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力、力矩、力偶等概念

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发表于 2014-9-11 21:35:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 逍遥处士 于 2014-9-11 21:35 编辑 " r6 K1 C) H1 @

" N" e" r8 X$ k& A& ~. l力、力矩、力偶等概念,都是用来计算能量的。静力学平衡方程,其实是省略了“虚位移”而仅保留了其比值的虚功方程;虚位移或无穷小是不能单个讲的,要讲必须成对成堆讲,讲它们的比值。静力学平衡方程这么一省略,就容易让人迷惑。& C: K% y; e- P- Q3 r7 f# q; h

5 L3 w) s9 B( `- g6 M杠杆原理的方程式F1*L1 = F2*L2,两边都省略了一项sin(θ),省略后式子简洁,但物理意义不明确。完整的形式是 F1*(L1*sin(θ))=F2*(L2*sin(θ)),括号內就是虚位移,两边同除sin(θ),就是杠杆原理。/ O* D6 o: v2 [% `1 s/ G
/ Q' u( a, B! l1 ]  X
能量是守恒的,但力不是守恒的!同样的能量放出来,通过改变其位移之比就能将力放大缩小,这就需要形形色色的机构。机构由零件组成,零件由有形的钢铁物质构成,要转换力就要有物质,就有损耗,所以做任何设备都是要花钱的。手工工具除外,机器要运动就要有原动机和转换机构,原动机将能量分解成带一定速度的力释放出来,一般都很快,姑且称之为快力,这种快力如果能直接用就用了,不能直接用就传到机构上变慢,同时变换形式,以达到目地。: I" G. G( R: C2 L6 {2 n

% g* Y9 ?' V* R* g# o) @5 K3 Z! t力是用来计算能量的中间概念,力矩也是,力偶也是,如果很难分清名词的区别,不妨看其量纲。力矩和力偶量纲都是Nm,这样看来是一种东西叫两个名字,并且看其量纲,跟能量是一样的(J=Nm,焦=牛米),其实就是该力矩力偶转57°(1弧度)的能量数。若乘以2π(≈6.3),就是其转一圈的能量数。这样看来,力、力矩、力偶就是一种中间量,是计算能量的一种中间名词。
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; b$ }  j; o4 h' e# y+ t. C% t# h鄙人自从研究虚功原理后,尽废它术,独尊此理,以为静力平衡方程有差,从此不再相信。但研究后又发现,它简化的也不是没有道理。静力学不是将构件假设为刚体么,那么刚体绕轴转动,其上任意一点转过的角度都相同,不存在不同的情况,所以等式两边现在约去的,将来永远都可以约去,于是乎,鄙人复而相信静力平衡方程。此种感觉,就好比蓦然回首,那人却在,灯火阑珊处。
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发表于 2014-9-12 08:40:07 | 显示全部楼层
   处士,讲的好。那弯矩和剪切应该咋算
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发表于 2014-9-12 09:09:35 | 显示全部楼层
佩服,研究很透彻
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发表于 2014-9-12 13:38:18 | 显示全部楼层
说的好啊,进步就是在相信、怀疑、再相信、在怀疑
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发表于 2014-9-12 15:22:58 | 显示全部楼层
这个学习过程很有道理,反复琢磨,反复推敲,才能得到其内在。
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发表于 2014-9-12 18:57:57 | 显示全部楼层
正在静力学入门途中,想听点实在的
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发表于 2014-9-12 20:18:24 | 显示全部楼层
静力学上力的分析,方向总是不好确定,能不能讲点这方面的

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方向垂直于接触面!  发表于 2014-9-15 18:46
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发表于 2014-9-12 23:49:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 solomoon 于 2014-9-13 00:41 编辑
; r% S1 t) {+ z& D! a+ E& F9 _1 @! g$ s5 r( g" I2 p
我个人认为虚功原理和材料力学里面的静力学基本上是一个范围的,$ p( K0 U: }3 V1 l+ B
' G! H7 S# c. \
他们计算的前提是“小变形”,就是变形量很小,以至于计算的时候,是使用变形前的结构几何形状,还是变形后的几何形状,说得到的计算结果,差别是很小的。
7 O# Z' |2 G4 i. X3 W" ^所以严格的从数学的角度来说,这两个方法都是比较“粗糙的”,计算的结果也是近似值。
4 Y  T$ X5 x( ~; y! ?' R0 K  q8 m5 C& T/ k, }% ~
而且国内材料力学教材的“静力学”和虚功原理,解决的都是小变形下的强度,变形问题,这个方面来说,现在的理论做的相当成熟了,我们做过一些简单梁的实验,各方面控制好的话,有的数据精度几乎到了0.3%,大量数据误差也是在个位数一下的,要是考虑到仪器设备的话,这个误差几乎忽略不计了,和试验符合的很完美。* N% q; m" \: b) t6 x9 y9 ?
8 n: [* s! g3 z/ K6 c' b: o  q
而实际工作 中,特别是大的结构,高强钢的大量使用,出现了在国内传统机械课程中几乎都没讲过的内容,像材料力学,理论力学,弹性力学,板壳力学,结构力学,等等。是两类失稳问题,第一类稳定问题和第二类稳定性问题,或者大变形
/ E, K) T0 `3 {8 n3 ]  r. @( M这个问题,我在学校的时候也没有接触到,直到工作的时候,才零星的知道点概念,慢慢的找资料,请教牛人,才有了这方面的认识,而且这方面的知识很艰深,也非常重要,大侠要是有兴趣的,推荐看看这方面的内容,
) I4 ~6 e2 L: J2 H# ]
0 V" D1 _, D5 [! f. b8 c' H另外,别怪我黑机械,对力学来说,尤其是静力学和稳定性方面的理解,建筑的结构工程师估计得甩机械工程师好几条街,哈哈,
% Z( ]# f- G' x# L( a, F当然这是个总体的感觉,不包含所有的个体,像咱们论坛的包括大侠的几位大神,也能秒杀建筑同行,关键个人修行。: G  Z, t2 q. z, b* n- l

6 ~4 ?) B, i  o$ o

点评

恩,机械确实比建筑精细多了,参数,尺寸,安全余量,要求都严格的,控制不好很容易出事,而且我个人感觉机械对材料的要求要高,建筑常用的材料就很少了,混凝土,木,型材,慢慢的有膜结构了,机械就广很多了  发表于 2014-9-13 18:47
大神说的很对,建筑标准多,计算也要求严格。您要求太高了,我接触的几位,很有水平,一注结构也不好考啊。不过有时候,他们配筋计算,算算就得了,反正钢筋也不值几个钱,不过他们的概念还是大部分人还是很清晰的,  发表于 2014-9-13 18:42
大虾说的非常地道,体会不错啊,有一点,国内玩建筑的,力学水平是不高的,普遍比较低,当然了,建筑规范严格,限制多,也是一个方面,但论玩建筑的‘精细化’,他们比玩机械的就差的非常多,这个我有体会,哈哈,  发表于 2014-9-13 14:27
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发表于 2014-9-13 08:33:20 | 显示全部楼层
大侠,对剪切和弯矩也讲解下啊
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发表于 2014-9-13 12:40:41 | 显示全部楼层
静力学,机械确实玩不过建筑的,机械的精髓是动力学;但是很可惜,我们学的最多的经典力学,也就是理论力学,牛顿力学,主要研究对象是质点及质点系,并不适合处理复杂的机构,可以说是先天不足2 A, s5 K: I3 M/ o

( T8 c6 C% v% H1 j3 A$ j; U处理动力学,复杂机构,适合的是分析力学,也就是拉格朗日力学和哈密尔顿力学,很可惜,这两个都不太好学;拉格朗日力学需要数学分析作为基础,哈密尔顿力学更是需要泛函分析;机械行业就像我们平时所说的,入门容易,阿猫阿狗都行,学精了可真心难

点评

说的没错  发表于 2015-1-9 13:51
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