力、力矩、力偶等概念

逍遥处士 · 发表于 2014-9-11 21:35:06

本帖最后由逍遥处士于 2014-9-11 21:35 编辑

力、力矩、力偶等概念，都是用来计算能量的。静力学平衡方程，其实是省略了“虚位移”而仅保留了其比值的虚功方程；虚位移或无穷小是不能单个讲的，要讲必须成对成堆讲，讲它们的比值。静力学平衡方程这么一省略，就容易让人迷惑。

杠杆原理的方程式F1*L1 = F2*L2，两边都省略了一项sin(θ)，省略后式子简洁，但物理意义不明确。完整的形式是 F1*(L1*sin(θ))=F2*(L2*sin(θ))，括号內就是虚位移，两边同除sin(θ)，就是杠杆原理。

能量是守恒的，但力不是守恒的！同样的能量放出来，通过改变其位移之比就能将力放大缩小，这就需要形形色色的机构。机构由零件组成，零件由有形的钢铁物质构成，要转换力就要有物质，就有损耗，所以做任何设备都是要花钱的。手工工具除外，机器要运动就要有原动机和转换机构，原动机将能量分解成带一定速度的力释放出来，一般都很快，姑且称之为快力，这种快力如果能直接用就用了，不能直接用就传到机构上变慢，同时变换形式，以达到目地。

力是用来计算能量的中间概念，力矩也是，力偶也是，如果很难分清名词的区别，不妨看其量纲。力矩和力偶量纲都是Nm，这样看来是一种东西叫两个名字，并且看其量纲，跟能量是一样的（J=Nm，焦＝牛米），其实就是该力矩力偶转57°（1弧度）的能量数。若乘以2π（≈6.3），就是其转一圈的能量数。这样看来，力、力矩、力偶就是一种中间量，是计算能量的一种中间名词。

鄙人自从研究虚功原理后，尽废它术，独尊此理，以为静力平衡方程有差，从此不再相信。但研究后又发现，它简化的也不是没有道理。静力学不是将构件假设为刚体么，那么刚体绕轴转动，其上任意一点转过的角度都相同，不存在不同的情况，所以等式两边现在约去的，将来永远都可以约去，于是乎，鄙人复而相信静力平衡方程。此种感觉，就好比蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处。

709079691 · 发表于 2014-9-12 08:40:07

处士，讲的好。那弯矩和剪切应该咋算

利剑lm · 发表于 2014-9-12 09:09:35

佩服，研究很透彻

糊侃一刀 · 发表于 2014-9-12 13:38:18

说的好啊，进步就是在相信、怀疑、再相信、在怀疑

ladison · 发表于 2014-9-12 15:22:58

这个学习过程很有道理，反复琢磨，反复推敲，才能得到其内在。

孤城领主领主 · 发表于 2014-9-12 18:57:57

正在静力学入门途中，想听点实在的

孤城领主领主 · 发表于 2014-9-12 20:18:24

静力学上力的分析，方向总是不好确定，能不能讲点这方面的

solomoon · 发表于 2014-9-12 23:49:12

本帖最后由 solomoon 于 2014-9-13 00:41 编辑

我个人认为虚功原理和材料力学里面的静力学基本上是一个范围的，

他们计算的前提是“小变形”，就是变形量很小，以至于计算的时候，是使用变形前的结构几何形状，还是变形后的几何形状，说得到的计算结果，差别是很小的。
所以严格的从数学的角度来说，这两个方法都是比较“粗糙的”，计算的结果也是近似值。

而且国内材料力学教材的“静力学”和虚功原理，解决的都是小变形下的强度，变形问题，这个方面来说，现在的理论做的相当成熟了，我们做过一些简单梁的实验，各方面控制好的话，有的数据精度几乎到了0.3%，大量数据误差也是在个位数一下的，要是考虑到仪器设备的话，这个误差几乎忽略不计了，和试验符合的很完美。

而实际工作中，特别是大的结构，高强钢的大量使用，出现了在国内传统机械课程中几乎都没讲过的内容，像材料力学，理论力学，弹性力学，板壳力学，结构力学，等等。是两类失稳问题，第一类稳定问题和第二类稳定性问题，或者大变形
这个问题，我在学校的时候也没有接触到，直到工作的时候，才零星的知道点概念，慢慢的找资料，请教牛人，才有了这方面的认识，而且这方面的知识很艰深，也非常重要，大侠要是有兴趣的，推荐看看这方面的内容，

另外，别怪我黑机械，对力学来说，尤其是静力学和稳定性方面的理解，建筑的结构工程师估计得甩机械工程师好几条街，哈哈，
当然这是个总体的感觉，不包含所有的个体，像咱们必威APP精装版下载的包括大侠的几位大神，也能秒杀建筑同行，关键个人修行。

败笔 · 发表于 2014-9-13 08:33:20

大侠，对剪切和弯矩也讲解下啊

crazypeanut · 发表于 2014-9-13 12:40:41

静力学，机械确实玩不过建筑的，机械的精髓是动力学；但是很可惜，我们学的最多的经典力学，也就是理论力学，牛顿力学，主要研究对象是质点及质点系，并不适合处理复杂的机构，可以说是先天不足

处理动力学，复杂机构，适合的是分析力学，也就是拉格朗日力学和哈密尔顿力学，很可惜，这两个都不太好学；拉格朗日力学需要数学分析作为基础，哈密尔顿力学更是需要泛函分析；机械行业就像我们平时所说的，入门容易，阿猫阿狗都行，学精了可真心难

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