請問為什么這個案例的荷重等于彈簧的力。

行為矛盾3611

整體結(jié)構(gòu)如圖一所示，平臺下方有彈簧，放上工件時不會下沉。需要人手動在上方施加壓力才會下降，彈簧從預(yù)壓縮位置開始再壓縮15mm時視為荷重達(dá)標(biāo)。工件分為上下兩個部分，機(jī)構(gòu)本身實(shí)現(xiàn)的功能是將上下兩工件粘緊。
官網(wǎng)計算方式如下：

• 線圈彈簧（SWY12.5-55×4根）
  • 彈簧恒數(shù)k：1.12[N/mm]、最大彎曲度Fmax：35.8[mm](目錄值)
    裝置的無負(fù)荷狀態(tài)下線圈彈簧的彎曲量F1：11[mm](根據(jù)模型)、
    根據(jù)工件重量為W：3[kg]×9.8＝29.4[N]，
    29.4[N]＜k[N/mm]×F1[mm]=（1.12×11）×4根=49.3[N]
    只放置工件的話裝置不彎曲
  • 此外，將工件從上方按壓最大15[mm]彎曲時的按壓荷重P為
    P=k[N/mm]×(F1+15)[mm]×4根-W[N]
    　=1.12×(11+15)×4-29.4=87.08[N]＞50[N]⇒合適
    
  
  
  • 個人的疑問是，為什么彈簧的力就可以直接視作荷重了？人手在上方進(jìn)行下壓的力造成的影響呢？
  • 一個其它例子，如圖二。雖然圖一圖二情況不完全一樣，但圖二起碼說明應(yīng)該考慮加速度，用加速度來算接觸面的力，回到圖一的機(jī)構(gòu)，加速度不知道，怎么就將彈簧的力視為荷重了。
    
• 
  
• 個人思考后的想法，人手施加壓力時，動作較慢，將機(jī)構(gòu)的運(yùn)動近視看作勻速運(yùn)動，平衡狀態(tài)，情況變得簡單，上面工件與下面工件之間的作用力自然就為彈力。前提條件是人手的動作比較慢，才近視看做勻速。如果我不講武德，一個手刀或者下劈腿對上部分工件進(jìn)行下壓，那就不能當(dāng)做平衡狀態(tài)了，接觸面之間的力需要看加速度來計算。
• 
  
• 能佐證這點(diǎn)的例子是，利用氣缸進(jìn)行按壓的機(jī)構(gòu)中，如果使用了彈簧來控制荷重，通常是彈簧布置在氣缸那一邊的，卡爪與氣缸是通過彈簧非剛性連接。氣缸的速度較快，不能看做勻速，但是將彈簧布置在氣缸那邊，并且保證氣缸推桿本身不直接接觸工件，而是讓彈簧頂著的卡爪去推動工件的話，就無所謂加速不加速都能保證對工件的壓力等于彈簧的彈力。如圖三（圖三功能為等荷重壓緊）。
• 我的想法表達(dá)完了，如果上面的想法不對的話，疑問依然是圖一為什么可以將彈簧的彈力直接視作荷重。
  

hxt610

載荷放上去在自由落體及其它因素作用下， 對彈簧的壓力會大于載荷，這是肯定的。
在這個過程中，彈簧的力是持續(xù)增大的，而且彈簧力會增大到大于載荷。
當(dāng)力平衡后，彈簧會反彈......，如此反復(fù)，就變成振蕩。
振蕩的能量耗盡后，變成相對靜止，要說彈簧力=荷重，那是平衡后的結(jié)果。


至于你用手壓，手并不能視作載荷，它只相對于一個力，一個沒有質(zhì)量的力，彈簧的反力=手的推力 這沒有問題。
你是否認(rèn)為手的推力是一個理想化的純力呢？

hxt610

平面推A、B，B的受力為B的質(zhì)量×B的加速度

行為矛盾3611

hxt610 發(fā)表于 2023-3-30 06:15
平面推A、B，B的受力為B的質(zhì)量×B的加速度

這點(diǎn)清楚，但是圖一案例整個機(jī)構(gòu)都沒有檢測加速度的裝置，也沒有針對加速度作任何說明，為什么就把彈簧的彈力當(dāng)做荷重了呢？

行為矛盾3611

hxt610 發(fā)表于 2023-3-30 06:08
載荷放上去在自由落體及其它因素作用下， 對彈簧的壓力會大于載荷，這是肯定的。
在這個過程中，彈簧的力 ...

嗯嗯，考慮極限條件額定話，那如果我一開始就用大于彈簧極限的力去壓上方的工件，情況又會如何？就是我一樓說的不講武德的情況。

行為矛盾3611

hxt610 發(fā)表于 2023-3-30 06:08
載荷放上去在自由落體及其它因素作用下， 對彈簧的壓力會大于載荷，這是肯定的。
在這個過程中，彈簧的力 ...

理想化的純力這個概念沒有看懂。但是如果只看結(jié)果的話可以理解手的力等于彈簧的力。彈簧極限狀態(tài)下的受力則是好奇，請問如果一開始就用超過彈簧極限的力會如何。（就是如果我一開始給的力就大到足以讓彈簧壓縮到?jīng)]有間隙，假設(shè)機(jī)構(gòu)不損壞的前提下）

hxt610

不想再回答你的問題了，你就是個奇葩！你應(yīng)該去做研究員，鉆牛角尖那種。
壓縮彈簧的極限就是“壓死了”，就相當(dāng)于你的手“懟”到了一個“鐵嘎達(dá)”上了。
你的手會骨折，會出血......。


多給你普及一下，在超過彈性極限的情況下，拉伸彈簧的極限是斷裂，
你用手把彈簧拉斷，會摔得很慘......。

長頸鹿大師兄

hxt610 發(fā)表于 2023-4-3 05:56
不想再回答你的問題了，你就是個奇葩！你應(yīng)該去做研究員，鉆牛角尖那種。
壓縮彈簧的極限就是“壓死了”， ...

題主的思考方式是偏向于理論化。
不過更多的思考也不是那么的沒有必要。
或許如你所說，去做研究方向的工作。
很多事情，一下子是搞不清楚的，可以列一個思維導(dǎo)圖
把你現(xiàn)有想到和理解的寫進(jìn)去，這在腦海里會有模糊印象，
將來真的碰到類似問題了，可以查詢來回憶這些東西。
人腦畢竟極限下，只會記住當(dāng)下對自己有用的東西。
其他的就交給筆記（當(dāng)然必須是電子文檔），做關(guān)鍵詞之類的

我表達(dá)一下自己的觀點(diǎn)，
個人時間畢竟有限，把時間用在你當(dāng)下需要的東西上是比較重要的。
不然時光流逝，感覺學(xué)習(xí)了一些東西，但是沒有用起來就又感覺在浪費(fèi)時間，
周而復(fù)始，自信心和堅持力會打折扣，對于機(jī)械的興趣也將變得越來越少。
所以我認(rèn)為，現(xiàn)實(shí)中碰到什么問題了，我們來查資料來應(yīng)用到解決實(shí)際問題上才不枉費(fèi)自己花進(jìn)去的時間和投入的精力。
以上個人觀點(diǎn)，謝謝。

hxt610

長頸鹿大師兄 發(fā)表于 2023-4-3 08:22
題主的思考方式是偏向于理論化。
不過更多的思考也不是那么的沒有必要。
或許如你所說，去做研究方向的 ...

說得對！


不管是數(shù)學(xué)還是物理（包括機(jī)械、機(jī)構(gòu)），都應(yīng)該在一定范圍內(nèi)研究。那這個范圍就是“域”，我們只能在域里找尋它的規(guī)律。


超出范圍的規(guī)律，不是我們需要的。
比如用“手”壓彈簧，如果這個“手”“勁”足夠大，那么在“域”外彈簧可能被壓碎，可能被壓成餅。
這些明顯超出我們實(shí)用（使用）范圍。


如果我們要設(shè)計彈簧，也不過找出彈簧的極限應(yīng)力（失效）也就夠了。沒有必要去找它的破壞極限。

長頸鹿大師兄

hxt610 發(fā)表于 2023-4-3 14:12
說得對！

就像我現(xiàn)在接觸凸輪方面的知識，
使用了CAMTRAX，也只是在簡略的使用軟件提供給你的東西。
再多的曲線修改就無能為力。
網(wǎng)上搜索了關(guān)于凸輪的設(shè)計方法，MATLAB是個不錯的工具。
也一直想要列為一個flag去學(xué)習(xí)，但它肯定是很花時間的。
但是這在我現(xiàn)在來看，還是先把基礎(chǔ)打磨好。
況且凸輪還是可以先外包出去的，山東諸城很多可以做，也很專業(yè)。
這樣這個事情它就不是我現(xiàn)在要去做的事情。

專心于當(dāng)下自己可以去理解和消化的了的東西。
好比打怪一樣，大boss肯定會被反KO。
攻小怪，先打磨我的刀。
什么樣的能力做什么樣的事情。

日精進(jìn)，喜悅于收獲，反思于失敗。