Naar de door ons ingewonnen inlichtingen schijnt het, dat de thans in zamenstellingen van ijzer gebruikelijke afmetingen, verhoudingen en vormen over het algemeen zijn afgeleid uit zeer talrijke en zorgvuldige proeven, met het belasten van staven van gegoten en gesmeed ijzer van verschillende vormen genomen, waarnaar men door theorie en becijfering zoodanige beginselen en regelen heeft bepaald, als door welke de uitkomsten dier proeven konden worden uitgebreid tot en toegepast op die grootere bouwwerken en lasten, die in de praktijk kunnen voorkomen. Maar die proeven zijn slechts genomen met eenvoudige drukking; dat is, zij hebben betrekking alleen tot de werking van lasten in rust. Daarentegen zijn de bouwwerken in spoorwegen, uithoofde van den aard van het stelsel, noodwendig blootgesteld aan botsing, trilling, wringing en ontzaggelijk groote kortstondige drukkingen, te weeg gebragt door den snellen en herhaalden overgang van zware treinen.

Deze oorzaken van storing hebben, in minderen graad, altijd bestaan bij gebouwen in verband staande met molenof andere werktuigen. Maar hare uitwerkingen ten aanzien van de stevigheid dier gebouwen waren niet van dat belang, dat men in het nadeelige daarvan niet kon voorzien door de deelen van eenigzins grootere afmetingen te nemen, zonder dat het noodig was bepaaldelijk onderzoek te doen naar de beginselen, welke bij het verzwaren zouden moeten worden in acht genomen. Zoo zijn wij onderrigt, dat ribben of dragers van gegoten ijzer, bestemd om lasten in rust, gelijk waterbakken, vloeren enz. te ondersteunen, doorgaans van zoodanige zwaarte genomen worden, dat hun brekende last drie maal of in sommige gevallen vier tot vijf maal zoo groot zij, als die welken zij moeten dragen. Maar als de leggers voor spoorwegbruggen moeten dienen en dus aan vele bolsingen en trilling blootgesteld zullen zijn, neemt men ze veel sterker en van andere afmetingsverhoudingen,

(1) Zie No. VIII der Uittreksels», bl. 96.

door, gelijk bij verschillende ingenieurs gebruikelijk is, zes tot tienmaal den last voor het brekend gewigt aan te nemen. Eenigen zijn echter van meening, dat het gebruik van een last gelijk aan een derde van het brekend gewigt, in beweging even veilig is als in rust.

Daar het in den loop van ons onderzoek weldra bleek dat de werkingen, die zware ligchamen, zeer snel bewegende, op bouwwerken uitoefenen, nooit een onderwerp van opzettelijke, wetenschappelijke nasporingen hebben uitgemaakt, en dat praktische en wetenschappelijke ingenieurs een dergelijk onderzoek hoogst wenschelijk achtten is onze aandacht reeds vroegtijdig gevestigd geweest op het uitdenken van proefnemingen die konden strekken om licht over deze zaak te verspreiden.

De le onderzoeken vraagpunten kunnen onder twee hoofden worden gerangschikt, als:

1o. Ondergaat een metaal, dat gedurende een geruimen tijd aan botsingen en trillingen is blootgesteld eenige verandering in de onderlinge schikking zijner stofdeelen, waardoor het verzwakt ?

2o. Welke zijn de mechanische werkingen van botsing en van de beweging van zware ligchamen wanneer zij staven en balken, waarop men ze doet werken, doen buigen en breken ?

Onder praktische mannen bestaat nopens het eerste punt een groot verschil van meening. Bij het hooren van getuigen door ons, zijn vele belangrijke feiten aan den dag gebragt, strekkende tot bewijs dat stukken gesmeed ijzer, die aan trilling onderworpen zijn, als assen van spoorwagens, kettingen van kranen enz. aangewend tot het ligten van zware lasten, dikwerf, na langdurig gebruik breken, en dan eene bijzondere kristalachtige breuk en een verlies van taaiheid vertoonen, welke sommige ingenieurs beschouwen als het gevolg van de trapsgewijze verandering in de inwendige zamenstelling van het metaal door de trilling te weeg gebragt. Verschillende feiten worden tot staving daarvan aangevoerd, bij voorbeeld, dat, als men aan het eene einde eener staaf van

deugdzaam dradig ijzer op de gewone wijze eenen schroefdraad snijdt, iets, wat altijd met veel trillende werking gepaard gaat, men dan bevinden zal dat het afgedraaide gedeelte veel kristalachtiger is dan het andere gedeelte van de staaf. Anderen beweren dat die bijzondere zamenstelling een gevolg is van een oorspronkelijk gebrek in de wijze van bereiding van het ijzer, en ontkennen geheel en al deze werking der trilling, terwijl eenigen willen dat men op verschillende wijzen dradig ijzer eene kristalachtige zamenstelling kan doen verkrijgen, onder anderen door eene staaf herhaaldelijk rood te gloeijen en ze in koud water te dompelen, of door

ze,

koud zijnde, gedurende een half uur of langer met een hamer te slaan.

De heer Brunel echter meent dat het voorkomen van de breuk zeer veel afhangt van de wijze, waarop de staaf gebroken is. Hetzelfde stuk ijzer zal men door een langzamen zwaren slag eene dradige breuk, en door een korten scherpen slag of een tik eene kristalachtige breuk doen vertoonen. De warmtegraad alleen heeft ook een zeer bepaalden invloed op de breuk. IJzer, koud gebroken, vertoont eene meer kristalachtige breuk dan hetzelfde ijzer, wanneer het een weinig verwarmd is.

Eenigen meenen dat diezelfde verschijnselen ook bij gegoten ijzer worden waargenomen.

Wij hebben getracht dit vraagpunt op verschillende wijzen proefondervindelijk te onderzoeken.

Eene staaf van gegoten ijzer, zwaar 3 eng. duim (7.6 ned. duim) vierkant, werd gelegd op steunpunten 14 eng. voet (41,26) van elkander. Een zware kogel werd door middel van een metaaldraad, lang 18 eng. voel (5,48) zoodanig aan de zoldering gehangen, dat hij juist het midden der zijde van de staaf aanraakte. Door dezen kogel, in een vlak regthoekig op de lengte der staaf, even als een slinger, tot elken verlangden afstand, uit den loodregten stand te brengen en hem dan plotseling los te laten, kon men hem in het waterpasse vlak een slag aan de staaf doen geven, waarvan de sterkte naar verkiezing kon worden geregeld, door de massa van den kogel en de grootte van den slingerhoek te veranderen. Aan verschillende staven, waarvan eenigen van mindere zwaarte-afmetingen dan de bovenvermelde, werden met dezen toestel opvolgende slagen gegeven (in de meeste gevallen 4000), en daarbij werd de sterkte

van den slag voor iedere proevenreeks naar de behoefte geregeld. De algemeene uitkomst dier proeven is geweest, dat als de slag sterk genoeg was om de staven eene doorbuiging te doen erlangen gelijk aan de helft harer grootste doorbuiging (die, waarbij zij onder een last in rust breken) geen staaf 4000 zulke slagen achtereenvolgend kon verdragen; maar al de staven, mits deugdzaam, weerstonden de werking van 4000 slagen, waarvan elke ze een derde van hare grootste doorbuiging deed uitwijken.

Andere gegoten ijzeren staven werden onderworpen aan de werking van eenen omwentelenden, door stoomkracht gedreven vuist, die ze zachtjes neerdrukte, waarna men de staven zich liet herstellen, en deze bewerking herhaalde tot een aantal, in sommige gevallen, van 100.000 doorbuigingen van vier in de minuut, voor elke staaf. Er werd ook eene andere bewerking beproefd, waardoor men de geheele staaf, gedurende het doorbuigen sterk deed trillen. De uitkomst dezer proefneming was dat als de afwijking gelijk was aan een derde van de uiterste doorbuiging de staven dan niet verzwakten, waarvan men zich verzekerde door ze op de gewone wijze met een last in rust op het midden gelegd, te doen breken. Toen echter de afwijkingen, door het werktuig te weeg gebragt, gelijk gemaakt werden aan de helft der grootste doorbuiging, braken de staven na minder dan 900 vuistdrukkingen. Deze uitkomst is in overeenstemming met de voorgaande en bevestigt haar.

Door andere werktuigelijke middelen liet men eenen last, gelijk aan de helft van het brekend gewigt, gestadig over eene staaf van afmetingen als de voormelde, heen en weer bewegen. Eene deugdzame staaf werd oogenschijnlijk niet verzwakt door 96000 overgangen van den last.

Men kan dus over het geheel stellen, dat, voor zoo veel betreft de uitwerking van herhaalde door buigingen, staven van gegoten ijzer zulke afmetingen zouden moeten hebben, dat zij naauwelijks een derde der uiterste doorbuiging zouden kunnen uitwijken. En daar het nu aanstonds zal blijken, dat de doorbuiging onder een last in rust gewoonlijk aanmerkelijk vermeerdert door botsing en ook door den last te doen bewegen, zoo volgt daaruit dat de veiligheid naauwelijks genoegzaam verzekerd zal zijn, door den grootsten last te bepalen, ge

lijk aan een zesde van den brekenden last, zelfs in de onderstelling dat de staaf volkomen deugdzaam zij.

Op gesmeed ijzeren staven hadden 10000 achtereenvolgende, door een' omwentelenden vuist te weeg gebragte, doorbuigingen gelijk aan die van de helft van den last, welke in rust eene aanmerkelijke blijvende doorbuiging veroorzaakte, geene merkbare uitwerking.

Omtrent het tweede punt van onderzoek, namelijk de mechanische werking van botsing en van bewegende lasten, zijn een groot aantal proeven genomen, vooral tot opheldering nopens den slag van zware ligchamen op dragers. Uit die proeven blijkt, dat staven van gegoten ijzer van gelijke lengte en gewigt, waterpas geslagen met denzelfden kogel (door middel van den bovenvermelden toestel voor langdurige botsing) gelijken weerstand aan botsing bieden, van welken vorm ook hare dwarsdoorsnede moge wezen, mits het oppervlak dier doorsnede even groot zij. Zoo werd tot het breken van eene staaf, zwaar 11⁄2 op 6 eng. duim (3,8 op 15,1 ned. duim), gelegd op steunpunten 14 eng. voet (4,27) van elkander, dezelfde sterkte van slag gevorderd, hetzij de staaf op de breede of op de smalle zijde geslagen werd; en dezelfde slagen werden vereischt om eene staaf te breken vau gelijke lengte, waarvan de doorsnede een vierkant was van 3 eng. duim de zijde, en die derhalve hetzelfde oppervlak en gewigt had als de eerste.

Eene andere reeks van proeven met denzelfden toestel genomen, deed onder anderen zien, dat de doorbuigingen van gesmeed ijzeren staven, voortgebragt door den kogelslag, nagenoeg evenredig waren aan de snelheid der botsing. De doorbuigingen bij gegoten ijzer zijn grooter, dan in reden der snelheid van den slag.

Men heeft eene reeks van proeven genomen, om na te gaan in hoever het gelijkmatig belasten van een balk, ziju vermogen om weerstand te bieden aan den slag van denzelfden kogel, te lood er op vallende, vermeerdere. Daarbij is bevonden, dat balken van gegoten ijzer binnen zekere grenzen belast met gewigten, gelijkmatig over de geheele lengte verdeeld, en zoodanig met de balken verbonden, dat de doorbuiging er niet door belet werd, sterkere botsingen weerstonden van hetzelfde er op vallende ligchaam, dan toen de balken onbelast waren, in reden van twee tot een. In dit geval werden de staven in

het midden geslagen met denzelfden kogel, te lood vallende door verschillende hoogten, en de doorbuigingen waren nagenoeg evenredig aan de snelheid der slagen.

Wij hebben ook een reeks van proeven genomen ter vergelijking van de mechanische uitwerking van gewigten, meer of minder snel bewegende over bruggen, met die van dezelfde lasten in rust. Tot dat einde werd onder anderen een toestel gemaakt, waardoor men een wagen naar verkiezing met verschillende gewigten beladen op een hellend vlak liet afloopen; de ijzeren staven, die onderzocht moesten worden, waren waterpas bevestigd aan den voet van het hellend vlak, zoodanig dat de geladen wagen er overliep met de snelheid bij de daling of den val verkregen. Zoo konden de uitwerkingen, die verkregen werden, wanneer men den wagen met verschillende snelheden deed bewegen, hetzij doorbuiging hetzij breking, waargenomen, en met die van in rust op de staaf geplaatste even groote lasten vergeleken worden.

Deze toestel was op eene schaal in gerigt, voldoende om uitkomsten van wezenlijk praktische waarde te verkrijgen. De top van het hellend vlak was nagenoeg 40 Eng. voet (12,19) verheven boven het waterpasse gedeelte der baan, en een paar spoorstaven 3 Eng. voet (0,914) van elkander, waren gelegd over de geheele uitgestrektheid om den wagen, welken men tot een bedrag van ongeveer 2 Eng. ton (2032 pond) belasten kon, te leiden. De proefstaven, 9 Eng. voet (2,74) lang, waren gelegd in de verlenging van den spoorweg in het waterpasse gedeelte, en de hellende en waterpasse gedeelten van den spoorweg waren met eenen flaauwen boog vereenigd. Aan de proefstaven waren toestellen aangebragt, waardoor de doorbuigingen, die door den overgang van den geladen wagen werden veroorzaakt, aangeteekend werden; de snelheid van den wagen werd ook gemeten, maar die snelheid was van zelf beperkt door de hoogte van het hellend vlak, en de grootste snelheid die men bereiken kon, was 43 eng. voet (13,11) in de secunde of 47 tot 48 ned. mijl in het uur.

Een zeer groot aantal proeven zijn met dezen toestel genomen, om de uitwerking van verschillende lasten en snelheden op staven van verschillende afmetingen te vergelijken en over het algemeen bleek daaruit dat de door