百家號《愚人之聲》已經發(fā)了許多有關機械與力學的文章。閱讀者可以去好好翻一下,肯定對你有幫助。
這里談談從一個機械產品出發(fā)-為基點,來看看力學應用-這是一個綜合性的問題-機械是主角-看看對力學的需求。
例子是塔式起重機。
工程中的塔式起重機
塔式起重機的多種形式
塔式起重機的藍圖-總圖
軌輪式塔式起重機的簡化形式
就整體而言,穩(wěn)定性是個問題。如:軌輪行走式。需要用剛體力學中的理論力學做靜力學平衡分析:
軌輪式塔式起重機的傾翻研究-受力圖
評判傾翻的力學條件是:支撐力A或B為0
由此獲得安全起吊的最大重量與最遠距離。也能用理論力學的動力學確定它的最佳起吊速度-加速度值。當然還有風力問題-也就是可承受的最大風速。
好了。這些都沒問題。那會不會把他壓垮哪?
這個問題就復雜-麻煩多了。
誰先垮掉?軌輪的軸?軸承?支撐鋼架?包括起吊臂。
升高用的一節(jié)鋼架
它是一種用型鋼制作的網狀形式-鋼架-《鋼結構》或更抽象的-理論模型-桁架《結構力學》的處理對象。他們的研究范圍限定在整體性能的分析與分解。也就是說,他們要給出許多單個鋼件的合理尺寸(長度的允許誤差)與連接方式(焊接、鉚接、螺栓連接等-還包括焊條型號、焊接方式、焊縫長度與高度、……等)。而結構力學則要給出單個桿件的組成方式-靜定的或超靜定的(冗余的)。因為還有一個問題,那就是細長桿的壓力下的穩(wěn)定性問題-這是《材料力學》的研究范疇。是關于軸方向受壓而產生垂直于軸方向的變形問題-力與變形不在同一軸線方向上。
當然,垮掉還有兩個問題,那就是某個桿件-鋼構件受力變形太大(《塑性力學》問題)-或整個長方體鋼架構件的整體或其中的某一個構件變形過大(材料力學-剛度研究),造成別人承載了過多的力而垮掉?;蛘?,整個長方體鋼架構件的某一個構件自身損毀-斷裂-破壞而失效(材料力學-強度研究)。也許是連接處斷裂失效等(《斷裂力學》問題)。
也許之制造精度-尺寸問題。也許是裝配問題-不到位(定位銷?)。
現在的制造精度-還要人工智能與自動控制、監(jiān)測塔機的狀態(tài)-預警與防范等。
當然,還有起吊系統(tǒng)-鋼絲繩的問題、滑輪問題、制動與安全鎖緊等。鋼絲繩是多少股、多少絲、輪子直徑-使鋼絲繩彎折半徑是多少、可以彎折多少次-使用壽命(疲勞問題)。
其實,電梯與它有許多、太多相似之處。