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一个力学问题

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1#
发表于 2020-7-13 21:23:13 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
最近在跟同事沟通的时候,因为一个作用力与反作用力的问题出现了一些分歧,因为公司比较小没人请教,所以把问题发上来,请大家给予指点。
5 O8 d* U* n# K% G: V如下图:8 F9 z2 `. Q3 k/ [
气缸驱动上载板下压,到达机械限位后,压头在弹簧的作用力下,压紧产品,一个典型的压合夹具结构。6 j/ U# G- x; @  w. k* S, J  L
" Y; H& q9 n+ o0 r. M  K3 o8 i
- k' {1 i' P$ k7 ?
; j( q. t4 z4 t" U
底板受力情况?
  D1 y8 u: ]4 l8 ?1 q
. o3 D) B1 B7 B$ ?- K# D% f. h
  • 底板受 F2-F1的力,因为弹簧是反作用力,作用在两个物体上 方向不同,大小一致,不能相互抵消。
  • 底板受F2的力         因为作用在压头上的力,与底板的支撑力,相互抵消了。
  • 底板受F2+F1的力,虽然不知道为什么会出来这个答案,但是我第一次看到这个图的时候,就是这么觉得的,虽然现在感觉应该是错的。
    0 T: U% t4 ?: c  g
5 L  v/ Y- l6 J
请大家帮忙看看,哪一个是对的,其所以然是什么?有些概念有点混淆,勿喷!
7 J) p( g/ _& p6 n) H& P$ \, J4 P8 z" v' `

+ `2 ?. z5 R. z' h$ @
9 K  W" J5 v/ H. D补充内容 (2020-7-14 15:00):# X. z# A0 t+ I; E9 {2 @4 r
感谢各位大神的回答,结论如下:
2 Z. x* w9 g1 c+ j: v$ N; @1、F2-F1:弹簧的作用力分为上下两个方向,向下的力与底板的支撑力抵消,向上的力抵消了F2的压力,相当于F2的力少了,但是底板收到了F2-弹簧F+弹簧F的力,相当于还是等于F2,
/ h, O6 l( G# X/ X: r
$ u; I& O- H+ h  G& L补充内容 (2020-7-14 15:02):$ J* f+ i* j! `
3、F2+F1:我没有计算弹簧的反作用力抵消了F2的力 所以答案2是正确的,梳理清楚了就觉得简单了,尴尬!

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2#
发表于 2020-7-13 22:23:34 | 只看该作者
底板受到的就是压头本身的重力加上弹簧的弹力,跟气缸的力F2没啥关系
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3#
发表于 2020-7-13 22:28:29 | 只看该作者
本帖最后由 lvrzq 于 2020-7-13 22:29 编辑
  A. a, y5 M4 e, d+ V* i/ r; A& m6 s
按图的话,底板受F2的力,机械限位和底板是一体的,弹簧的弹力只看作是一种内力
4 z6 p6 U( Z7 S0 F" I6 U- j感觉楼主想知道的是底板和压头之间的产品受的压力,个人感觉就是弹簧的弹力且小于等于F2忽略压头和弹簧的重力情况下
5 m0 B; g8 f1 `5 B& {1 C
- K1 _/ F# m/ p  [

点评

实际上我想知道底板的受力是怎么样的,感谢你的答案。  发表于 2020-7-14 14:13
赞同你的看法。。。  发表于 2020-7-14 11:13
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4#
发表于 2020-7-13 22:39:13 | 只看该作者
你先把F1解释清楚,是什么、从哪来^_^

点评

F1是弹簧的弹力啊,我文中有说 “压头在他那黄的作用力下 压紧产品”  发表于 2020-7-14 14:14
能搞清的唯一途径  发表于 2020-7-14 07:28
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5#
发表于 2020-7-13 23:24:27 | 只看该作者
把底板从这些物体中分离出来,给底板的力有F1和F2,其它重力不算的话,底板受到的力为F1+F2

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弹簧对上载板是弹簧和上载板之间的内力  发表于 2020-7-14 15:32
那弹簧对上载板的反作用力呢?这个位置要怎么解释?  发表于 2020-7-14 14:18
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6#
发表于 2020-7-14 00:11:56 | 只看该作者
上载板机械限位后弹簧有没有压缩?( M+ e6 e0 e" M0 y; P2 U% F% M2 m6 P' b2 N
1、如果弹簧没有压缩的话,弹簧悬吊着压头。那么底板受力是“零”
! \* `1 e& n$ l$ z- {% W2、如果弹簧没有压缩的话。压头和弹簧的距离正好是在限位的高度。那么底板受力相当于“压头自重”。
/ L3 V6 f# |. {3、如果弹簧有压缩的话,上载板下降到限位,压缩的距离的压力和压头自重就是底板受力!

点评

弹簧是有压缩的,我上文有说“压头在弹簧的作用力下,压紧产品” 1、弹簧没有压缩的话,底板受F2的力,因为机械限位连接了 上载板与 底板 2、这个不好说 我也不太明白 如果连个物体接触 但是各自有平衡力保持平衡.   发表于 2020-7-14 14:17
赞同,先分析弹簧力是拉力还是压力,或者没有力。然后再分析其他的。  发表于 2020-7-14 08:58
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7#
发表于 2020-7-14 08:14:20 | 只看该作者
弹簧对上载板的力是F1,上载板合力为0,那么底板对上载板的支撑力是F2-F1。弹簧对压头的压力是F1,那么压头对底板的力是F1。底板合力就是F2-F1+F1即F2(忽略重力)

点评

你的意思这个有两对力: 1、上载板下压与弹簧对上载板的反作用力 2、压头对底板的反作用力 如果压头对底板有压力F1,那底板就会有相对于压头的支撑力-F1 不会抵消么?你的公式里边没有底板的支撑力啊,不知道我对   发表于 2020-7-14 14:21
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8#
发表于 2020-7-14 08:35:47 | 只看该作者
请大家看清楚再发表意见好吗,不要误人,更体现了自己的无知
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9#
发表于 2020-7-14 08:36:07 | 只看该作者
本帖最后由 梦里啥都有 于 2020-7-14 08:47 编辑
# p) ^/ P- L, d0 ~- h! C' Q
/ O1 n# {. C/ l& W6 X$ G+ @/ S4 }弹簧两边弹力一样   弹力与F2相等(仅仅限制于静止状态 否则加上一个提供加速度的力ma    注意加速度方向 这个问题你搜下电梯就知道了)  也就是弹簧对压头的压力F2     压头F2+压头自重(F1)就是对底板的压力  - q4 R/ [" n8 K6 |8 w$ j* [9 E
底板自重F3* P5 |% n1 l6 Q6 K+ ]
底板由于与地面接触  F=MA A=0 F=0
% J  J  o  w/ m& G5 C  _F2+F1+F3=N(支持力)地面对底板' Q  K" M/ f; f5 t) l( {
问题来了  a3 d9 I7 {) G& L
我好奇如果要分析应力等等的  那么自重和支持力影响么 很奇怪  还是按照F213来算?  求指教  O5 p6 ?# T6 u: \  Y( O
如果加速度向下 那么气缸压力是大于弹力的  向上反之 我没考虑
4 s: N: w4 I; T& m( b& b3 s) e实际F2要按照F弹来理解 以向下为正
0 p, z& T8 G5 A- D$ G9 W" G) g) a向下F弹=F2-ma   也就是F2-MA+F1+F36 j; ~& T7 i1 S  X  v
向上F2+MA...........
9 A" l+ H/ H+ j  i" v. q: r还有注意你的弹簧是压缩还是未压缩还是拉伸状态 我都没考虑
7 u7 S4 ?: B9 x! c2 l, D4 f) ~. H& p5 I

+ L3 O  U8 I9 Q! K补充内容 (2020-7-14 14:11):
+ o. E/ v: {6 A# n4 S7 Z$ H  ^不好意思 由于没看见机械限位
+ D5 A8 M5 o! z5 r大胆点想 我总感觉好奇怪  我感觉限位这个重要 顶多是抗多余的冲击  而且自重也被抵消了 与弹簧的压缩有关  所以顶多与弹簧的弹力还有压头的自重有关  至于我上面说的话无视把
+ j5 [) F. M* w# T0 y6 }% J' Q
. E/ M4 b  \8 j0 [" [8 Y补充内容 (2020-7-14 14:12):* v( ?. K) V4 k5 t7 Z9 Z) S
而且我上面的话 什么加速度的都没意义  最大的压缩肯定是静止的时候  仅仅在未接触限位之前
1 Z1 ]7 j, ~3 O& ~3 _5 [9 T* L3 D4 b. z, C5 H  f
补充内容 (2020-7-14 14:15):8 N! Z' b" F2 J+ I" {# v+ r5 y' W
F2多大没多大的意义的  取未压缩到压缩到限位的压缩量计算的弹力+压头自重6 ^# C; H$ a. C! m) l# h+ E" h$ V
多余的以及上载板自重会被平衡) t# K+ }. ]7 x' o. B
/ W! `  z. b3 W  P6 A0 r( U
补充内容 (2020-7-14 14:19):
2 X5 v6 x  G& ~* S8 C+ ?2 N1 A我脑子有点混了  上面也无视把  我还以为研究受压物体的力度 原来是底板
4 P* l) L* j3 r; q" C6 G9 [. x  V6 o" J- P/ b' X: c5 X4 h
补充内容 (2020-7-14 14:33):: M* g' k! X8 J: p9 g$ C1 y5 W, L
当唠叨就好了 我不肯定是绝对的  我也是很随意的 我下面补充的是:加入压头与地板有一个受压物体 这个模型你可能无视 研究受压物体能不能压
. o- C! m( W; ?1 c
4 d( R% ]- q7 J) |* P) B
' H  U/ |& D9 ?$ ~补充内容 (2020-7-14 14:34):
+ h, m$ O1 R  T6 h. J至于F2与底板的问题 是否过大 过小好不好 过小达不到限位(防止过位)  甚至不能够完整冲压
4 q4 _& U3 B( D4 G' l过大 对机架地板冲击力过大

点评

感谢,我的工作对分析应力这方面仅对稳态情况下进行分析,即 静应力分析 你说的加速度 冲击力 暂时我没有考虑过,等我这个问题解决了,后期做疲劳强度分析的时候 我们可以相互交流下。感谢你的回答  发表于 2020-7-14 14:24
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10#
发表于 2020-7-14 08:47:12 | 只看该作者
底板的受力?条件不足吧,是压头对底板的作用力吧,因为力的作用是相互的,应该分析压头压头重力+弹簧压缩力(压持状态弹簧只能是压缩)=底板对压头的作用力。压头重力一定,弹簧压缩力只与弹簧本身性质状态有关,及此处只与弹簧压缩量有关,弹簧压缩量=机械限位-压头高度-压持产品改变的压头与底板之间距离,所以此处压头对底板的作用力只与压头的重力F2及弹簧的压缩量有关与F1无关

点评

上载板在F2的力量下,向下移动,最后再机械限位与底板接触的情况下停止,保持静止,由此可知,底板是要受F2的力量的,同时机械限位保持与底板贴合,所以弹簧力不会大于F2,谢谢你的答案,我再看看其他的!  发表于 2020-7-14 14:26
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