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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。
  z7 |4 N* P7 `7 x如下图:4 k* R- M0 Q) d/ A8 W+ N" C
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。# _2 E/ j4 c4 p; v1 O! H/ W
2 S  o6 ^* \8 Y- x: O; X0 Z

$ n) r% X7 D9 h5 y9 D  F" l' y9 S4 k
- l" W' q$ G/ J$ o( w3 {3 S' i底板受力情况?: a: M* v' i, p: S" \
0 t  L: j. ~5 l
  • 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。
    $ m. `/ h* F* W2 h, L* \

8 @% `) j  N- r! [/ C! }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!7 k, N5 A, _  X& Q

1 ]7 _2 H3 W: T' m
6 z' P+ \+ y" {) s  ]' M  M- U% h* i' s) q( b
补充内容 (2020-7-14 15:00):& `: s$ A) c/ m( |  E& V: c
感谢各位大神的回答,结论如下:& Z' p/ a2 k& F% R6 S; V! y% Q: Q% y
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,
* x* f8 C! X$ p0 B5 i  U( t' |, ?8 _3 h) `4 j; A
补充内容 (2020-7-14 15:02):
( }( `7 ]0 O& @2 z. ?+ N( a3、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 : P" e- x( ^' ?$ ~5 x: D& V/ m

- c& r# s4 B! ]& T; T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1 Y% [3 J, w; p1 e
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8 B! |( n2 Q. \' u! Q" i# R
# Y0 \% ]6 q& S; s3 ]' L# f( K

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^_^

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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?
; o4 B9 n2 E' v4 \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”
/ l0 {% o" L5 L  ?) A: o2、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”。/ L& \1 ]! P: ~. S
3、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 $ ]0 J. `8 I- T5 @" b% F2 V

# b7 Q. T5 [# z) c+ d( s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  * X& M. d; q7 g
底板自重F3: g/ v$ G4 q* n, X) C# C% x6 {
底板由于与地面接触  F=MA A=0 F=0
8 Y; S" Z; ]/ b+ {& p' m7 GF2+F1+F3=N(支持力)地面对底板
5 z+ k) D# {& n7 c6 J问题来了5 o. B. ]7 K4 K7 P+ W! O. U# Z( n
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
, N; ]& m/ i5 P7 ?+ ?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
" o4 E( j. Y- _实际F2要按照F弹来理解 以向下为正1 `5 S; P# B! k7 k4 \
向下F弹=F2-ma   也就是F2-MA+F1+F3) j% A. A# x) b; A0 O: e
向上F2+MA...........$ |6 j) h8 d5 e1 L; y6 j9 V, g9 }
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$ j" ?1 y& u6 C+ c
7 N! Q4 j" l' \9 v5 F0 ~( y

, ?' `- t' M+ V- H补充内容 (2020-7-14 14:11):1 j2 S. @+ A5 N6 s& r0 E
不好意思 由于没看见机械限位& m" A7 G/ s$ m2 v) v$ a
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
: K1 u& B! q6 J9 r. Y0 B; U1 u+ ?0 y9 T8 Q! F) C
补充内容 (2020-7-14 14:12):
' R* Z% x8 p, f4 p$ t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
1 m1 u% m% d8 S6 c) D9 P, s" D3 [* i2 B7 i8 R8 N4 E8 S- }+ Z9 a
补充内容 (2020-7-14 14:15):
% Z' ?( T4 l9 w- m$ wF2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
+ V* w8 G; ~9 g  W多余的以及上载板自重会被平衡
6 C1 O* _6 M& v( D/ K; |+ m+ C# Y9 h: \. a  l9 }* v* S2 @( @
补充内容 (2020-7-14 14:19):
/ _, ~" A( U' v+ a+ V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0 `" U) y9 h' F& J& ]4 d+ Y
) x% N6 ?8 m$ G8 c7 k% l
补充内容 (2020-7-14 14:33):
& L6 ~( a! x' C3 E# M+ z& y3 E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
( S9 P, v; ?8 E/ F  ^) a" `  o1 u/ F$ w8 q' l
3 x/ ~) l1 m: t8 w
补充内容 (2020-7-14 14:34):
5 x) _' X' c7 }: Z* E. G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7 j! b1 w9 V% z& Q
过大 对机架地板冲击力过大

点评

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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