从业超过50年的以色列机械工程师：在工程计算上，别信学校那套！

贝XB2016

么么么么么么么么哒

燃溪

There are many ways to fail (but it only takes one)
& J) ^' }3 V' o5 E
While teaching strength of bolts I once calculated a bolt for a number of different possible failure modes. I calculated for the “standard”, the pull strength of the core for the less common shaving of the threads and also for shearing of the head and a few more bizarre possible modes. I showed that, although all are possible, the standard bolts will nearly always fail at the core first. However, under certain conditions (too few mating threads, a weak mating material, etc) the threads might shave first. Confused? Let me explain….

失效的形式有许多种（但总归发生其中一种）
2 ?8 @0 B+ v& ?& @当我讲解螺栓的受力的时候，曾经对一个工作中的螺栓，从不同的失效形式上计算过。标准失效形式——螺栓杆的极限拉力拉力，螺纹的剪力（这个不太常见），螺栓头的所受的切向力和其他一些不寻常的失效形式。我这么做，是为了让学生了解到，虽然螺栓失效的形式多种多样，但是大部分情况下，它总是在螺栓杆处首先出现问题。然而，在某种特殊的条件下（旋入螺纹太少，被连接件强度太低，等等），螺纹会首先被剪短。觉得困惑了吗？我们可以这样来解释：……

挂726面

挂726面 发表于 2016-9-26 15:14
When we pass from high school to university we bring with us the idea that answers are obtained by e ...

英语大渣渣，受教了 谢谢

zhumao6011

1.不要相信他们在学校教你的任何事，真正的生活是非常不同的
2.你应当马上抛弃认为设计问题只有一种正确解答的这种认识，让你的大脑对各种观点敞开大门。
7 W* I, E7 Y4 a, o* y0 F! a3.设计失败会有很多不同的形式，所有这些都应当被考虑。
" s7 S! b3 t9 i4 T1 ~" q4.什么先出现？先有鸡还是先有蛋？一个假想设计的分析总是从可以调节的假设范围开始的。
/ z; o0 ?( }, {) K
) N F O/ y- M C9 \

滚刀鱼

这只是一篇文章？还是一本书？如果只是一篇文章，请问楼主帖子里面已经贴的完整了吗？
" s, N( `4 T/ N如果是一本书，麻烦楼主能否告诉书名？

小师妹_c937B

滚刀鱼 发表于 2016-9-28 15:40
这只是一篇文章？还是一本书？如果只是一篇文章，请问楼主帖子里面已经贴的完整了吗？
如果是一本书，麻烦 ...

一篇文章，完整的。

所罗门_x

公主稍等片刻，我这就打开有道。。。。

tedwu

1. 不要再对学校里教的那套深信不疑，现实生活往往大相径庭。
2. 立马摒弃任何设计问题只有一个正确答案的错误想法，对所有备选方案敞开心扉。
) P' T' F4 W$ K* h6 @3. 设计失效多种多样，考虑上需面面俱到。
4. 无需纠结于鸡先还是蛋先的悖论，设计一定基于可修正的假设。
: T9 z: e! M2 i象牙塔中和现实生活问题解决的差异
从高中进入大学的时候，我们被灌输了这样一种思想—通过工程计算来获得答案。 我们使用分析公式并且被谆谆教诲以至于对结果只有好坏（没有含混和灰色地带）的观点深信不疑，我们对问题的相关数据完全齐备的情况习以为常。我甚至对通过验证是否使用问题的所有数据来检查我的答案记忆犹新-是否总是需要使用所有的数据来获得答案？
这绝对与世隔绝。数据从来不是“既定的”，而通常是不完整的，绝无仅有的“正确”公式也实在不必要。曾经有诸多学子问我采用两个不同的公式（轮齿强度和齿面疲劳）的哪一个来计算齿轮，实在难以让他们理解两个公式都是“正确的”并且应当以最坏情况来计算。
失败若水有三千（但你只能取一瓢）
我曾经在教授螺栓强度的时候计算过诸多不同的失效模式下的螺栓强度，我按照“标准”的方法，在螺牙剪切和螺栓头剪切很少发生并且各种可能的稀奇古怪的模式基本没有的情况下只计算在螺杆的强度。 我表明了虽然一切模式皆有可能，但标准的螺栓基本上都首先在螺杆处发生破坏。即便如此，在某些情况下（比如啮合螺牙太少，贴合面太弱等等）螺牙可能首先发生破坏。觉得又说越乱，待我分解如下：
9 [$ {5 H$ _& [( ^( G对其他可能的失效模式置若罔闻是非常危险的，第一架英国喷气式飞机Comet的设计师们就于50年代早期付出飞机失事和生命消陨的巨大代价。
5 U0 j2 q# W C2 Q* x" N基于现实生活设计的风险
7 p% M8 F, V. F5 o吃头啖汤总是有风险的，高飞的喷气式飞机和铝材的应用在当年都非常新颖。英国的工程师们也未意识到重复解压载荷和应力集中对铝材机身的疲劳强度的影响，只计算静载远远不够。
那么当时他们是如何计算机身的？在当时计算机尚在襁褓之中，FEA程序也尚未开始书写。他们不得已使用应力公式和手工的结构设计工具。即便在当今，如无强大的计算机和程序，也难题分析复杂程度堪比机身的结构， 我们虽有更好的研究工具但旧问题和挑战依然挥之不去。
技能、常识和耐心
他们必须要做的就是简化，每次计算结构上的构件然后对实际的零件和组件进行测试。这种方法实际上是采用计算和实验测试的组合来验证设计。我们必须承认虽然他们工具粗陋但活干的很漂亮。
0 q+ p& r) f' v0 T6 M, p$ K7 Y我们意欲相信我们在今天的设计上做得好得多，实际上是我们的工具比他们的好得多同时绝大多数原理近乎雷同。我们用FEA程序构建模型和进行测试。在计算模型而非硬件模型上进行测试仅仅是时间和成本的差别， 在测试和分析之前我们仍然必须提供完整的设计。
3 S2 ^& B; V/ Q. ?+ X: j& G- X先有鸡还是先有蛋？
, c6 C0 S+ {/ P) @2 Z. o. H我们陷入了一个恶性循环：为测试我们需要一个已经完成的设计，但不经过计算我们就没法完成设计。怎么打破这个恶性循环？猜测！通过经验、经验法则和基于初步设计与草图的粗略计算。
. I+ u7 w6 F, m6 W% M记住：早期的假设是可以回访和再计算的，但至少这些假设让我们可以开干了。

amone

The risks of designing for the real world

在现实世界中进行实战设计的风险

- R! A1 j5 \+ ~. |. e& _

It is always risky to design something new. High flying jets and the use of aluminium were pretty new in those days. British engineers also failed to realise the effects of repeating decompression loads and stress concentrations on the fatigue strength of the aluminium airframe. Calculating for static loads was just not enough.

设计新颖的产品总会伴随着风险。如今，（作者用were pretty，过去时，应该是在过去谈论当今）高速喷气式飞机和铝材的应用仍然十分前沿。英国的工程师（应该指罗罗航空发动机公司）对铝合金机体的疲劳强度和重复减压负荷以及应力集中的关系仍然是认识不足。对静载荷的计算仍然不充分。

& f6 ?) k* f$ G' _. z$ tD4 X0 o1 N1 j2 I6 S. i

How did they calculate their airframe then? Computers were still in their infancy and FEA programs were not written yet. They had to use stress formulas and manual structural analysis tools. Even today, with our powerful computers and programs, it is not easy to analyse a structure as complex as an airframe. We have better research tools but the old problems and challenges are still there.

那么他们是如何计算机体的强度？当时计算机还只是个雏形，有限元分析等计算工具尚未发明。他们只能手动进行受力分析计算。即便是今天，手握强大的计算工具和软件，对机体这样复杂结构进行（力学/结构）分析仍然是困难重重。研发使用的计算工具有了充足的进步但是那些老大难的问题依然没有解决

小师妹_c937B

tedwu 发表于 2016-9-29 11:41
, x& S, N0 T& E4 p* e% I1. 不要再对学校里教的那套深信不疑，现实生活往往大相径庭。
2. 立马摒弃任何设计问题只有一个正确答案的 ...

7 I$ {/ S7 P, B% [7 s大侠的翻译已经可以当参考答案了，文字功底很深厚