William Fairbairn - William Fairbairn

Sir William Fairbairn Bt FRS
av Benjamin Rawlinson Faulkner , i forgrunnen Observations of the Cold Blast , med henvisning til På styrken og egenskapene til støpejern hentet fra den varme og kalde sprengningen , presentert på British Association for the Advancement of Science i 1838
Født	( 1789-02-19 )19. februar 1789 Kelso , Skottland
Døde	18. august 1874 (1874-08-18)(85 år gammel) Moor Park, Farnham , England
Nasjonalitet	Britisk
Kjent for	Strukturell smijern Shipbuilding lokomotiver Lancashire Boiler

Sir William Fairbairn, 1. baronett av Ardwick Bt FRS (19. februar 1789 - 18. august 1874) var en skotsk sivilingeniør , konstruksjonsingeniør og skipsbygger. I 1854 etterfulgte han George Stephenson og Robert Stephenson for å bli den tredje presidenten for Institution of Mechanical Engineers .

Tidlig karriere

Født i Kelso til en lokal bonde , Fairbairn viste tidlig mekanisk sikkerhet og fungerte som en lærling montør i Newcastle upon Tyne , hvor han ble venn med den unge George Stephenson . Han flyttet til Manchester i 1813 for å jobbe for Adam Parkinson og Thomas Hewes . I 1817 startet han fabrikken med James Lillie som Fairbairn og Lillie Engine Makers .

Strukturstudier

Den vestlige enden av Conwy Railway Bridge ved siden av slottet

Fairbairn var en livslang elev og sluttet seg til Institution of Civil Engineers i 1830. I 1820-årene og 30-årene, han og Eaton Hodgkinson gjennomført et søk etter en optimal tverrsnitt for jern bjelker . De designet for eksempel broen over Water Street for Liverpool og Manchester Railway , som åpnet i 1830. På 1840-tallet, da Robert Stephenson , sønnen til hans ungdommelige venn George, prøvde å utvikle en måte å krysse Menai-stredet på. , beholdt han både Fairbairn og Hodgkinson som konsulenter. Det var Fairbairn som oppfattet ideen om et rektangulært rør eller boksebærer for å bygge bro over det store gapet mellom Anglesey og Nord-Wales . Han gjennomførte mange tester på prototyper i Millwall-verftet sitt og på stedet for broen, og viste hvordan et slikt rør skulle konstrueres. Designet ble først brukt i en kortere periode på Conway , og fulgt av den mye større Britannia Bridge . Rørbroen viste seg til slutt et altfor kostbart konsept for utbredt bruk på grunn av den store massen og kostnaden for smijern som trengs. Fairbairn utviklet selv smågjernsbroer som brukte noen av ideene han hadde utviklet i den rørformede broen.

Skipsbygging

Da bomullsindustrien falt i lavkonjunktur , diversifiserte Fairbairn seg i produksjonen av kjeler for lokomotiver og til skipsbygging . Da han oppfattet et skip som en flytende rørformet bjelke, kritiserte han eksisterende designstandarder diktert av Lloyd's of London .

Fairbairn og Lillie bygde jern -damper Lord Dundas i Manchester i 1830. Vanskene som ble møtt med byggingen av jernskip i en innlandsby som Manchester førte til at denne grenen av virksomheten ble fjernet til Millwall , London i 1834– 35. Her konstruerte Fairbairn over åtti skip, inkludert Pottinger på 1250 tonn, for halvøya og det orientalske selskapet ; HMS  Megaera og andre fartøy for den britiske regjeringen, og mange andre, som introduserte jernskipsbygging på Themsen . I 1848 trakk han seg fra denne bransjen.

Fairbairn benyttet seg av sin erfaring med konstruksjon av jernskrogede skip når han designer Britannia Bridge og Conwy Railway Bridges .

Jernbanelokomotiver

Lokomotiv CP 02049 (Ex Companhia Central e Peninsular (CCeP) 14)

Fairbairn begynte å bygge jernbanelokomotiver i 1839 med en 0-4-0 design for Manchester og Bolton Railway . I 1862 hadde selskapet bygget mer enn 400 på Millwall for selskaper som Great Western Railway og London og North Western Railway . Siden arbeidene ikke hadde tilgang til jernbane, måtte imidlertid lokomotiver sendes med bil.

Kjeler

Fairbairn utviklet Lancashire-kjelen i 1844. I 1861, på forespørsel fra det britiske parlamentet , forsket han tidlig på metallutmattelse , løftet og senket en masse på 3 tonn på en smijernssylinder 3.000.000 ganger før den brakk og viste at en statisk belastning på 12 tonn var nødvendig for en slik effekt.

Han eksperimenterte med glassflasker og var i stand til å vise at bøylebelastningen i veggen var dobbelt så lang påkjenning . Når en sylindrisk kjele sviktet, brøt den vanligvis langs lengden på grunn av den høye bøylespenningen i veggen.

Denne kunnskapen om hvordan bøylespenning økte med diameteren, og hvordan spenningene var uavhengig av trommellengden, førte til hans oppfinnelse av Fairbairn-Beeley og hans femrørs kjeler , der et enkelt skall med stor diameter ble erstattet av flere mindre og mindre stressede, skjell. Til slutt vil dette føre til den nesten universelle adopsjonen av vannrørskjeler med små rør for høyt trykk, og erstatter de eldre brannrørsdesignene.

Undersøkelser

Dee bridge-katastrofe

Fairbairn var en av de første ingeniørene som gjennomførte systematiske undersøkelser av svikt i konstruksjoner, inkludert kollaps av tekstilfabrikker og kjeleeksplosjoner . Hans rapport om sammenbruddet av en mølle i Oldham viste de dårlige designmetodene som ble brukt av arkitekter når de for eksempel spesifiserte støpejernsdragere for å støtte tungt belastede gulv. I en annen rapport fordømte han bruken av bindingsverk av støpte jernbjelker, og rådet Robert Stephenson til ikke å bruke konseptet i en bro som deretter ble bygget over elven Dee i Chester i 1846. Broen kollapset i mai 1847 og drepte 5 personer som var passasjerer på lokaltoget som passerte strukturen på den tiden. Den Dee Bridge katastrofe reist spørsmål om integriteten til mange andre jernbanebroer som allerede er bygget, eller i ferd med å bli bygget på jernbanenettet.

Fairbairn gjennomførte noen av de første seriøse studiene av effekten av gjentatt belastning av smijerns- og støpejernsdragere, og viste at brudd kan oppstå ved sprekkvekst fra begynnende feil, et problem som nå er kjent som tretthet . Han bygde storskala testapparater for studiene, og ble delvis finansiert av Trade Board .

Han utførte også eksperimenter på glassflasker under trykk og var i stand til å vise at den høyeste spenningen i veggen oppstår rundt diameteren. Det er kjent som bøylespenningen og er dobbelt så mye som verdien av lengdespenningen som oppstår langs sylinderens lengde. Den nøyaktige verdien avhenger bare av veggtykkelsen og det indre trykket. Hans arbeid ble publisert i Proceedings of the Royal Society og var til stor hjelp for å analysere feil i dampkjeler og rør. I 1854 grunnla han Manchester Steam Users 'Association , som raskt ble anerkjent som å sette nasjonale standarder for høytrykksdampkjeler. Som "Associated Offices Technical Committee" for britiske forsikringsselskaper er MSUA fortsatt en nasjonal sertifiseringsmyndighet.

Utmerkelser

• Fellow of the Royal Society valgt 1850 (gullmedalje 1860)
• President for Institution of Mechanical Engineers 1854–1855.
• President for Manchester Literary and Philosophical Society (1855–1859)
• Valgt i februar 1860 til Smeatonian Society of Civil Engineers
• Utnevnt til Baronet , ( av Ardwick ), 2. november 1869; han hadde avvist ridderskap i 1861
• En statue står i Manchester rådhus
• Overrakt med æresmedlemskap til Institution of Engineers and Shipbuilders i Skottland i 1859. [1]
• President for British Association 1861
• Utenlandsk æresmedlem av American Academy of Arts and Sciences 1862
• Innført i Scottish Engineering Hall of Fame i 2017. [2]

Fairbairn er en av flere bemerkelsesverdige ingeniører som blir gravlagt i kirkegården til St Mary's Church, Prestwich . Antall personer som var til stede ved begravelsen hans, ble anslått til 50.000 til 70.000.

Virker

• Merknader om kanalnavigasjon . London: Longman, Rees, Orme, Brown & Green. 1831 . Hentet 4. juni 2009 .
• En beretning om konstruksjonen av Britannia og Conway Tubular Bridges . London: John Weale. 1849 . Hentet 4. juni 2009 .
• Fairbairn, William (1851). To forelesninger: Konstruksjon av kjeler, og på kjeleeksplosjoner, med midler til forebygging .
• På rørformede bjelker . London: W. Clowes and Sons. 1851 . Hentet 4. juni 2009 .
• On the Application of Cast and Wrought Iron to Building Purposes (1. utgave). London: John Weale. 1854 . Hentet 4. juni 2009 .
• Nyttig informasjon for ingeniører . London: Longmans. 1856.
• Jern, dets historie, egenskaper og produksjonsprosesser . Edinburgh: Adam og Charles Black. 1861 . Hentet 4. juni 2009 .
• Avhandling om Mills og Millwork, del I . London: Longmans, Green and Company. 1863 . Hentet 4. juni 2009 .
• Avhandling om Mills and Millwork, del II . London: Longmans, Green and Company. 1871 . Hentet 4. juni 2009 .
• Eksperimenter for å bestemme effekten av støt, vibrerende virkning og langvarige endringer i belastning på smijerndragere, (1864) Philosophical Transactions of the Royal Society of London vol. 154, p311
• Avhandling om jernskipsbygging: dens historie og fremgang (1. utgave). London: Longmans, Green og Co. 1865 . Hentet 4. juni 2009 .
• Prinsippene for mekanisme og maskiner for overføring . Philadelphia: Henry Carey Baird. 1871 . Hentet 4. juni 2009 .

Videre lesning

• Livet til Sir William Fairbairn, Bart. , (red. W. Pole, 1877)
• Richard Byrom (2017). William Fairbairn: Den eksperimentelle ingeniøren . Jernbane- og kanalhistorisk samfunn . ISBN  978-0901461643

Se også

• Bombay Spinning and Weaving Company
• McConnel & Kennedy Mills

Referanser

Eksterne linker

• Media relatert til William Fairbairn på Wikimedia Commons