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一个力学问题

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发表于 2020-7-13 21:23:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近在跟同事沟通的时候,因为一个作用力与反作用力的问题出现了一些分歧,因为公司比较小没人请教,所以把问题发上来,请大家给予指点。7 C+ c# b' B+ X  b* X) x1 L; b( J
如下图:8 `+ @$ s0 Y+ B& D# I( v
气缸驱动上载板下压,到达机械限位后,压头在弹簧的作用力下,压紧产品,一个典型的压合夹具结构。1 p1 r! m' u) J) S+ b! H, c/ m

( `  y1 Q1 g  u2 d8 A' i, K( T6 T5 _5 F
* r5 q- c8 ^: v0 y# J# Z' O, n
底板受力情况?
  u# r* U6 m$ j1 |. r6 D3 P7 ]4 _8 X5 F+ Z( F5 L0 @
  • 底板受 F2-F1的力,因为弹簧是反作用力,作用在两个物体上 方向不同,大小一致,不能相互抵消。
  • 底板受F2的力         因为作用在压头上的力,与底板的支撑力,相互抵消了。
  • 底板受F2+F1的力,虽然不知道为什么会出来这个答案,但是我第一次看到这个图的时候,就是这么觉得的,虽然现在感觉应该是错的。
    0 z0 j- n, {9 R& t9 V

, C4 G/ f: [: }请大家帮忙看看,哪一个是对的,其所以然是什么?有些概念有点混淆,勿喷!
2 q7 j) W" H) Z& Q. K8 ~$ X$ i6 g5 D& _& f' w& `

& E; G/ h2 r/ b
, ~$ U) P; n( B补充内容 (2020-7-14 15:00):
8 N6 e) ~" ~0 ?+ _  ^4 R: T7 V感谢各位大神的回答,结论如下:
9 j: l0 J, [- Q4 d# F( b' _1、F2-F1:弹簧的作用力分为上下两个方向,向下的力与底板的支撑力抵消,向上的力抵消了F2的压力,相当于F2的力少了,但是底板收到了F2-弹簧F+弹簧F的力,相当于还是等于F2,5 g7 Q& N$ }/ u4 F$ }

1 A5 y6 \, G( Z) A6 i补充内容 (2020-7-14 15:02):
& t* Q4 I  l2 N5 t3、F2+F1:我没有计算弹簧的反作用力抵消了F2的力 所以答案2是正确的,梳理清楚了就觉得简单了,尴尬!

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发表于 2020-7-13 22:23:34 | 显示全部楼层
底板受到的就是压头本身的重力加上弹簧的弹力,跟气缸的力F2没啥关系
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发表于 2020-7-13 22:28:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 lvrzq 于 2020-7-13 22:29 编辑 / w5 F7 n+ C* f3 @: S5 Y

2 g4 C1 X7 f# x8 v" X2 d) [按图的话,底板受F2的力,机械限位和底板是一体的,弹簧的弹力只看作是一种内力
& j, [# R6 G( r& G) m感觉楼主想知道的是底板和压头之间的产品受的压力,个人感觉就是弹簧的弹力且小于等于F2忽略压头和弹簧的重力情况下
2 |$ k) l" @9 x) G6 `
# _- R! _" S2 U. y+ H  P  [0 n! l# D

点评

实际上我想知道底板的受力是怎么样的,感谢你的答案。  发表于 2020-7-14 14:13
赞同你的看法。。。  发表于 2020-7-14 11:13
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发表于 2020-7-13 22:39:13 | 显示全部楼层
你先把F1解释清楚,是什么、从哪来^_^

点评

F1是弹簧的弹力啊,我文中有说 “压头在他那黄的作用力下 压紧产品”  发表于 2020-7-14 14:14
能搞清的唯一途径  发表于 2020-7-14 07:28
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发表于 2020-7-13 23:24:27 | 显示全部楼层
把底板从这些物体中分离出来,给底板的力有F1和F2,其它重力不算的话,底板受到的力为F1+F2

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弹簧对上载板是弹簧和上载板之间的内力  发表于 2020-7-14 15:32
那弹簧对上载板的反作用力呢?这个位置要怎么解释?  发表于 2020-7-14 14:18
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发表于 2020-7-14 00:11:56 | 显示全部楼层
上载板机械限位后弹簧有没有压缩?: x( t. M2 c% {+ t$ H
1、如果弹簧没有压缩的话,弹簧悬吊着压头。那么底板受力是“零”
8 h. j& q1 q2 D3 f! o5 G$ b# @2、如果弹簧没有压缩的话。压头和弹簧的距离正好是在限位的高度。那么底板受力相当于“压头自重”。
5 d6 Q3 S9 I+ i6 ^/ n: V3 P: p3、如果弹簧有压缩的话,上载板下降到限位,压缩的距离的压力和压头自重就是底板受力!

点评

弹簧是有压缩的,我上文有说“压头在弹簧的作用力下,压紧产品” 1、弹簧没有压缩的话,底板受F2的力,因为机械限位连接了 上载板与 底板 2、这个不好说 我也不太明白 如果连个物体接触 但是各自有平衡力保持平衡.   发表于 2020-7-14 14:17
赞同,先分析弹簧力是拉力还是压力,或者没有力。然后再分析其他的。  发表于 2020-7-14 08:58
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发表于 2020-7-14 08:14:20 | 显示全部楼层
弹簧对上载板的力是F1,上载板合力为0,那么底板对上载板的支撑力是F2-F1。弹簧对压头的压力是F1,那么压头对底板的力是F1。底板合力就是F2-F1+F1即F2(忽略重力)

点评

你的意思这个有两对力: 1、上载板下压与弹簧对上载板的反作用力 2、压头对底板的反作用力 如果压头对底板有压力F1,那底板就会有相对于压头的支撑力-F1 不会抵消么?你的公式里边没有底板的支撑力啊,不知道我对   发表于 2020-7-14 14:21
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发表于 2020-7-14 08:35:47 | 显示全部楼层
请大家看清楚再发表意见好吗,不要误人,更体现了自己的无知
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发表于 2020-7-14 08:36:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 梦里啥都有 于 2020-7-14 08:47 编辑
( E4 J3 t9 k2 \
& B; b# s2 l% W弹簧两边弹力一样   弹力与F2相等(仅仅限制于静止状态 否则加上一个提供加速度的力ma    注意加速度方向 这个问题你搜下电梯就知道了)  也就是弹簧对压头的压力F2     压头F2+压头自重(F1)就是对底板的压力  ' p8 a7 g. Y9 S+ q2 @, [
底板自重F3: o4 P2 W+ L4 A8 d- a9 ~+ q
底板由于与地面接触  F=MA A=0 F=0
( L+ `+ H0 t9 jF2+F1+F3=N(支持力)地面对底板
/ r- P5 w$ s# E0 n8 S/ r/ j- E7 s问题来了# m8 T- @- Z1 k" o
我好奇如果要分析应力等等的  那么自重和支持力影响么 很奇怪  还是按照F213来算?  求指教9 \9 v) I, |* g% k
如果加速度向下 那么气缸压力是大于弹力的  向上反之 我没考虑: z1 Y6 [) P: f) N
实际F2要按照F弹来理解 以向下为正
) L* U, j! J* {8 w; x2 x+ X向下F弹=F2-ma   也就是F2-MA+F1+F3
, {  N$ r! ~& X/ x" @8 \向上F2+MA...........  c! E' }+ O6 ?" ?+ H
还有注意你的弹簧是压缩还是未压缩还是拉伸状态 我都没考虑8 @% e+ [# u! V
/ z" ~' }+ k: Y  Z" N
, U, b0 p' w+ l* Y2 u+ h
补充内容 (2020-7-14 14:11):0 t# `8 @& P/ p( D; d2 J' q- w5 R
不好意思 由于没看见机械限位+ T# U. z0 y9 U5 Z: m5 N) ^
大胆点想 我总感觉好奇怪  我感觉限位这个重要 顶多是抗多余的冲击  而且自重也被抵消了 与弹簧的压缩有关  所以顶多与弹簧的弹力还有压头的自重有关  至于我上面说的话无视把: Q9 f2 R" T1 X' b. s, Q+ W! J' t
" S6 a2 A+ A/ j' w0 t4 y- @
补充内容 (2020-7-14 14:12):) q; d8 n# ^; F* H: |- h. P2 N
而且我上面的话 什么加速度的都没意义  最大的压缩肯定是静止的时候  仅仅在未接触限位之前3 V: g  J/ |- \- ~' U: I1 v# }
8 _# s: _3 i& n9 q/ O% T+ H" ]* e. g
补充内容 (2020-7-14 14:15):
9 p+ t. p. u9 |6 j  u1 HF2多大没多大的意义的  取未压缩到压缩到限位的压缩量计算的弹力+压头自重
$ s' h. n% j6 h' ~多余的以及上载板自重会被平衡, u% ~% l" j9 C# A
! y1 h% c8 _; @0 @8 e
补充内容 (2020-7-14 14:19):
: A1 r( K; w' j% c9 x' l! d- v8 T% p8 I我脑子有点混了  上面也无视把  我还以为研究受压物体的力度 原来是底板: Q; d+ I6 t) ]! @1 |( {. {* d
0 @1 F- \1 q) J4 E+ t
补充内容 (2020-7-14 14:33):9 Z/ ~- h$ i8 u3 [
当唠叨就好了 我不肯定是绝对的  我也是很随意的 我下面补充的是:加入压头与地板有一个受压物体 这个模型你可能无视 研究受压物体能不能压& x! T6 f5 ], y8 W+ c! ]: P
/ q5 Q( R. `( t6 z6 Y
3 j& |) P- \" k8 r! c: e
补充内容 (2020-7-14 14:34):! v. T! E3 T! f' y7 v
至于F2与底板的问题 是否过大 过小好不好 过小达不到限位(防止过位)  甚至不能够完整冲压1 P! Y8 Z  M- a$ n( F) v9 }8 z
过大 对机架地板冲击力过大

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感谢,我的工作对分析应力这方面仅对稳态情况下进行分析,即 静应力分析 你说的加速度 冲击力 暂时我没有考虑过,等我这个问题解决了,后期做疲劳强度分析的时候 我们可以相互交流下。感谢你的回答  发表于 2020-7-14 14:24
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发表于 2020-7-14 08:47:12 | 显示全部楼层
底板的受力?条件不足吧,是压头对底板的作用力吧,因为力的作用是相互的,应该分析压头压头重力+弹簧压缩力(压持状态弹簧只能是压缩)=底板对压头的作用力。压头重力一定,弹簧压缩力只与弹簧本身性质状态有关,及此处只与弹簧压缩量有关,弹簧压缩量=机械限位-压头高度-压持产品改变的压头与底板之间距离,所以此处压头对底板的作用力只与压头的重力F2及弹簧的压缩量有关与F1无关

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上载板在F2的力量下,向下移动,最后再机械限位与底板接触的情况下停止,保持静止,由此可知,底板是要受F2的力量的,同时机械限位保持与底板贴合,所以弹簧力不会大于F2,谢谢你的答案,我再看看其他的!  发表于 2020-7-14 14:26
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