальних методів у механіці машин. У зз*гаку з цим: '

- вперше сформульована концепція і запропонована науково

обгрунтована періодизація розвитку і встановлення експериментальних методів у механіці мешш; ..

- показана закономірність встановлення експериментальних методів у зв”язку з розвитком машинної техніки як нового напрямку технічної діяльності; •

- вивчена історія експерименту у вітчизняні? науці про машини /до 50-х років нинішнього століття/;

- вг.ерае запроваджено в науковий обіг вчення про експеримент ГІ. А. йлоренського;

- показано розвиток теорії та практики експериментальних методів у динаміці м&нин на прикладі наукової вколи І.І.Арто-болевськогс.

Практичне значення. Матеріали дисертації можуть викорл-•стовуватися:

- при виробленні сучасних методів теорії експериментального дослідження в механіці машин;

- для досліджень в галузі експерименту механіки малин;

- при підготовці підручників, монографій, навчальних посібників про теорЇЕ механізмів і машин і суміжних дисциплін, а також історія цих наук.

Апробація робота. Основні результати дисертаційної роботи доповідались на ХШ Пленумі Національного Комітету з історії і філософії природознавства і техніки, Х>Г; - Ш коні?-ренціях аспірантів і молодих спеціалістів інституту історії

природознавства і техніки колишньої АН СРСР, республіканському семінарі з історії природознавства і техніки пра інституті історії НАН України, а також на семінарах з історії математики і механіки при Інституті математики НАН України під керівництвом чл.-кор. НАН України О.М.Боголюбова.

Публікація робіт. За результатами дисертації опубліковано чотири роботи. Всі викладені в них результати зроблені автором особисто, є новими. •

Обсяг і структура дисертаційної роботи. Дссертація складається із вступу, чотирьох розділів, списку літератури і додатку. Основний текст викладений на 128 сторінках машинописного тексту, список літератури має 107 позицій, з них 19 іноземними мовами, у додатку 25 малюнків.

П. СТРУКТУРА ТА КОРОТКИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована ідея, мета і завдання дисертаційної роботи, визначена проблематика і актуальність даного історичного дослідження, дано огляд літератури про вдосконалення і розвиток експериментальних методів у механіці машин, сформульовані основні положення роботи.

У пертому розділі дисертації досліджено становлення процесу вимірювань при вивченні і побудові машин.

Перші машини з"явилися на початку другої половини першого тисячоліття до н.е. Протягом майже двох тисяч років машини виконували одну і ту ж функцію - замінювали людину У виконанні важких фізичних робіт за тривалий проміжок часу.

Перші трактати про машини з'явилися до епохи еллінізму. Найбільш відомий трактат Герона Олександрійського, в якому описаний приклад для вимірювання відстані.

В епоху Римської імперії і раннього середньовіччя починають будувати млини на декілька постав від одаого колеса, а також конструкції млинів з декількома привідними колесами. Це передбачало вміння оперувати з дебетом води і з використанням енергії води для роботи механізмів.

"Механіка" Герона стала.основною для декількох трактатів про машини, які написані а арабомовчих країнах. Зокрема в

5 '

трактаті Ібин-Сіни /Авіценни/ про практичну механіку автор розвиває вчення Герона і наводить приклада деяких нових машин,збудованих у Хорезмі і Маверанахрі.

Про прилади для вимірювання окремих величин розповідалося вже в працях вчених середньовіччя. Методи експериментальних досліджень збереглися у працях Леонардо да Вінчі, хоч /й, очевидно, в багатьох випадках/ багато його експериментів залишилися лише на папері. Він створив багато різних схем машин і но- . вих механізмів. Леонардо да Вінчі перший досліджував політ птахів і наблизився до створення геліокоптера /літального апарату/ важчого від повітря. Він вивчав також рух тіла на похилій поверхні, закон важеля гідростату, тертя тіл. Дуже важливим для експериментальних досліджень Леонардо да Вінчі було те, що він не обмежувався якісними результатами своїх дослідів, а проводив також кількісні вимірювання досліджуваних величин. У деяких записах він згадує прилади, побудовані для проведення експериментів.

Великого значення постановці експерименту надавав Г.Галі-лей. Майже всі судження і праці Г.Галілея е аналізом різних експериментів і доказів. Але механічне дослідження його цікавило насамперед своїм теоретичним аспектом. При цьому він часто зупинявся'на'етапі "мисленного" експерименту. .

Експеримент як важливий метод дослідження був обгрунтований Ф.Беконом, який започаткував всю новочасну дослідницьку науку, . .

У 1666 р. було засноване Лондонське Королівське товариство, яке поставило експериментальне дослідження у центрі своєї наукової діяльності: винаходи і експерименти щодо машин одержали тут важливе значення. Основним експериментатором товариства був Р.Гук.

Р.Гух протягом своєї багаторічної роботи побудував цілий ряд приладів, необхідних для експериментів і їх кількісної оцінки, його прилади і апарати чають ощу спільну властивість: вони не універсальні, а пристосовані для оцінки результатів конкретного дослідження.

, До цього ж напрямку приєднані експерименти Гюйгенса в галузі теорії коливань, Лейбніца і Палена про створення парової 6

машини. _ ■ .

Важливим було значення І.Ньютона для розвитку всього математичного природознавства, в тому числі й механіки. У результаті експериментальних досліджень і спостережень він був виробив єдиний погляд на світ і закони, які керують ним. Були встановлені закони і принципи, які могли б використовуватися для дослідження задач, зв"язаних з виготовленням і-застосуванням машин.

Протягом всього ШП століття створення вимірювальних приладів переслідув в оснонному мету забезпечення створення машин • з певними технологічними властивостями. Винятком в прилади для визначення сили тертя /Ейлер, Кулон/*, потужності водяного і парового двигунів /Смітом/, тиск водяної пари в паровій машині /Бетанкур/, а також для визначення надійності характеристик будівельних і машинобудівельних матеріалів /головним чином дерева/ . > .

Суттєве значення для розвитку експерименту в галузі ство- -рення малин мав промисловий переворот ХУШ століття, який привів до переобладнання бавовнянопаперової, а потім і вовнопере-, робної промисловості. По суті, всі винаходи стали результатом тривалих експериментів. У Франції - Вокансон, Дроз, Жаккар; в Англії - Уайетт, Харгревс, Картрайт, Кромптон; Кулібін і Ползунов - у Росії, а також багато інших винахідників користувались методом експерименту в своїй творчості. У Ползунрва були й спроби моделювання: він побудував велику модель моей через Неву, яку випробував на міцність. .

Одним з перших, хто намагався осмислити експериментальнії;* метод дослідження і пов"язати його з теоретичним, був ІЗ.3.Ломоносов - прибічник повсякденного зв"язку теорії і практики, невтомний експериментатор, перший у Росії організатор виготовлення вимірювальних приладів. .

За вказівками М.8.Ломоносова," прилади для нього будував майстер майстерень Академії наук 2.Н.Торій, після якого майстернями керував Н.Г.%ков. Ці майстри і їх помічник;! виготовляли всі прилади дая експериментів, які проводили члени Академії наук. Однак ці прилади, як і прилади Гука, служили лише для забезпечення конкретних експериментів. Лише в І7б9-І7сІ7рр., у роки, коли майстернями Академії наук .керував І.П.Кулібін, ' становище де’до змінилося: деякі його прилади мали вже унізер-

сальне значення. •

Таким чином, у перлону розділі показано, що машинобудування сприяло становленню і техніці експерименту нової якості, що було дуже суттєво і для науки про машини, які знаходилися тоді в процесі свого становлення, і для промисловості виробництва машин, яка повинна була забезпечувати машинам деякі нові якості необхідні для їх експлуатації.

У другому розділі показаний розвиток експерименту в науці про машини в період промислового перевороту.

Встановлення і розвиток машинного способу виробництва і виникнення машинобудування, - виробництва машин цри потужності машин, поставило нові завдання перед експериментальним методом дослідження. • •

У цьому напрямку в другій половині ХУШ століття почав свої експерименти над створенням парової машини Уатт. В його творчості експеримент відігравав особливу роль. Це доводиться хоча б створенням декількох типів механізмів для перетворення поступального руху поршня в обертове і, зокрема, створення паралелограма Уатта. •

Суттєву роль у становленні експериментальних методів досліджень відігравали вищі технічні школи, особливо, Політехнічна школа в Парижі,.заснована в 1794 р. У Росії ця роль належала інститутові корпусу засобів зв"язку, заснованому в І(-09 році.. Однак експерименти проводилися спорадично і в основному відігравали лише службову роль. Виникнення нових машин змусило винахідників зайнятися проблемою універсального промислового двигуна. ■ .

Динаміці двигунів були присвячені праці Ж.Понселе, який виконав у Уеці ряд експериментів. В працях Мецьської академії є багато даних про експерименти самого Понселе /експериментальне дослідження форми лопаток водяного колеса/ і його співробітників і ремісників, де, він викладав. Експериментальним шляхом досліджень цікавився і Коші. Рловірно, що найбільший імпульс до експериментального дослідження машин і механізмів виявився результатом будівництва і експлуатації залізниць, яке почалося у другій третині XIX століття.

На початку XIX століття виникла наука про машин, механіка малин, яка протягом майже півстоліття користувалась описо-

в шли методами..Лише з другої половини століття П.Л.Чебжзев застосував до дослідження механізмів математичні методи і, що найцікавіше, глибоко зв"язав їх з експериментом. Таким чином в науку про машини майже одночасно прийшли математичний і експериментальний методи дослідження. До того з від своїх експериментів на створення механізмів, які задовольняли визначені умови,- Чебишев прийшов до створення математичної теорії про наближення функцій поліномами, які найменше відхиляються від нуля.

метод Чебишева отримав дальший розвиток у працях Дк.Дк.Сильвестра та інших вчених англійської школи, кого учень Л.І.Лип-кін у 166с р. вирішив проблему, яка була поставлена французьким інженером Посельє, створивши механізм для точного перетворення прямолінійного руху на колове.

Приблизно у той же час починається вироблення експериментальних способів досліджень і побудови механізмів і машин. Розвиток машинобудування у другій- половині XIX століття показав, що теоретичні міркування не завили приводять до правильних результатів. При ускладненні моделей найчастіше виявляється, .що неможливо врахувати всі обставши праці машини, і в результаті виявляється необхідним контролювати експеримент. Так розвивалась наука про тертя, що протягом Й'І-ХЇХ століть привело до визначення законів сухого тертя і уточнення відповідних коефіцієнтів. У працях Н.П.Петрова і 0.Рейнольдса було вивчено рідинне тертя і створена гідродинамічна теорія змащення.

Підвищення робочих швидкостей і необхідність обліку сил інерції стимулювати розвиток кінематичного і динамічного експерименту. Кінематичний експеримент спочатку обмежувався оцінкою траєкторії, яка проходила через визначену точку, і визначенням швидкості обертання; деякі прилади були запропоновані професорами Московського технічного училища А.С.Єршовим і

і.С.Орловим. В області дшаміки одним із перших вимірювальних приладів був пристрій для визначення коефіцієнта нерівномірності, запропонований Аргигом /Іс67/. Для цього було використано . коливальні процеси і фотографії.

Великого значення питанням постановки експерименту в механіці надавав €,.Жуковський /Іо47-І52І/, на якого певною мі-

рою вплинув Ф.Є.Орлов. Близький друг ії.Є.Жуковського, $.Є.Орлов залучив його до робіт в- галузі прикладної гідромеханіки і теоретичного машинобудування. Але головним напрямком у дослідженнях Ш.Є.Жуковського була агромеханіка. Після смерті Ф.Є.Орлова у Іо72 р. завідував механічним кабінетом Псковського університету. М.б.іі^ковський поступово перетворив його на експериментальну механічну лабораторію, яка мала апарати для аеродинамічних досліджень. Тут він розробив перлі метода експериментальних досліджень про аеродинаміку і побудовані перші вимірювальні аеродинамічні прилади. Велике значення М.Є.йуковський надавав експериментові, який давав йому матеріали для теоретичних узагальнень. Експериментальна техніка XIX ст. у працях М.Є.Жуковського та його учнів і співробітників у Московському університеті починає давати важливі результати, необхідні для побудови машин нового типу.

У механічному кабінеті Московського держуніверситету були вироблені перші прийоми аеродинамічних випробувань і розроблені схеми і конструкції перлих аеродинамічних приладів.

При експериментальних дослідженнях в аеродинамічній лабораторії використовувалися прилади, засновані на механічному .принципі дії. Наприклад, динамометр, який вимірював силу • тяги гвинта’і його крутящий момент. Швидкості вимірювалися з допомогою різних видів тахометрів і т.д.

. У всіх своїх працях і!.Є.Жуковський прагнув з"ясувати картину руху,'знайти його виразний геометричний образ.

. ' Таким чином, створення приладів для дослідження машин і

механізмів відбувалося у XIX ст. нерівномірно, пристрої створювався від випадку до випадку відповідно до інтересів окрем-.к вчених та інженерів. По суті лише створення парової машини і, головним чином, питання експлуатації локомотивів і рухомого складу залізниць привели до створення пристроїв загального користування. Як правило, всі пристрої створені в XIX ст.; грунтуються на механічних принципах, пристроїв електротехнічних, які почали впроваджуватися у практику в кінці століття, ми не торкаємося. Зчення пре машини і механізми знаходилось в XIX ст. в процесі розробки, а внаслідок цього розробка вимірювальних пристроїв для вивчення певних параметрів машин - в

статичному стані. .

Спочатку до цієї науки належали всі питання побудови машин, у т.ч. їх експлуатація, і тому випробування машинобудівних матеріалів і відповідних приладів, також належали до компетенції машинобудівників. Потім ці питання виділяються у науку про опір матеріалів і курс деталей машин, але виникають нові питання, зв"язані з побудовоп технологічних машин, якими вчені до кінця-століття і займалися. По суті, лише зі спроб П.Л.Чебшпева починається математичний підхід до науки про машини, і тому його експерименти з інвесторами отримали особливу важливість ядя науки про машини взагалі

До кінця століття і на рубет.і століть виникають нові вимоги до приладів та вимірювального обладнання, обумовлені значним збільшенням робочих швидкостей і необхідністю враховувати також прискорення. '

У третій главі дисертації розглядаються практичні аспекти застосування вимірювальних приладів прк дослідженні і експлуатації спеціальних типів машин, вивчення яких почало формуватися вже в кінці XIX століття.

Важливий внесок в справу створення експериментальних методів зробили українські вчені С.П.Тимошенко та ІЛ.Сікорсь-кий - один з піонерів літакобудування, послідовник ІИ. Є.Жуковського. ііа жаль, завдяки умовам громадянської війни обидва емігрували, та згодом в СПА зробили значний внесок до розвитку вчення про міцність машинобудівних матеріалів.

До цього періоду налеазіть початок творчої діяльності В.П.Горячкіна - засновника "землеробної механіки".

Незважаючи на те, що сільськогосподарське машинобудування було однією серед нечисленних галузей машинобудування, розвинутих у дореволюційній Росії відносно добре, до В.П.Горячкіна теорією сільськогосподарських машин практично ніхто не займався. Крім того, не існувало і загального вчення про технологічні машини. Конструкції застосованих у землеробстві машин були надзвичайно різноманітними, і складними за структурою. Умови експлуатації цих машин.були важкі і постійно змінювалися, що вимагало створення конструкцій, які виконували

б точну роботу найменш точними засобами. Вся дослідницька діяльність В.П.Горячкіна в галузі тесріг сільськогосподарсь-

ких машин зв"язана з виробленням методики і постановкою експерименту. Він надавав великого значення необхідності систематизації, узагальненню і виявленню'взаємного зв"язку між явищами природи і технікою. Він розробив "Загальні принципи випробувань сільськогосподарських машин і знарядь" /1936/, а також; програму та методику випробувань. У результаті своїх досліджень він не тільки створив "землеробну механіку" як науку, are й започаткував загальну теорію робочих машин. Вся дослідницька робота

В.П.Горячкіна в теорії сільськогосподарських машин зв'язана з виробленням методики і ^постанови експериментів.

Велике значення для постановки експериментальних мєгодіе б механіці машин мали в 20-х роках нашого століття праці О.П.Залишена; який займався теорією-малин. Вони присвячені теорії механізмів, синтезові механізмів, механізмам, текстильних маліїн.

Він провів численні експериментальні, дослідження текстильних машин, розробив цікаві конструкції вимірювальних приладів. Прикладом може бути сконструйований ним оригінальний динамометр для вимірювання відчутної потужності, яку споживає одне веретено, динамометр чітко регулював коливання потужності, яку поглинає веретено, що. було дуже важливим, оскільки веретено є основною деталлю багатьох текстильних машин, а знання величини споживно! потужності дуже важливе.як для розрахунково-конструкторських робіт, так і при експлуатації машини, де в більшості випадків веретена визначають основну складову споживання енергії.

О.П.іЛалгппев виробив метод експериментального дослідження механізмів і впровадив розділ "Експериментальні:?, /-'егод" у стій курс кінематики механізмів.

Закономірно, що машинний експеримент того періоду розвитку не обмежувався роботами, які проводились під керівництвом цих зчених.

2з слугоd З.П.Горячкіна і С.П.^ализева є те, шо вони лер-пимл виробили і. обгрунтували загальні методи експериментального дослідження в механіці малин. . ,

У роботі висвітлена .також постановка проблеми експерименту в творчості Д.А.Ілсренського, Видатний вітчизняний вчений - єн- < циюіопедист у ряді статей» опублікованих в Технічній .енциклопедії, не тільки висвітлив цю проблему, гле * виробив конгретні метода її.вирішення. У журналі "Сорена" він оттисав рід приладів,

І з котрих деякі були його особистим внеском у техніку експерименту.

Протягом своє! п'ятнадцятирічної активно! науково-інженерної діяльності П.А.'іяорєнськтій публікує ряд статей і монографій як теоретичного, так і прикладного змісту. Він розробив теорію і практику експерименту, методику експериментального дослідження, створив деякі прилади і пристрої. Він займався теорією речовин і дуже близько підійшов до тих проблем, які пізніше отримали назву кібернетика.

Нині виявляється великий інтерес до творчої спадщини П.А.&оренського не тільки в нашій країні, але й за кордоном, ґ.ого статті й нині не втратили своєї актуальності, але ще багато з його спадщини не опубліковано.

Четверта глава дисертації характеризує стан експериментальних методів від 30-х років нашого століття. Протягом пер-иих трьох десятиліть XX століття техніка експерименту в механіці машин розвивалася досить нерівномірно і, як правило, в окремих галузях промисловості. І лише в кінці 30-х років з ініціативи І Л.Артоболевського і під його керівництвом розвиток експериментальних методів динаміки машин став головним'напрямком теорії механізмів і машин. Техніка експерименту переходить до електричних методів вимірювання механічних величин. Експериментальні дослідження проводяться при роботі машин у реальних умовах. '

Електричні метода визначення механічних величин отримали сироке розповсюдження і майже повністю витиснули механіці способи. Звичайно, в ряді випадків при визначенні окремих величин правильніших їх середніх значень, механічні методи ще збереглися завдяки простоті їх використання і обробки записів для одержання результатів. ■ '

Вже на початку ЗЗ-х років І.І.Артоболевський намітив чіткий план розвитку теорії механізмів і машин, яка повинна-була відмовитися від розгляду тільки парової машини, /що е основою динаміки/, і елементарних передаткових механізмів /що становили суть кінематики механізмів/ і безпосередньо перейти до вивчення технологічних матзи. Експериментальне дослідаеккл стало необхідно*? умовою дальшого розвитку теорії механізмів і млиин. ■ , • - '

ІЗ

У 1937 р. під керівництвом І.І.Артоболевського почав працювати Семінар з теорії механізмів і машин, котрий пізніше став обвинувальний центром для всіх досліджень у галузі машин. В І93с р був створений Інститут машинознавства, який став веесоЕїзним центром дослідницько? роботи у цій галузі. Відділ у ньому очолив І Л. Артоболевський. .

Експериментальні методи досліджень механіки машин виділяються в нову Н8УК0ВУ дисципліну.

. Розвиток електронної техніки в 50-х роках і створення підсилювачів привели до широкого рсзпсЕсю^ення електричних методів при експериментальному дослідженні динаміки машин і механізмів. .

Під керівництвом І.І.Артоболевського в лабораторії експериментальної динаміки Інституту машинознавства розроблялась тема "Розробка експериментальних методів", в основу якої була покладена не тільки розробка апаратури, а в основному методики експериментального дослідження як теоретичної дисципліни.

Роботи, які проводилися в Інституті машинознавства з експериментальних методів, одержали широку популярність. 2 І94ор. коеног п”ягшіці в Лабораторії експериментальної динаміки проводилися консультації. .■

В Україні експериментальні методи в механіці малин почали розвиватися ще в 30-х роках. Суттєвий вклад в їх розвиток зробили чл.-кор. АН України С.Н.Кожевников і його учні. Зони розвинули в Дніпропетровську, а пізніше в Києві напрямок експериментального дослідження важкого і сільськогосподарського машинобудування. Для цього С.іІ.Коневников розробив оригінальну методику, в якій комбинував експеримент з аналітичним розрахунком. •

В Харкові над розвитком експериментальних методів дослідження гідравлічних машин працював академік АЛ УРСР Г.і.Проску-ра, учень М. Є-Жуковського. /

З основі експериментального дослідження механічних величин електричними методами вимірювання лежить принцип використання датчиків, розроблених під керівництвом ЇІЛ.Раєвського. кодифікація датчиків може бути вироблена відповідно до умов експерименту, а принцип дії залишається той садай. ’

Великій обсяг проведених досліджень і конструктивного

опрацювання засобів вимірювання в лабораторії експериментальної динаміки дозволило класифікувати датчики дяя вимірювання меха-

отримання наукового ступеня доктора технічних наук "Метода і прилади для динамічних досліджень машин і механізмів".

При обробці результатів експериментальних робіт найбільші

системі. Ці завдання дуже важливі тоді, коли розрахунком не враховують якихось істотних явищ, що відбуваються в системі. Тому встановлення параметрів, що підлягають вимірюванню і вибір методу вимірювання мають велике значення. Для того, щоб встановити, які параметри підтягають вимірюванню, при експериментальному дослідженні системи розглядають диференційні рівняння їх руху.

Пря прямолінійному русі:

Таким чином, основними параметрами, що піддягають вимірюванню, є переміщення швидкості, прискорення поступального і обертального рухів, а також сили і моменти. Ці параметри механічної системи повинні бути виміряні як за величиною, так і за

ння, що відбуваються в часі.

Першим елементом вимірювального ланцюга є прилад, який перетворює вимірювальну механічну величину в елок-і'^тшу - датчик, другий елемент - прилад для живлення датчика, посилення показів,

чика і його властивостей. Датчик повинен правильно сприймати вимірювальну механічну величину, встигати реагувати на її зміну і перетворювати вимірювальну механічну величину в пропорційну їй електричну..Датчик є головним елементом в електричному вимі-рзвальнсму ланцюгу. '

нічних величин за принципом їх дії. Ця класифікація отримала свос відображення з 1951 році в дисертації Н.П.Раєвського на

труднощі викликає аналіз впливу окремих факторів, які діють, в

характером зміни, тобто повинні бути зареєстровані їх вимірюва-

настройки та третій елемент - прилад, що реєструючи вказує. іЗ більшості випадків реєстровим приладом є осцилограф.

;,!етод вимірювання в основному залежить від вибраного дат-

В епоху сучасної науково-технічної революції широкий рог ■ виток і швидке зростання всіх -галузей машинобудування ведуть до необхідності створення нових машин з підвищенням динамічними 'характеристиками. Успіхи прикладної фізики і електротехніки створили умови для розвитку нових, досконаїітах способів експериментального дослідження машин.

. Предметом вивчення механіки є різні аспекти діяльності ладани, починаючи від створення складних машин, різноманітних механізмів, проблем кібернетики, процесів управління об"єкталм на Землі, а також у космосі, до руху рідин і газів, у т.ч. складніші, питання турбулентних течій. Механіка пронлкла е біологію і медицину. Зиявляються нові метода, нові засоби і нові задачі в експериментальних досяідаеннях.

Проте, як не модифікувалися умови експерименту, в основі всіх первинних перетворювачів механічних величин закладений принцип датчиків і методика постановки експерименту,розроблені в Лабораторії експериментальної данаміки Інституту машинознавства АН СРСР лід керівництвом І.І.Артоболевського, .

Висновки. Історичний аналіз розвитку і становлення експериментальних^ методів у механіці машин дозволив встановити:

- на відміну від інших напрямків -експериментальні методи в механіці машин4розвиватись дуне повільно. Були лише спроби вивчити таким способом енергетичні машини, -іайже до кінця XIX століття теорія механізмів і машин розвивалась як чисто теоретична наука, що привело її до суперечностей з результатами практичних спостережень. З якості бази для розробки методу експерименту була в основному парова машина;

- першими за часом експериментами, з допомогою яких вивчають машини в процесі їх роботи було вивчення тертя. Сухе тертя вивчали Амонтон, Кулон і ряд французьких вчених. Потім у роботах

О.Рєйнольдса і Н.П.Петрова воно було розповсюджене на рідинне тертя. На основі цих останніх досліджень була створена гідродинамічна теорія змащення;

- в працях В.П.Горячкіна - засновника землеробської механіки на початку XX ст., були намічені і виконані персі експерименти в цьому напрямку. В експериментальних дослідженнях взяв участь і його учень І.І.Артоболевський.

Потрібно відзначити, що техніка цих вимірювань базувалась 16

на механічних принципах: і

- протягом 20-х і першій половині 30-х років.відбувалося відновлення, а потін і швидке зростання вітчизняного мавииобудузан-кл. Ця обставина лсставила нові вимоги до техніки експерименту. Потім, в другій половині 33-х років виникли вилоги надійності і довговічності машин і підвищення точності їх роботи. Завдяки цьому зростає значення технічних вимірввань. Відбувається принципова перебудова експериментальної техніка. Одержують свій початок електричні методи вимірювання механічних величин;

- з 50-х років дослідження машин і- механізмів відбувається з врахуванням реальних умов їх роботи. Експериментальні методи зай-маить важливе місце в процесі вивчення машин. Почався період шя-рокого використання у вимірювальній техніці методів вимірювання механічних величин електричним і електронним методами;

- у зв"язку з суттєвим зростанням кавантеження і изидкості ма-

шин, загальним зростанням вимог до їх якості, особлива увага стала приділятися розвиткові експериментальних методів. У застосуванні по реальних магин з їх пружніми і не дуяе прут іш елементами, зазорами, наявніста складних закономірностей деформування матеріалів, тертями і т.д. Експериментальне дослідження мш® стаз обов'язковим. Постав питання про те, до дая з'ясування реальної картини динамічних процесів у мазана* досяідкенкя повашо проводитися комплексно. Рівняння динаміки повинні бути складені не тільки для дослідЕувальної малини з відрахуванням аіяематячного ланцпга, але і для опасання перехідаих процесів в ланітах -електричних,-гідравлічних та іншх; - .

у результаті цих нових вимог до мапмн освоєний серійний вигуст цйого ряду засобів випробувань і контролю, які дозволили обладнати науксво-досліші і промислові організації сучасника засобами експерименту. Було поставлено питання про вироблення уніфікованих методів експериментального дослідження машин з мвтоз нагромадження порівняльних статистичних даних, які можуть бути покладені 8 основу динамічного розрахунку мадин, їх довговічності і надійності. Тому стала можливою постановка глибоких наукових досліджень в галузі динаміки машн і розробка сучасних розрахунків і впровадження їх в конструкторську практику для створення сучасніпих і надійніших машин. -

Всі відмічені положення узагальнені і впроваджені в систему в дисертації. ■

На захист виносяться такі положення:

1. Вперше створена концепція і запропонована періодизація розвитку і становлення експериментальних методів у механіці машин.

2. Показана закономірність становлення експериментальних мето-

дів у зв"язку з розвитком машинно! техніки як нового напрямку технічної ДІЯЛЬНОСТІ. '

3. Вивчена історія експерименту у вітчизняній науці про машини /до 50-х років нашого століття/.

4. Вперле впроваджено в науковий обіг вчення про експеримент П.А.їлоренського.

5. Показано розвиток теорії і практики експериментальних методів в динаміці машин на практиці наукової школи 1.1. Артоболевсько-го - Л.П.’Раєвського. ‘

6. Відмічено значні досягнення видатного українського вченого

С.М.Кожевникова в галузі розвитку експериментальної механіки машин

ОСНОВНІ ПОЛОЖІ-Й ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В ТАКИХ РОБОТАХ:

1. Становление экспериментальных методов исследования в механике машин: Труды ХХІ-ХХП научных конференций аспирантов и молодых специалистов по истории естествознания и техники. Секция истории техники. Москва. І97о, 1979 //Механика. 1983. -II, 12.

-С.17.

2. Экспериментальные методы в механике машин в эпоху современной научно-технической революцій. -Киев, 19о7. -15 с.

3. Становление эксперимента в механике машин. -Киев, I9э7.

-13 с..

4. Измерения в отечественной механике малин //Математическое естествознание в его развитии.: Сб. научн. тр. -К.: Наукова думка, І9о7. -С.І57-І6І.

Підписано до друку 22.07.1994 р. ©орм« (ЛжШМ зам. 651. Тирйж 100 ^

Друнерн* ВО «Оріон» мЛернопшь, вул. 15 Квітня, &