裁下一條圖畫紙,用一只手捏著它的一端,紙條會垂下去,連自己本身的重量都支撐不了。
現在我們只要把這軟弱的紙條折成V形或L形,它便挺直了腰板。不僅能負擔起自身的重量,還能挑起兩盒火柴。
這說明,同一張紙條,能夠承受多大重量,跟它的形狀有關。
物體的形狀影響著它能承受的外力,這是一條重要的力學原理。
這個道理同樣適用于鋼鐵。你看,工地上的塔式起重機、油田上的鉆探井架、工廠的屋架……它們上邊的鋼材不都是V形或L形嗎?這“折起來的鋼鐵”就是大力士的骨骼——角鋼。
把兩個L形鋼材組合在一起,可以成為U形鋼材,這就是槽鋼。槽鋼更是個硬骨頭,巨大的鐵橋,汽車、拖拉機和一些機器的底架都離不開它!
火車腳下的鋼軌要承受巨大的壓力,它是工字型的。火車很重,鋼軌的頂面必須有一定的寬度和厚度來承受壓力;為了使鋼軌穩定,鋼軌的底面也應當有一定的寬度;另外火車的鐵輪上還有一個伸長的邊,為了讓帶邊的車輪能正常轉動,鋼軌還應當有一定的高度。只有工字型鋼材能滿足這三個條件,而且最節省材料。
其實,工字鋼也是“折”起來的鋼鐵,把兩個“U”形的槽鋼背對背組合在一起,不就是工字嗎?
還有一種丁字鋼,又叫T型鋼。我們也可以把它看成是兩個角鋼背到背結合到一起的。