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機械社區

標題: 淺談理論力學在機械領域上的應用 [打印本頁]

作者: liufei0368 時間: 2019-3-22 21:26
標題: 淺談理論力學在機械領域上的應用

相信各位群友對理論力學都不陌生，想當年大學時候這門課是我們機械專業學分最高的一門課，學起來超級吃力，傳說也是最容易掛科的一門課。工作前兩年做非標設計，最多用了一些材料力學里面的知識，計算軸類、板類零件的彎矩扭矩值，通常也都是用有限元分析軟件算算。然后大部分時間都在使用機械設計手冊，查公差，螺釘，螺母，彈平墊等重復性的技術工作，因為產品大體類似，我就照葫蘆畫瓢跟著別人，別人怎么畫我也怎么畫，反正最后修修補補都裝上了，定位精度，重復定位精度也都通過檢測調整滿足使用要求了。但上一段工作中都從未涉及過理論力學里面的知識，可能也是上一份工作做得產品對質量沒有特別苛刻的要求吧。

下面說我第二份工作，也是目前所從事的航天器結構機構設計，在這里工作更偏重研發，主要工作就是寫設計方案報告，偶爾也具體設計一些簡單的試驗工裝。在這份工作中，工作重點即在產生想法和創意，而不是之前具體按照別人的想法來畫圖外協投產加工了。在航天器設計過程中，至少要經歷四個階段，分別是可行性論證階段、方案階段、初樣研制階段，正樣研制階段。其中，我主要負責可行性論證和方案階段的工作。針對客戶任務需求，開展多種載荷和平臺的初步設計優選工作，判斷其難點和資源成本周期等等，進而進行初步設計，并完成原理樣機設計、制造和試驗工作。

啰里啰唆那么多，下面來講這篇文章重點，即理論力學在機械領域上的應用。在這里，我們把航天器結構機構設計作為機械領域里面的一個分支。我主要針對日常工作中所接觸的航天器設計來展開描述。航天器顧名思義就是在外太空領域按照一定軌道繞行星飛行的飛行器。最近比較火的電影《流浪地球》里面的國際空間站就屬于航天器里面的一種低軌飛行器。一般按照軌道高度可將航天器分為低軌，中軌和高軌衛星。這些衛星在軌道上運行時是滿足牛頓定律的，即這些航天器要想脫離地球引力，必須達到第一宇宙速度(7.9Km/s)才能成為衛星繞地球飛行。這也是為什么火箭發射速度那么大馬赫了，將是為了最終能將這些航天器推送到第一宇宙速度以上。那么問題來了，第一宇宙速度只是讓航天器成為繞地球飛行的低軌衛星，那中高軌衛星是怎么達到那么高軌道高度呢？

這里分為兩種情況，第一種是火箭上面級直接將航天器推送到高軌高度，而且能達到相應的宇宙速度；第二種情況是航天器靠自身軌道機動從低軌爬升到高軌。貌似越寫越偏，下面馬上回到正題，航天器在機動變軌時是滿足理論力學里面的動量定理的，在太空中沒有重力壞境下，外力作用基本為零，若想讓航天器產生變軌的速度，則通常采用將化學能轉化為推力器的反向推力的機械能，這個時候對一個大質量的剛體來說，其推力作用方向相對于整星質心位置就非常重要。同時，航天器作為一個具有機動能力的飛行器，其常常會調整其自身姿態，那么對于一個剛體而言，其各軸轉動慣量值得大小直接決定了其自身調整姿態的難易程度。因此作為結構設計工程師需要對其飛行器自身結構重量分布具有把控能力。

在航天器結構機構設計過程中，設計到一些艙門閉合、太陽雙翼展開等動作，這些動作常常有是剛體平面運動分析里面的質點運動分析，由此來計算整個機構在運動過程中軌跡包絡，確保軌跡包絡運動范圍內無設備物理遮擋等問題。

總而言之，在機械工程領域，尤其是機構領域，理論力學中平面匯交力系、剛體平面運動，動量動能定理是解決機構設計方案階段，機構內構件受力情況，機構各關節點運動情況的基礎和核心。

作者: Wukui* 時間: 2019-3-22 21:54
然而很多所謂的老師傅一句話，不要去算，算不準的，沒有算得必要

作者: zmztx 時間: 2019-3-22 22:32
還有：機械振動，減震隔震以及隔沖設計

作者: ygang86 時間: 2019-3-22 22:42
算這么多一個月多少錢？

作者: 曉昀 時間: 2019-3-22 23:23
真正的研發和設計對每一個零件都要做計算的，當然也包括力學計算。有時候沒有計算或者不計算是因為做的多了，有經驗了，有些結構能估算出來。

作者: 蔡皓618 時間: 2019-3-22 23:32
算這么多一個月多少錢？

作者: 菜鳥3號 時間: 2019-3-23 08:11
一段操作猛如虎

作者: 清風過境 時間: 2019-3-23 09:47
這種對理論水平要求很高呀，所以收入到底多少啊？？

作者: loveskycc 時間: 2019-3-23 10:57

Wukui* 發表于 2019-3-22 21:54/ _* e$ e2 w4 l& L; L
然而很多所謂的老師傅一句話，不要去算，算不準的，沒有算得必要

因為他們沒有系統科學的一整套方法，不過也和公司實力以及人員素質有關。。。很多公司干了二三十年和干二三十天沒什么區別，缺乏數據庫積累

作者: 隨X風 時間: 2019-3-23 13:02
沒有嚴謹的計算，注定不會高尖端

作者: liufei0368 時間: 2019-3-23 15:48

zmztx 發表于 2019-3-22 22:32, J. v# D/ c H% p V( q6 N
還有：機械振動，減震隔震以及隔沖設計

過段時間再結合工作經驗，寫寫機械振動在機械領域的應用，做一個基礎理論知識（數學、材料、力學、機械原理等）在機械領域的應用分析專題

作者: 遠祥 時間: 2019-3-24 19:52
挺高端理論的啊。

作者: hxl11 時間: 2019-12-17 21:20

作者: guwq0724 時間: 2020-3-14 21:35
曾聽前輩說“先有數據的叫開發，先有圖形的叫抄襲”，不知真假。

作者: liufei0368 時間: 2020-3-15 12:44

guwq0724 發表于 2020-3-14 21:35
" x( Z* W; U9 A6 P5 J* T. N4 ]0 v% ]曾聽前輩說“先有數據的叫開發，先有圖形的叫抄襲”，不知真假。

不能完全這么說，有時在機構計算前，設計構思已完成，此時數據計算只是為了驗證機構的合理性

作者: guwq0724 時間: 2020-3-15 17:09

liufei0368 發表于 2020-3-15 12:44
) {8 j. @ f3 ~/ q6 [不能完全這么說，有時在機構計算前，設計構思已完成，此時數據計算只是為了驗證機構的合理性

構思過程也在計算

作者: 初聽與爾 時間: 2020-7-15 16:59

菜鳥3號發表于 2019-3-23 08:110 |9 y7 b$ n4 W1 w
一段操作猛如虎

哈哈哈

作者: 杜先生_turbo 時間: 2020-7-16 09:16
這才是真正的科研

作者: 南天橫翼 時間: 2020-7-16 16:04
樓主也在西安？

作者: 真心學習者 時間: 2020-7-30 13:46
學習

作者: 麥格Meg 時間: 2022-3-22 09:59
今天剛好遇到了mechanical翻譯成機械還是力學的問題。然后就看到這個帖子，部分解答了本人的疑惑。感謝。

作者: 穹頂之光 時間: 2022-3-28 17:08
要學的挺多

作者: Quercusalba 時間: 2024-11-28 19:58
長見識了，感謝分享

作者: 強walls76 時間: 2025-2-20 15:10
是的，但是理論計算太費時間。老板不允許

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