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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。+ U  T$ B/ A1 \2 k6 Z9 i3 A
如下图:- b  L& k8 S5 B& [2 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。1 R8 S2 X! n" t# W) x3 z+ M5 f
/ H5 E' \0 L8 `3 L
) T% r4 V9 q0 A% M

9 D- |: f3 m; J+ n# ^9 p, \底板受力情况?
# ~  A+ k- s2 E; {
. W9 O  D$ G- e" b( I! |& h
  • 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。/ {3 D4 T8 m5 K" r+ }" F
; U8 Q5 J+ y0 @7 T( Q( H0 a1 d# p
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!
/ k3 L' l0 N3 Z$ }. p2 S5 B4 ]
2 @3 W, T+ I) e2 N7 \- D& e

8 r; C7 ^; Q4 p; u补充内容 (2020-7-14 15:00):
% p1 `/ Y, v7 s7 x1 W, n感谢各位大神的回答,结论如下:
& T" ^( u9 B' I- p1 `+ E# w1 m9 Z& \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F2,7 ]/ a9 E% H! ~6 ~

, L0 {. H( V# t% `  z2 E补充内容 (2020-7-14 15:02):: q9 X5 x, x; D, W* z9 S' J
3、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
# f3 Y  f0 g1 M$ a! s  [! `2 ~) ~4 _& x  `
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8 M1 O7 N% b* \6 [" d" 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
" G( e2 x5 W: F7 h! P% F, P1 R, @( I

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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?4 h' r6 Z* `* h( H) W/ j
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”# ?9 S# a% Q; z. l5 p. [
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”。
% h2 w' N! S. j3、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!

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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)

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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
3 ~% R+ p+ }1 F6 O1 N3 g( S2 W0 W) o! @; P
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  
  [4 Z6 d1 v! r% ?( Y5 g4 Z底板自重F3) |: F4 S; d3 y( @: `. I: B
底板由于与地面接触  F=MA A=0 F=0
6 x6 [. A9 `4 X8 o! `F2+F1+F3=N(支持力)地面对底板
5 n7 ?: b. m* ^8 t问题来了
, B& N) n6 U. e" _  c) v5 j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
, a/ ^8 d& {* C6 E( K! T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5 T; s; D; _/ E2 Y, y# e
实际F2要按照F弹来理解 以向下为正
- c- g9 j$ A7 O9 x- P: _  t/ H向下F弹=F2-ma   也就是F2-MA+F1+F32 ]3 t, e+ I  B
向上F2+MA...........) N( C: Z! G1 g2 C" X1 k
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
, G0 n& U- `* q) g
- @7 K4 {: I/ Q; k  i
: r- s1 @# ]# H/ s0 c! N8 R8 f/ H3 N补充内容 (2020-7-14 14:11):
7 T) _7 H' K! W: v9 ]不好意思 由于没看见机械限位" r7 B2 [/ Y4 H# x- P3 w' p1 p
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
2 ~3 }+ \+ y1 S, T3 u6 [! G
2 P1 P! n( n' j$ I; g9 z" e' Y补充内容 (2020-7-14 14:12):
( B- ]2 |; L9 b" {/ o, c. [+ f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 B/ ]% u. S+ O# m4 v7 C6 B. n
& ~: b, F: Q8 t* W# `补充内容 (2020-7-14 14:15):2 J) H& {8 i. A% H& V  w3 v. b# e
F2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
) f* s+ F+ X4 ], R! d$ l/ N- V多余的以及上载板自重会被平衡# `% G9 ]3 x7 A0 Q& I- p- j
4 B* h- M+ n6 ^& I6 h4 {
补充内容 (2020-7-14 14:19):
- C- W1 N9 _; c# t4 U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. B: m& I! G, u; D, {, H: s( g
9 A$ o8 \0 t7 t8 k. p& t
补充内容 (2020-7-14 14:33):7 v* p8 z9 E  e* q+ u
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; K9 e+ k" ]. o3 n; R9 C9 z
9 P0 A# _# R5 l% U4 g; W

* a7 y3 ]4 F  {3 ~4 {& i- Y( y补充内容 (2020-7-14 14:34):, n7 B6 R9 O; Q& `' G) i( K3 s
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/ v9 @/ M8 c2 g; ^; X8 ~
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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