圣維南(Adhémar Jean Claude Barré de Saint-Venant ,1797~1886),法國力學家。 圣維南的研究領域主要集中于固體力學和流體力學,特別是在材料力學和彈性力學方面作出很大貢獻,提出和發展了求解彈性力學的半逆解法。 由于圣維南取得了大量創造性的研究成果,1868年他以力學權威被選為法國科學院院士。他一生重視理論研究成果應用于工程實際,他認為只有理論與實際相結合,才能促進理論研究和工程進步。
人物生平
1797年8月23日圣維南出生于塞納和馬恩省維利耶恩畢埃爾。圣維南的父親是一位農村經濟學家,圣維南從小就愛好數學。
1813年圣維南通過選拔考試進入巴黎理工學院。
1814年反法聯盟軍隊逼近巴黎,學校動員學生為巴黎的防御工事運送武器,圣維南拒絕參加,被學校除名。此后8年他一直在發射藥工廠工作。
1823年法國政府批準他免試進入橋梁道路學院,兩年后他以全班第一名的成績畢業。
1825年至1830年圣維南先后在尼韋奈運河和阿登運河上從事工程設計工作。其間研究力學理論,并向法國科學院提交了兩篇關于理論力學和流體力學的論文,因此在科學界出了名。
1837年橋梁道路學院請圣維南講授材料強度理論。
1850年至1852年圣維南在凡爾賽農學院講授過力學。
1847年圣維南關于扭轉的第一篇論文發表。
1855年至1856年圣維南發表的兩篇論文系統地闡述了扭轉和彎曲問題。
1868年后圣維南又研究塑性力學,提出塑性流動的基本假設和基本方程。
1883年圣維南翻譯克萊伯什的德語著作《固體彈性理論》一書出版。
1886年1月6日圣維南在盧瓦爾和謝爾省圣旺逝世,享年88歲。
主要成就
圣維南主要研究彈性力學。1855和1856年用半逆解法分別求解柱體扭轉和彎曲問題,求解運用了這樣的思想;如果柱體端部兩種外加載荷在靜力學上是等效的,則端部以外區域內兩種情況中應力場的差別甚微。J.V.布森涅斯克于1885年把這個思想加以推廣,并稱之為圣維南原理:設彈性體的一個小范圍內作用有一個平衡力系(即合力和合力矩均為零),則在遠離作用區處彈性體內由這平衡力系引起的應力是可以忽略的。
圣維南原理長期以來在工程力學中得到廣泛應用,但是它在數學上的精確表述和嚴格證明經過將近一百年的時間,才由R.von理查德·馮·米澤斯和E.斯特恩貝格作出。但此證明有局限性,后來有人舉出了圣維南原理不適用的實例。
1868年以后圣維南研究延性材料的塑性流動,提出塑性流動的基本假設和基本方程。他把這一課題稱為塑性動力學。
在流體力學方面圣維南在1843年發表的《流體動力學研究》中列出粘性不可壓縮流體運動基本方程,而G.G.喬治·斯托克斯的同一結果則是1845年發表的。圣維南還研究過蒸汽機汽缸小孔的氣體流量。
1839年他和L.萬策爾給出氣體通過小孔速度的計算公式。這是氣體力學解決的第一批實際問題之一,但當時未引起廣泛注意。這公式在1855年由J.L.魏斯巴赫重新獲得,并曾以魏斯巴赫公式著稱于世。
圣維南研究結果大多發表于法國科學院學報上。他在1864年為老師C.-L.-M.-H.納維的著作《力學在結構和機械方面的應用》編輯第三版時,在書中加入大量注釋和附篇,使納維的原著只占全書的十分之一。圣維南在這些注釋和附篇中表述了自己對材料力學和彈性力學的許多見解。
參考資料 >