從業(yè)超過50年的以色列機(jī)械工程師：在工程計(jì)算上，別信學(xué)校那套！

貝XB2016

么么么么么么么么噠

燃溪

There are many ways to fail (but it only takes one)
& J) ^' }3 V' o5 E
9 u  |5 D4 ^" X5 w- a- e8 I: SWhile 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….
/ z8 x( I* s. {7 _
失效的形式有許多種（但總歸發(fā)生其中一種）
       當(dāng)我講解螺栓的受力的時(shí)候，曾經(jīng)對(duì)一個(gè)工作中的螺栓，從不同的失效形式上計(jì)算過。標(biāo)準(zhǔn)失效形式——螺栓桿的極限拉力拉力，螺紋的剪力（這個(gè)不太常見），螺栓頭的所受的切向力和其他一些不尋常的失效形式。我這么做，是為了讓學(xué)生了解到，雖然螺栓失效的形式多種多樣，但是大部分情況下，它總是在螺栓桿處首先出現(xiàn)問題。然而，在某種特殊的條件下（旋入螺紋太少，被連接件強(qiáng)度太低，等等），螺紋會(huì)首先被剪短。覺得困惑了嗎？我們可以這樣來解釋：……

掛726面

掛726面 發(fā)表于 2016-9-26 15:14
# c: q8 j( v6 b! W. ?& pWhen we pass from high school to university we bring with us the idea that answers are obtained by e ...

# N2 n; y' D8 y0 k- p6 t2 t英語大渣渣，受教了   謝謝
  L4 X2 u! R% ~. X1 c

zhumao6011

1.不要相信他們?cè)趯W(xué)校教你的任何事，真正的生活是非常不同的
2.你應(yīng)當(dāng)馬上拋棄認(rèn)為設(shè)計(jì)問題只有一種正確解答的這種認(rèn)識(shí)，讓你的大腦對(duì)各種觀點(diǎn)敞開大門。
3.設(shè)計(jì)失敗會(huì)有很多不同的形式，所有這些都應(yīng)當(dāng)被考慮。
4.什么先出現(xiàn)？先有雞還是先有蛋？一個(gè)假想設(shè)計(jì)的分析總是從可以調(diào)節(jié)的假設(shè)范圍開始的。

' l- t+ D+ ^/ ^, r+ Z  L

滾刀魚

這只是一篇文章？還是一本書？如果只是一篇文章，請(qǐng)問樓主帖子里面已經(jīng)貼的完整了嗎？
8 L9 l: A0 n' V, \& \" v% K如果是一本書，麻煩樓主能否告訴書名？

小師妹_c937B

滾刀魚 發(fā)表于 2016-9-28 15:40
, l0 {/ G8 |! h) l9 V這只是一篇文章？還是一本書？如果只是一篇文章，請(qǐng)問樓主帖子里面已經(jīng)貼的完整了嗎？
9 J2 L3 k3 p5 F如果是一本書，麻煩 ...

一篇文章，完整的。
; W7 f0 U6 l% T% k

所羅門_x

公主稍等片刻，我這就打開有道。。。。

tedwu

1.        不要再對(duì)學(xué)校里教的那套深信不疑，現(xiàn)實(shí)生活往往大相徑庭。
, Q& V0 ~6 `# x$ F2.        立馬摒棄任何設(shè)計(jì)問題只有一個(gè)正確答案的錯(cuò)誤想法，對(duì)所有備選方案敞開心扉。
3.        設(shè)計(jì)失效多種多樣，考慮上需面面俱到。
4.        無需糾結(jié)于雞先還是蛋先的悖論，設(shè)計(jì)一定基于可修正的假設(shè)。
象牙塔中和現(xiàn)實(shí)生活問題解決的差異
# h8 y% Z% ^% z! e' x, C9 H: P從高中進(jìn)入大學(xué)的時(shí)候，我們被灌輸了這樣一種思想—通過工程計(jì)算來獲得答案。 我們使用分析公式并且被諄諄教誨以至于對(duì)結(jié)果只有好壞（沒有含混和灰色地帶）的觀點(diǎn)深信不疑，我們對(duì)問題的相關(guān)數(shù)據(jù)完全齊備的情況習(xí)以為常。我甚至對(duì)通過驗(yàn)證是否使用問題的所有數(shù)據(jù)來檢查我的答案記憶猶新-是否總是需要使用所有的數(shù)據(jù)來獲得答案？
這絕對(duì)與世隔絕。數(shù)據(jù)從來不是“既定的”，而通常是不完整的，絕無僅有的“正確”公式也實(shí)在不必要。曾經(jīng)有諸多學(xué)子問我采用兩個(gè)不同的公式（輪齒強(qiáng)度和齒面疲勞）的哪一個(gè)來計(jì)算齒輪，實(shí)在難以讓他們理解兩個(gè)公式都是“正確的”并且應(yīng)當(dāng)以最壞情況來計(jì)算。
失敗若水有三千（但你只能取一瓢）
7 E+ P* y0 k3 n  Y我曾經(jīng)在教授螺栓強(qiáng)度的時(shí)候計(jì)算過諸多不同的失效模式下的螺栓強(qiáng)度，我按照“標(biāo)準(zhǔn)”的方法，在螺牙剪切和螺栓頭剪切很少發(fā)生并且各種可能的稀奇古怪的模式基本沒有的情況下只計(jì)算在螺桿的強(qiáng)度。 我表明了雖然一切模式皆有可能，但標(biāo)準(zhǔn)的螺栓基本上都首先在螺桿處發(fā)生破壞。即便如此，在某些情況下（比如嚙合螺牙太少，貼合面太弱等等）螺牙可能首先發(fā)生破壞。覺得又說越亂，待我分解如下：
對(duì)其他可能的失效模式置若罔聞是非常危險(xiǎn)的，第一架英國噴氣式飛機(jī)Comet的設(shè)計(jì)師們就于50年代早期付出飛機(jī)失事和生命消隕的巨大代價(jià)。
! r6 R) `! ~3 y基于現(xiàn)實(shí)生活設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)
: s  x: s& r  r7 g3 P4 D& A吃頭啖湯總是有風(fēng)險(xiǎn)的，高飛的噴氣式飛機(jī)和鋁材的應(yīng)用在當(dāng)年都非常新穎。英國的工程師們也未意識(shí)到重復(fù)解壓載荷和應(yīng)力集中對(duì)鋁材機(jī)身的疲勞強(qiáng)度的影響，只計(jì)算靜載遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
" n4 |% z3 `$ J( u2 U% e/ Y那么當(dāng)時(shí)他們是如何計(jì)算機(jī)身的？在當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)尚在襁褓之中，F(xiàn)EA程序也尚未開始書寫。他們不得已使用應(yīng)力公式和手工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具。即便在當(dāng)今，如無強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)和程序，也難題分析復(fù)雜程度堪比機(jī)身的結(jié)構(gòu)， 我們雖有更好的研究工具但舊問題和挑戰(zhàn)依然揮之不去。
技能、常識(shí)和耐心
6 e( O5 R9 M; p' D  b7 y- c6 [5 d1 `他們必須要做的就是簡(jiǎn)化，每次計(jì)算結(jié)構(gòu)上的構(gòu)件然后對(duì)實(shí)際的零件和組件進(jìn)行測(cè)試。這種方法實(shí)際上是采用計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)試的組合來驗(yàn)證設(shè)計(jì)。我們必須承認(rèn)雖然他們工具粗陋但活干的很漂亮。
我們意欲相信我們?cè)诮裉斓脑O(shè)計(jì)上做得好得多，實(shí)際上是我們的工具比他們的好得多同時(shí)絕大多數(shù)原理近乎雷同。我們用FEA程序構(gòu)建模型和進(jìn)行測(cè)試。在計(jì)算模型而非硬件模型上進(jìn)行測(cè)試僅僅是時(shí)間和成本的差別， 在測(cè)試和分析之前我們?nèi)匀槐仨毺峁┩暾脑O(shè)計(jì)。
先有雞還是先有蛋？
' `/ [# Q- @2 J& ^! C7 Z: L我們陷入了一個(gè)惡性循環(huán)：為測(cè)試我們需要一個(gè)已經(jīng)完成的設(shè)計(jì)，但不經(jīng)過計(jì)算我們就沒法完成設(shè)計(jì)。怎么打破這個(gè)惡性循環(huán)？猜測(cè)！通過經(jīng)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)法則和基于初步設(shè)計(jì)與草圖的粗略計(jì)算。
& B0 ?  x! }  o8 |* y1 N& i記住：早期的假設(shè)是可以回訪和再計(jì)算的，但至少這些假設(shè)讓我們可以開干了。

amone

The risks of designing for the real world

在現(xiàn)實(shí)世界中進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)

- 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.

設(shè)計(jì)新穎的產(chǎn)品總會(huì)伴隨著風(fēng)險(xiǎn)。如今，（作者用were pretty，過去時(shí)，應(yīng)該是在過去談?wù)摦?dāng)今）高速噴氣式飛機(jī)和鋁材的應(yīng)用仍然十分前沿。英國的工程師（應(yīng)該指羅羅航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司）對(duì)鋁合金機(jī)體的疲勞強(qiáng)度和重復(fù)減壓負(fù)荷以及應(yīng)力集中的關(guān)系仍然是認(rèn)識(shí)不足。對(duì)靜載荷的計(jì)算仍然不充分。

  D4 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.

8 r% i: ^2 a# a+ U3 o% ]/ [

那么他們是如何計(jì)算機(jī)體的強(qiáng)度？當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)還只是個(gè)雛形，有限元分析等計(jì)算工具尚未發(fā)明。他們只能手動(dòng)進(jìn)行受力分析計(jì)算。即便是今天，手握強(qiáng)大的計(jì)算工具和軟件，對(duì)機(jī)體這樣復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行（力學(xué)/結(jié)構(gòu)）分析仍然是困難重重。研發(fā)使用的計(jì)算工具有了充足的進(jìn)步但是那些老大難的問題依然沒有解決
  F# A: k, v" m

小師妹_c937B

tedwu 發(fā)表于 2016-9-29 11:41
% t% Y8 S- E% S) f/ A4 L, l1 }; N9 @1.        不要再對(duì)學(xué)校里教的那套深信不疑，現(xiàn)實(shí)生活往往大相徑庭。
8 L3 V3 J+ @, s% r$ B5 n3 a) m2.        立馬摒棄任何設(shè)計(jì)問題只有一個(gè)正確答案的 ...

$ y2 g; h, y) F4 E  G- m$ o大俠的翻譯已經(jīng)可以當(dāng)參考答案了，文字功底很深厚