究竟什么才是机械规划?

发布时间:2021-09-13 07:12:45 | 来源:bob投注入口 作者:BOB比赛直播

  墙纸是一种规划。你或许正在穿戴“规划者”规划的衣服。轿车的外观是被“规划”出来的。很显着,规划一词包含的含义十分规模广泛。在上面的比方中,规划主要是指规划一个物件的外观。以轿车为例,它的许多方面都涉及到规划。比方它的机械内部构件(发动机、制动器、悬挂结构等)都需求规划。在规划机械时,工程师或许比艺术家更能表现出某种程度上的艺术性。

  机械规划是研讨怎么发明机械,以使其安全、可靠地作业等的内容。机械的界说是:一个拼装的零件体系,能够以预订和受控的办法传递运动和能量。或更简略地说:一个控制力和运动的体系。一台机器的基本功用是做有用功,机器或多或少都会涉及到能量的传递。在这儿,咱们最重视的是力和运动,当能量从一种方式转换为另一种方式时,机器就发生了运动和力。工程师的使命是剖析和核算这些运动、力和能量的改动,以确认机器中的各个相关零部件的尺度、形状和所需求的资料。这是机械规划的实质。

  当一个规划者需求规划机器的一个零件时,首要有必要理解:任何一个零件的功用和功用都依赖于机器中的其它许多相关零件。因而,这儿咱们是要规划整机,而不是简略地规划独自每一个零件。为此,咱们有必要运用静力学、动力学、资料力学(应力剖析)和资料特性等。

  机械规划的终究方针是确认部件(机器零件)的尺度和形状,并挑选合适的资料与制作工艺,然后使得规划出来的机器能够完结预订的功用而不发生失效。这就要求规划人员能够核算和猜测每个零件的失效方式和条件,然后经过规划防备它失效。这就需求对每一零件进行应力和变形剖析。由于应力是外载荷和惯性力的函数,也是零件几许形状的函数,所以核算应力和变形前,有必要先进行力剖析、力矩剖析、扭矩剖析,以及体系的动力学剖析。

  假如一部待规划的机械中没有运动零件,它的规划使命将变得简略多了,由于这时只需求进行静力剖析。可是,假如一部机器没有运动零件,它就不是机械(由于不符合上面机械的界说);它实践上是一个结构。当然,结构也需求规划以防止失效。事实上,大型外部结构(如桥梁、修建等)也接受着风、地震、交通等引起的动载荷,所以它们的规划也有必要考虑这些工况条件。假如机械运动的十分缓慢,且加快度能够忽略不计,那么对它进行静力学剖析就能够了。可是,假如机械有显着的加快度,就有必要进行动力学剖析,这时加快的零件将是“自己质量的受害者”。

  在静态结构中,如修建物的地板,是规划用来支承分量的,能够经过添加恰当的涣散资料结构件来添加结构的安全系数。虽然这将添加物较重(添加了“死”的分量),可是假如规划妥当,地板或许承载比曾经更多的“活”的分量(有用载荷)而不会失效。但对一个动态机械来说,添加运动零件的分量(质量)或许会发生相反的作用,即下降机械的安全系数、答应速度或有用承载才能。这是由于发生应力的载荷是来自于零件的惯性力,咱们能够用牛顿第二定律,F=ma,来预算它的巨细。由于机械运动零件的加快度取决于它的运动学规划和运转速度,添加运动零件的质量会添加这些零件所受的惯性力,不然就要下降它们的运转速度来防止添加惯性力。即便人们能够经过添加质量来添加零件的强度,可是这种添加或许会因惯性力的添加而大打折扣,乃至被抵消。

  综上所述,咱们在机械规划的初始阶段会面对两难挑选。一般,在确认零件尺度巨细之前,机械的运动进程现已确认。外界作用在机械上的载荷被称为外载。请留意在某些情况下,机械上的外载有或许将很难猜测,例如,运动的轿车上的外载。当规划者不能精确猜测机械所受的外载(如坑洞,硬转弯等)时,从为规划意图而做的实践测验中收集到的对经历数据的统计剖析能够供给一些信息。

  别的,运动加快度已知,但运动零件质量不知道,则发生的惯性力也是有待于确认。这时需求经过迭代获取,即不断重复,或返回到曾经的状况。为此,咱们需求规划一些实验,运用实验装置的质量特性(如质量、重心方位和转动惯量)进行动态受力剖析,以确认作用在零件上的力、力矩和转矩,然后运用实验装置的横截面的几许形状,核算出应力。一般,精确确认机械上一切载荷是规划进程中最困难的事。假如载荷已知,便能够经过核算得到应力。

  最或许的是,在第一次实验中,咱们会发现,咱们的规划资料不能接受当时的应力水平。那么为了完成一个可行的规划,咱们有必要改动形状,尺度,资料,制作工艺,或其他要素,从头规划零件(这便是迭代)。一般,没有经过几回迭代规划进程是很难取得成功的。需求留意,一个零件的质量改动还会影响到作用在与它相连的其他零件上的力,然后导致其他零件也需求从头规划。这是便是相关零件的规划。

  规划能够令人一起感到风趣和懊丧。一般的规划问题办法并不固定,其间许多内容需求具有发明性,这自然会导致有多个处理方案。就如咱们能够看到有很不同品牌和类型的新轿车可供挑选。明显它们不同很大,但你必定会有哪些车好、哪些车差的自己的观点。此外,不同规划,终究的方针也不尽相同。一个四轮驱动车的规划与一个两座位跑车规划的方针会有所不同(虽然其他的车的比方或许包含这两者的特色)。

  对初学规划者来说很重要的是要开辟视界。不要企图以寻觅“正确答案”的不正确办法进行规划,许多问题并没有所谓的“正确答案”。相反,要斗胆!测验一些颠覆性的规划。然后,经过剖析进行测验该规划。假如发现这一规划不合适,也不要绝望;由于经过它,你现已了解了你曾经不了解的问题。失败是成功之母!咱们能够从过错的规划中学到许多东西,能够使下一个规划方案更好。这便是为什么说迭代对成功规划十分重要的原因。

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