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标题: 请问为什么这个案例的荷重等于弹簧的力。 [打印本页]

作者: 行为矛盾3611 时间: 2023-3-29 20:12
标题: 请问为什么这个案例的荷重等于弹簧的力。
整体结构如图一所示，平台下方有弹簧，放上工件时不会下沉。需要人手动在上方施加压力才会下降，弹簧从预压缩位置开始再压缩15mm时视为荷重达标。工件分为上下两个部分，机构本身实现的功能是将上下两工件粘紧。
官网计算方式如下：

线圈弹簧（SWY12.5-55×4根）
- 弹簧恒数k：1.12[N/mm]、最大弯曲度Fmax：35.8[mm](目录值)
  装置的无负荷状态下线圈弹簧的弯曲量F1：11[mm](根据模型)、
  根据工件重量为W：3[kg]×9.8＝29.4[N]，
  29.4[N]＜k[N/mm]×F1[mm]=（1.12×11）×4根=49.3[N]
  只放置工件的话装置不弯曲
- 此外，将工件从上方按压最大15[mm]弯曲时的按压荷重P为
  P=k[N/mm]×(F1+15)[mm]×4根-W[N]
  　=1.12×(11+15)×4-29.4=87.08[N]＞50[N]⇒合适
- 个人的疑问是，为什么弹簧的力就可以直接视作荷重了？人手在上方进行下压的力造成的影响呢？
- 一个其它例子，如图二。虽然图一图二情况不完全一样，但图二起码说明应该考虑加速度，用加速度来算接触面的力，回到图一的机构，加速度不知道，怎么就将弹簧的力视为荷重了。
个人思考后的想法，人手施加压力时，动作较慢，将机构的运动近视看作匀速运动，平衡状态，情况变得简单，上面工件与下面工件之间的作用力自然就为弹力。前提条件是人手的动作比较慢，才近视看做匀速。如果我不讲武德，一个手刀或者下劈腿对上部分工件进行下压，那就不能当做平衡状态了，接触面之间的力需要看加速度来计算。
能佐证这点的例子是，利用气缸进行按压的机构中，如果使用了弹簧来控制荷重，通常是弹簧布置在气缸那一边的，卡爪与气缸是通过弹簧非刚性连接。气缸的速度较快，不能看做匀速，但是将弹簧布置在气缸那边，并且保证气缸推杆本身不直接接触工件，而是让弹簧顶着的卡爪去推动工件的话，就无所谓加速不加速都能保证对工件的压力等于弹簧的弹力。如图三（图三功能为等荷重压紧）。
我的想法表达完了，如果上面的想法不对的话，疑问依然是图一为什么可以将弹簧的弹力直接视作荷重。

作者: hxt610 时间: 2023-3-30 06:08
载荷放上去在自由落体及其它因素作用下，对弹簧的压力会大于载荷，这是肯定的。
在这个过程中，弹簧的力是持续增大的，而且弹簧力会增大到大于载荷。
当力平衡后，弹簧会反弹......，如此反复，就变成振荡。
振荡的能量耗尽后，变成相对静止，要说弹簧力=荷重，那是平衡后的结果。

至于你用手压，手并不能视作载荷，它只相对于一个力，一个没有质量的力，弹簧的反力=手的推力这没有问题。
你是否认为手的推力是一个理想化的纯力呢？

作者: hxt610 时间: 2023-3-30 06:15
平面推A、B，B的受力为B的质量×B的加速度

作者: 行为矛盾3611 时间: 2023-3-30 14:21

hxt610 发表于 2023-3-30 06:15
平面推A、B，B的受力为B的质量×B的加速度

这点清楚，但是图一案例整个机构都没有检测加速度的装置，也没有针对加速度作任何说明，为什么就把弹簧的弹力当做荷重了呢？

作者: 行为矛盾3611 时间: 2023-4-2 10:55

hxt610 发表于 2023-3-30 06:08
载荷放上去在自由落体及其它因素作用下，对弹簧的压力会大于载荷，这是肯定的。
在这个过程中，弹簧的力 ...

嗯嗯，考虑极限条件额定话，那如果我一开始就用大于弹簧极限的力去压上方的工件，情况又会如何？就是我一楼说的不讲武德的情况。

作者: 行为矛盾3611 时间: 2023-4-2 11:02

hxt610 发表于 2023-3-30 06:08
载荷放上去在自由落体及其它因素作用下，对弹簧的压力会大于载荷，这是肯定的。
在这个过程中，弹簧的力 ...

理想化的纯力这个概念没有看懂。但是如果只看结果的话可以理解手的力等于弹簧的力。弹簧极限状态下的受力则是好奇，请问如果一开始就用超过弹簧极限的力会如何。（就是如果我一开始给的力就大到足以让弹簧压缩到没有间隙，假设机构不损坏的前提下）

作者: hxt610 时间: 2023-4-3 05:56
不想再回答你的问题了，你就是个奇葩！你应该去做研究员，钻牛角尖那种。
压缩弹簧的极限就是“压死了”，就相当于你的手“怼”到了一个“铁嘎达”上了。
你的手会骨折，会出血......。

多给你普及一下，在超过弹性极限的情况下，拉伸弹簧的极限是断裂，
你用手把弹簧拉断，会摔得很惨......。

作者: 长颈鹿大师兄 时间: 2023-4-3 08:22

hxt610 发表于 2023-4-3 05:56
不想再回答你的问题了，你就是个奇葩！你应该去做研究员，钻牛角尖那种。
压缩弹簧的极限就是“压死了”， ...

题主的思考方式是偏向于理论化。
不过更多的思考也不是那么的没有必要。
或许如你所说，去做研究方向的工作。
很多事情，一下子是搞不清楚的，可以列一个思维导图
把你现有想到和理解的写进去，这在脑海里会有模糊印象，
将来真的碰到类似问题了，可以查询来回忆这些东西。
人脑毕竟极限下，只会记住当下对自己有用的东西。
其他的就交给笔记（当然必须是电子文档），做关键词之类的

我表达一下自己的观点，
个人时间毕竟有限，把时间用在你当下需要的东西上是比较重要的。
不然时光流逝，感觉学习了一些东西，但是没有用起来就又感觉在浪费时间，
周而复始，自信心和坚持力会打折扣，对于机械的兴趣也将变得越来越少。
所以我认为，现实中碰到什么问题了，我们来查资料来应用到解决实际问题上才不枉费自己花进去的时间和投入的精力。
以上个人观点，谢谢。

作者: hxt610 时间: 2023-4-3 14:12

长颈鹿大师兄发表于 2023-4-3 08:22
题主的思考方式是偏向于理论化。
不过更多的思考也不是那么的没有必要。
或许如你所说，去做研究方向的 ...

说得对！

不管是数学还是物理（包括机械、机构），都应该在一定范围内研究。那这个范围就是“域”，我们只能在域里找寻它的规律。

超出范围的规律，不是我们需要的。
比如用“手”压弹簧，如果这个“手”“劲”足够大，那么在“域”外弹簧可能被压碎，可能被压成饼。
这些明显超出我们实用（使用）范围。

如果我们要设计弹簧，也不过找出弹簧的极限应力（失效）也就够了。没有必要去找它的破坏极限。

作者: 长颈鹿大师兄 时间: 2023-4-3 19:32

hxt610 发表于 2023-4-3 14:12
说得对！

就像我现在接触凸轮方面的知识，
使用了CAMTRAX，也只是在简略的使用软件提供给你的东西。
再多的曲线修改就无能为力。
网上搜索了关于凸轮的设计方法，MATLAB是个不错的工具。
也一直想要列为一个flag去学习，但它肯定是很花时间的。
但是这在我现在来看，还是先把基础打磨好。
况且凸轮还是可以先外包出去的，山东诸城很多可以做，也很专业。
这样这个事情它就不是我现在要去做的事情。

专心于当下自己可以去理解和消化的了的东西。
好比打怪一样，大boss肯定会被反KO。
攻小怪，先打磨我的刀。
什么样的能力做什么样的事情。

日精进，喜悦于收获，反思于失败。

作者: 长颈鹿大师兄 时间: 2023-4-3 19:35

hxt610 发表于 2023-4-3 14:12
说得对！

我路子比较野，没有你这样的一些专业名词，
这个世界需要很多的人，服务于不同的行业，获得相对应的薪资待遇
我比较务实，介于设计和制造之间，车间也跑，螺丝也摸，设计也做。

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