یکم خیلی از ما، لئوناردو داوینچی (Leonardo da Vinci) را به عنوان یک هنرمند برجسته با استعدادی بی‌مانند می‌شناسیم اما او دانشمندی ژرف‌اندیش و مهندسی نابغه هم بود که بسیار جلوتر از زمان خود فکر می کرد. پانصد سال پیش، داوینچی در دفتر یادداشتش شرح آزمایشی با عنوان “آزمایش استحکام سیم‌های آهنی با طول‌های مختلف” را نگاشته است.
دستگاه کشش داوینچی همانطور که در شکل زیر هم مشخص است تشکیل شده بود از سبدی که به انتهای سیمی آهنی متصل شده بود و آنقدر سنگریزه داخلش ریخته می‌شد تا سیم گسیخته شود. سپس وزن سنگریزه‌ی موجود در سبد اندازه‌گیری می‌شد تا استحکام کششی سیم، محاسبه گردد.
پس از چندین آزمایش، داوینچی به این نتیجه رسید که هر چه سیم کوتاه‌تر باشد، مستحکم‌تر است. این نتیجه‌گیری، در نگاه اول، در تضاد است با آنچه از مقاومت مصالح می‌دانیم که تنش، با سطح مقطع ارتباط دارد و مستقل از طول نمونه است. اما اگر شما با علم مواد آشنا باشید می‌توانید دلایلی برای تایید نتیجه‌ای که داوینچی بدست آورد، پیدا کنید.
نویسندگان این مقاله ضمن بررسی آزمایش کشش داوینچی، دلایلشان را برای توجیه نتیجه‌گیری او، ارائه کرده‌اند. شاید از این به بعد در کنار نام بردن از لئوناردو داوینچی به عنوان خالق مونالیزا و شام آخر، باید از او به عنوان پدر آزمایش کشش هم یاد کنیم.
دوم وقتی بدانیم Augustin Charpy نام یک متالورژ فرانسوی است، حتماً بهتر است که به‌جای چارپی، او را شارپی خطاب کنیم یا اگر خیلی بخواهیم مته به خشخاش بگذاریم، باید شَقپی تلفظش کنیم.
به هر حال … جناب شارپی در مقاله‌ای که در کنگره بوداپست مجارستان در سال ۱۹۰۱ ارائه داد، به توضیح دستگاهی که ساخته بود و آزمایشش پرداخت.
سالها اهمیت این مقاله درک نشد تا اینکه بررسی دلایل غرق شدن کشتی‌های لیبرتی و نفتکشهای T2 در بحبوحه‌ی جنگ جهانی دوم، نشان داد که این آزمون می‌تواند نقش بی‌بدیلی در کنترل کیفیت مواد داشته باشد. به‌خاطر ذات آزمون ضربه شارپی و پراکندگی نتایج آن، استاندارد شدن آن سالها به طول انجامید تا نهایتاً با شماره‌ی ASTM E23 به عنوان یک آزمون مهم و کاربردی، معرفی گردید.
سوم بی‌انصافی است اگر از آزمونهای خواص مکانیکی صحبت کنیم اما از سختی سنجی به عنوان آزمایشی پرکاربرد و ارزان و دردسترس، سخنی به میان نیاوریم پس به طور خیلی خلاصه به پدیدآورندگان آنها می‌پردازم. جالب است بدانید که سه روش پر کاربرد برینل، ویکرز و راکول در فاصله‌ای ۲۵ ساله ابداع شده‌اند.
اولين آزمون سختي استاندارد شده از نوع نفوذي كه با استقبال گسترده‌اي همراه شد، توسط يك مهندس مكانيك سوئدي به نام يوهان آگوست برينل در سال ۱۹۰۰ ارائه شد.
سختی‌سنجی به روش ویکرز در سال ۱۹۲۵ توسط اسميت و ساندلند در شركت ويكرز ليميتد انگلستان به عنوان جايگزيني براي سختي برينل توسعه یافت و مورد استفاده قرار گرفت.
روش سختي سنجي راکول توسط استنلي. پي. راكول آمريكايي در ۱۹۱۹ معرفی شد.
خاطره یک مرکز پژوهشی برای معرفی امکانات تخصصی و آزمایشگاهیش، ما را دعوت کرده بود. پس از بازدید از چند آزمایشگاه، رسیدیم به آزمایشگاه خواص مکانیکی. مسئول آزمایشگاه، پس از ارائه‌ی توضیحاتی در مورد چند دستگاه، شروع کرد به معرفی دستگاه ضربه که گویا تازه خریده بودند. مشخصات فنی و قابلیتهایش را برشمرد و در پایان گفت: “تمام مراحل نصب و کالیبراسیون دستگاه ضربه بر اساس استاندارد انجام شده است. از جمله باید اشاره کنم که بستر بتونی زیر دستگاه، مطابق استاندارد، به فونداسیون ساختمان وصل شده است!”
من هنوز از ضربه‌ی سهمگین این گفته، گیج و ویج بودم که همکارم خطاب به مسئول آزمایشگاه گفت: “ببخشید! اینجا که طبقه‌ی دوم است. شما چطور آن را به فونداسیون ساختمان وصل کرده‌اید؟”
اگر علاقه‌مند شده‌اید بدانید اصل ماجرا چیست، باید نگاهی به بند A1.1 استاندارد E23 بیندازید تا موضوع دستگیرتان شود.
خاطره در خاطره آزمایشگاهی که در بالا ذکر خیرش بود، همه‌ی تمهیدات لازم را برای شگفت‌زده کردن ما اندیشیده بود از جمله اینکه دستگاه میکرو‌سختی را روی میزی آنچنان نحیف و لرزان قرار داده بودند که با پریدن یک گربه روی آن هنگام آزمایش، نتیجه‌ی سختی، حداقل ۲۰۰ ویکرز جابجا می‌شد!
سلام کامران جان
مثل همیشه عالی بود
استفاده کردیم
سپاس از لطف و محبت همیشگیت حسن جان.