William Fairbairn

För andra personer som heter William Fairbairn, se William Fairbairn (disambiguation) .

Sir William Fairbairn Bt FRS
av Benjamin Rawlinson Faulkner , i förgrunden Observations of the Cold blast , med hänvisning till Om styrkan och egenskaperna hos gjutjärn som erhållits från Hot and Cold blast , presenterad vid British Association for the Advancement of Science 1838
Född	( 1789-02-19 ) 19 februari 1789 Kelso , Skottland
dog	18 augusti 1874 (1874-08-18) (85 år gammal) Moor Park, Farnham , England
Nationalitet	brittisk
Känd för	Strukturellt järnverk Skeppsbyggnad Lokomotiv Lancashire Boiler

Sir William Fairbairn, 1:e baronet av Ardwick Bt FRS (19 februari 1789 – 18 augusti 1874) var en skotsk civilingenjör , byggnadsingenjör och skeppsbyggare. År 1854 efterträdde han George Stephenson och Robert Stephenson för att bli den tredje presidenten för Institution of Mechanical Engineers .

Tidig karriär

Född i Kelso till en lokal bonde , Fairbairn visade en tidig mekanisk begåvning och tjänade som en lärling millwright i Newcastle upon Tyne där han blev vän med den unge George Stephenson . Han flyttade till Manchester 1813 för att arbeta för Adam Parkinson och Thomas Hewes . 1817 startade han sin fabriksverksamhet med James Lillie som Fairbairn och Lillie Engine Makers .

Strukturstudier

Den västra änden av Conwy Railway Bridge bredvid slottet

var en livslång lärande och gick med i Institution of Civil Engineers 1830. På 1820- och 30-talen genomförde han och Eaton Hodgkinson ett sökande efter ett optimalt tvärsnitt för järnbalkar . De designade till exempel bron över Water Street för Liverpool och Manchester Railway , som öppnade 1830. På 1840-talet, när Robert Stephenson , son till hans ungdomsvän George, försökte utveckla ett sätt att korsa Menaisundet , behöll han både Fairbairn och Hodgkinson som konsulter. Det var Fairbairn som kom på idén om ett rektangulärt rör eller lådbalk för att överbrygga det stora gapet mellan Anglesey och norra Wales . Han genomförde många tester på prototyper på sitt Millwall-varv och på platsen för bron, och visade hur ett sådant rör skulle konstrueras. Designen användes först i ett kortare spann på Conway och följdes av den mycket större Britannia Bridge . Rörbron visade sig i slutändan vara ett alldeles för kostsamt koncept för utbredd användning på grund av den stora massan och kostnaden för smidesjärn som behövdes. Fairbairn själv utvecklade trågbroar i smidesjärn som använde några av de idéer han hade utvecklat i den rörformiga bron.

Skeppsbyggnad

När bomullsindustrin föll i lågkonjunktur diversifierade Fairbairn till tillverkning av pannor för lokomotiv och till varvsindustrin . Han uppfattade ett skepp som en flytande rörformig stråle och kritiserade befintliga designstandarder dikterade av Lloyd's of London .

Fairbairn och Lillie byggde skovelångaren av järn Lord Dundas i Manchester 1830. Svårigheterna som uppstod vid byggandet av järnfartyg i en inlandsstad som Manchester ledde till att denna gren av verksamheten flyttades till Millwall , London 1834– 35. Här byggde Fairbairn över åttio fartyg, inklusive Pottinger på 1 250 ton, för Peninsular and Oriental Company ; HMS Megaera och andra fartyg för den brittiska regeringen, och många andra, som introducerar järnskeppsbyggnad på Themsen . 1848 drog han sig tillbaka från denna gren av sin verksamhet.

Fairbairn drog på sin erfarenhet av konstruktionen av fartyg med järnskrov när han designade Britannia Bridge och Conwy Railway Bridges .

Järnvägslok

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

Fairbairn började bygga järnvägslok 1839 med en 0-4-0 design för Manchester och Bolton Railway . År 1862 hade företaget byggt mer än 400 vid Millwall för företag som Great Western Railway och London och North Western Railway . Men eftersom verket inte hade någon järnvägstillgång, var alla lok tvungna att fraktas på väg.

Pannor

Fairbairn utvecklade Lancashire-pannan 1844. År 1861, på begäran av det brittiska parlamentet , utförde han tidig forskning om metalltrötthet , höjde och sänkte en massa på 3 ton på en smidesjärnscylinder 3 000 000 gånger innan den sprack och visade att en statisk belastning 12 ton behövdes för en sådan effekt.

Han experimenterade med glascylindrar och kunde visa att ringspänningen i väggen var dubbelt så lång som längsspänningen . När en cylindrisk panna misslyckades, sprack den vanligtvis längs sin längd på grund av den höga ringspänningen i väggen.

Denna kunskap om hur ringspänningen ökade med diametern, och hur spänningarna var oberoende av trummans längd ledde till hans uppfinning av Fairbairn -Beeley och hans femrörspannor , där ett enda skal med stor diameter ersattes av flera mindre och mindre stressade, skal. Så småningom skulle detta leda till det nästan universella antagandet av vattenrörspannor med små rör för höga tryck, som ersätter de äldre eldrörskonstruktionerna.

Utredningar

Dee bridge-katastrof

Fairbairn var en av de första ingenjörerna som genomförde systematiska undersökningar av fel i strukturer, inklusive kollapsen av textilfabriker och pannexplosioner . Hans rapport om kollapsen av en kvarn i Oldham visade på de dåliga designmetoder som arkitekter använder när de till exempel specificerar gjutjärnsbalkar för att bära upp tungt belastade golv. I en annan rapport fördömde han användningen av fackverksbalkar av gjutjärn och rådde Robert Stephenson att inte använda konceptet i en bro som sedan byggdes över floden Dee vid Chester 1846. Bron kollapsade i maj 1847 och dödade 5 personer som var passagerare på det lokala tåget som passerade över strukturen vid den tiden. Dee Bridge-katastrofen väckte oro över integriteten hos många andra järnvägsbroar som redan byggts eller kommer att byggas på järnvägsnätet.

Fairbairn genomförde några av de första seriösa studierna av effekterna av upprepad belastning av smides- och gjutjärnsbalkar, och visade att brott kunde uppstå genom spricktillväxt från begynnande defekter, ett problem som nu kallas trötthet . Han byggde storskalig testapparat för studierna och finansierades delvis av Handelsstyrelsen .

Han genomförde även experiment på trycksatta cylindrar av glas och kunde visa att den högsta spänningen i väggen uppstår runt diametern. Det är känt som ringspänningen och är två gånger värdet av den längsgående spänningen som uppstår längs cylinderns längd. Det exakta värdet beror endast på väggtjockleken och det inre trycket. Hans arbete publicerades i Proceedings of the Royal Society och var till stor hjälp för att analysera fel i ångpannor och rör. År 1854 grundade han Manchester Steam Users' Association , som snabbt blev erkänd som sätta nationella standarder för högtrycksångpannor. Som "Associated Offices Technical Committee" för brittiska försäkringsbolag förblir MSUA en nationell certifieringsmyndighet.

Högsta betyg

• Fellow i Royal Society vald 1850 (guldmedalj 1860)
• President för Maskiningenjörernas institution 1854–1855.
• President för Manchester Literary and Philosophical Society (1855–1859)
• Invald i februari 1860 till Smeatonian Society of Civil Engineers
• Utnämnd till Baronet , ( av Ardwick ), 2 november 1869; han hade avböjt ett riddarskap 1861
• En staty står i Manchester Town Hall
• Tilldelades hedersmedlemskap av Institution of Engineers and Shipbuilders i Skottland 1859. [1]
• President för British Association 1861
• Utländsk hedersmedlem av American Academy of Arts and Sciences 1862
• Invald i Scottish Engineering Hall of Fame 2017. [2]

Fairbairn är en av flera anmärkningsvärda ingenjörer som begravs på kyrkogården i St Mary's Church, Prestwich . Antalet närvarande vid hans begravning uppskattades till från 50 000 till 70 000.

Arbetar

• Anmärkningar om kanalnavigering . London: Longman, Rees, Orme, Brown & Green. 1831 . Hämtad 4 juni 2009 .
• En redogörelse för konstruktionen av Britannia och Conway Tubular Bridges . London: John Weale. 1849 . Hämtad 4 juni 2009 .
• Fairbairn, William (1851). Två föreläsningar: Byggandet av pannor och om pannexplosioner, med förebyggande medel .
• På tubulära balkbroar . London: W. Clowes and Sons. 1851 . Hämtad 4 juni 2009 .
• Om tillämpningen av gjutjärn och smidesjärn för byggnadsändamål ( 1:a uppl.). London: John Weale. 1854 . Hämtad 4 juni 2009 .
• Användbar information för ingenjörer . London: Longmans. 1856.
• Järn, dess historia, egenskaper och tillverkningsprocesser . Edinburgh: Adam och Charles Black. 1861 . Hämtad 4 juni 2009 .
• , del I. London: Longmans, Green and Company. 1863 . Hämtad 4 juni 2009 .
• Avhandling om kvarnar och kvarnarbete, del II . London: Longmans, Green and Company. 1871 . Hämtad 4 juni 2009 .
• Experiment för att fastställa effekten av stötar, vibrationsverkan och långvariga förändringar av belastningen på smidesjärnbalkar, (1864) Philosophical Transactions of the Royal Society of London vol. 154, sid 311
• Avhandling om järnskeppsbyggnad: dess historia och framsteg (1:a upplagan). London: Longmans, Green and Co. 1865 . Hämtad 4 juni 2009 .
• Principerna för transmissionens mekanism och maskineri . Philadelphia: Henry Carey Baird. 1871 . Hämtad 4 juni 2009 .

Vidare läsning

• Sir William Fairbairns liv, Bart. , (red. W. Pole, 1877)
•   Richard Byrom (2017). William Fairbairn: Den experimentella ingenjören . Järnvägs- och kanalhistoriska sällskapet . ISBN 978-0901461643

Se även

• Bombay Spinning and Weaving Company
• McConnel och Kennedy Mills

externa länkar

• Media relaterade till William Fairbairn på Wikimedia Commons