材料强度的经验检验

第二节　材料强度的经验检验

《考工记·庐人》述及“试庐”一事，“庐”是弋戟一类长兵器本柄，“试庐”就是检查木柄强度的弯曲试验。该书写道：

凡试庐事：置而摇之，以眡其也；炙诸墙，以眡其桡之均也；横而摇之，以眡其劲也。

“眡”，古“视”字；“蜎”，原指虫豸之属的蠕动状态，借以形容木杆的摇棹之情；“炙”，此当桩或撑解。这里叙述了木杆的三种弯曲试验方法。第一，将木杆插立地上，用手横向摇动它，观察木杆的摇摆与弯同曲状态是否均匀；第二，将木杆撑在两堵墙之间，检查其弯曲变形是否均匀；第三（同第二），从横向用力摇动它，察其能经受多大的力。通过这三种试验，可以经验地知道木杆的弯曲变形情况，甚至是否断裂，或者在“多大”（定性意义上）的力作用下而断裂。

《考工记·矢人》还叙述了以弯曲变形方法检查箭杆的强弱是否均匀。它写道：“桡之，以胝其鸿杀之称也。”按贾公彦室”的故事。自作聪明的虞庆要求工匠用生湿木材做新屋，并要求立即涂漆。工匠觉得此事不可，解释说：“夫材生则桡，涂濡则重。以桡任重，今虽成，久必坏。”这表明人们认识到弯曲变形的材料不能重载。《周易·大过》多次述及房屋大梁（即如若它往上挠，则房屋不致倒塌，因而平安大吉。《周易》所言强度或刚度弱，或者诸如两端细中间粗的不匀之状。据近代弯曲理论，变截面梁（两端截面比中央截面小）比等截面梁的弯曲变形要大。《周易》的作者们可能了解许多匠人的建筑经验，才写下

（革）引而信之，欲其直也。信之而直，则取材正也。信之而枉，则是一方缓一方急也。若苟一方缓一方急，则及其用之也，必自急者先裂。若苟自急者先裂，则是以博为栈也。

“信”字同“伸”；“枉”同“弯”；“以博为饯”中，“博”是宽广之意，“栈”是狭小之意。“以博为饯”意为广狭不等。将皮革伸开，平整舒展为佳。若其广狭不等、翘曲不平，用力拉伸之后必有“缓急”之状，或松紧不一的现象。这样的皮革，用久之后，在其“急”或紧的地方会先断裂。用现在的话说，这种皮革吃力不均，或应力不匀。应力集中在紧急之处，因而断裂于此。《考工记·鲍人》表明古代人知道皮革断裂的道理。