Адемар Жан-Клод Барре де Сен-Венана

Адемар Жан-Клод Барре де Сен-Венана ( фр. Adh?mar Jean-Claude Barr? de Saint-Venant , 23 августа 1797, Вилье-ан-Бьер - Январь 1886, Сент-Уан) - французский механик и математик, член Французской АН (1868), внес большой вклад в развитие теории упругости (ввел так называемый напивзворотний метод решения задач в теории упругости) и построил общую теорию кручения и изгиба призматических стержней (1855), записал уравнения для нестационарного одномерного движения жидкости, известные как уравнения Сен-Венана, одни из фундаментальных в современной гидравлике. Также его именем назван принцип смягчения граничных условий принцип Сен-Венана, теорема Сен-Венана и условие совместимости Сен-Венана. Его именем названо число Сен-Венана-Ильюшина.


Биография

Родился в замке Фортуазо вблизи Молотый (департамент Сена и Марна, Франция). Его математические дарования были замечены очень рано, и он получил хорошую подготовку от своего отца, известного специалиста по сельскохозяйственной экономики. После окончания лицея в Брюгге в 1813 г. поступил [1] в Политехнической школы в Париже. В связи с военными действиями 1814 был мобилизован на оборону Парижа, но из-за своих убеждений отказался [2] участвовать в боевых действиях в армии Наполеона против русской армии. Отчислен из Политехнической школы 13 апреля 1816 через пробел экзаменов 1815 по семейным обстоятельствам и неявки на пересдачу. В течение восьми лет после этого инцидента Сен-Венана работал учеником инженера в пороховом производстве [3]. В 1823 г. правительство разрешило ему поступить без экзамена в Школу мостов и дорог, куда он был Засчитано 15 марта того же года [3].

После окончания (1825) Школы мостов и дорог Сен-Венана работал некоторое время на строительстве канала Ниверне ( фр. Canal du Nivernais ) (1825-1830), а затем на канале в Арденнах [3]. Свое свободное время он посвящал теоретическим занятиям и в 1834 г. представил в Академию наук две работы, в одной из которых обсуждались некоторые теоремы теоретической механики, другая же развивала вопросы гидродинамики. Эти работы принесли ему известность во французском ученом мире и в 1837/38 учебном году на время болезни профессора Кориолиса его пригласили для чтения лекций по сопротивлению материалов в Школе мостов и дорог. Эти лекции представляют теперь большой исторический интерес, поскольку в них упоминается о некоторых проблемах, послужившие автору впоследствии темами научных исследований.

В ту эпоху серьезной книгой по сопротивления материалов были лекции Навье "Resume des lemons.". Но хотя сам Навье, вывел основные уравнения теории упругости, он не использовал их в своем курсе, а преподавал теорию растяжение, сжатие, изгиб и кручение призматических стержней, допуская, что поперечные сечения остаются плоскими в процессе деформирования. Сен-Венана первым попытался довести до студентов новейшие открытия теории упругости. Во введении к своему курса он обсуждает гипотезы, касающиеся молекулярного строения твердых тел и сил межмолекулярного взаимодействия. Пользуясь этой гипотезе, он вводит понятие напряжения. Он говорит о касательное напряжение и деформацию сдвига и показывает, что растяжение в одном направлении в сочетании с равным ему сжатием в перпендикулярном направлении эквивалентно чистом смещения. Обращаясь к изгибу балки, Сен-Венана сосредоточивает внимание на соприкасающихся напряжениях; не имея данных о том, как они распределены по поперечному сечению, он принимает гипотезу равномерного их распределения. Сочетая это касательное напряжение с напряжением растяжения-сжатия в продольных волокнах балки, он вычисляет главное напряжение. Обсуждая проблему выбора безопасных размеров балки, он считает, что критерием для назначения допустимых напряжений следует принимать наибольшее деформацию.

В 1843 г. он подал в Академию наук свой труд о изгиб кривых брусьев, а в 1847 г. появился его первый трактат о кручение. Однако в законченной форме его идеи о решении задач кручения и изгиба воплотились позже, в двух знаменитых работах, опубликованных в 1855 и 1856 гг Вскоре Сен-Венана заинтересовался гидравликой и ее применением в сельском хозяйстве. Он опубликовал несколько работ по этому вопросу, за что был награжден золотой медалью Французского агротехнического общества. В 1848 г. перешел на должность профессора инженерии по сельскому хозяйству в Агрономический институт в Версале. Два года (1850-1852) он там читал лекции по механике и продолжал одновременно свои исследования по теории упругости.

В 1852 г. взял отставку со степенью главного инженера (Ing ? nieur en chef). В 1868 г. избран в члены Французской академии наук на место Понселе.

К теме пластичности его внимание было привлечено экспериментальными исследованиями Треска (Tresca) по пластической течения металлов под большим давлением. В то время это было совершенно новым полем исследования, и Сен-Венана первым сформулировал основные уравнения теории пластичности и пользовался ими в решении некоторых практических задач, заложив тем самым основы теории пластичности идеально пластического тела.

Важность и разнообразие этих работ, можно оценить хотя бы уже по тому, что в книге Тодгентера и Пирсона "История теории упругости" ("A history of the theory of elasticity"), состоящий из двух томов (т. I, 1886, т . II, 1893), краткое изложение работ Сен-Венана занимает более 300 страниц. Кроме этого, он издал лекции Навье "Resume des Lecons" (1864) со своими примечаниями и дополнениями, занимающие значительную часть этой книги (850 стр.).. Сен-Венана перевел (1883) на французском языке книгу Клебша (Clebsch) "Теория упругости твердых тел" ("Theorie de 1'elasticite des corps solides"), обогатив ее своими дополнениями, от чего она в объеме выросло втрое. Существенными и важно также его работы по гидравлике и гидродинамике (истечение газов из отверстий и движение жидкостей в открытых руслах), о распространении волн при столкновении упругих стержней, о трениях в жидкостях и др..

Сен-Венана не отрывался от научной работы до последних дней своей жизни. 2 января 1886 в "Трудах Академии" ("Comptes rendus") появилась его последняя статья. 6 января 1886 великий ученый умер. Президент Французской академии наук, сообщая о смерти ученого, приравнял его заслуги к заслугам Ньютона и Паскаля.


Примечания

  1. John J.; Robertson, Edmund F., "Adh?mar Jean Claude Barr? de Saint-Venant" - www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Biographies/Saint-Venant.htmlO 'Connor,, MacTutor History of Mathematics archive, University of St Andrews.
  2. Боголюбов А. Н. Математики. Механики. Биографический справочник. - Киев: Наукова думка, 1983. c.432.
  3. а б в Сен-Венана Б. Мемуар о кручении призм. Мемуар об изгибе призм. Перевод с французского А.А.Парийского. Под редакцией и с вступительной статей Г.Ю.Джанелидзе. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1961. c.9-10.