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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。, ]/ b* f% N4 j, _
如下图:
5 S8 ?* J! u& B5 r7 _  f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。# ]& o# P. \; c. e* D- v: `
/ v" b5 ^! l/ j: [- J$ }$ R% n/ Z

. r! `4 {/ f1 V4 G1 M4 m/ v+ m* C+ f$ _. k# C0 Y) s
底板受力情况?# G. _* I- f' Y3 q5 s
1 ^9 D3 D$ e& j* J5 j
  • 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。
    . p) r& [& b/ y7 w! X

; Q8 x4 ^2 s. x9 P& ]3 k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!
* o  ]* R' u8 Z6 X
" W( k+ d' t5 K% E
5 W# |9 U3 g% ~' c9 m# C( |; ~& O6 w  N4 K+ E
补充内容 (2020-7-14 15:00):
  N+ U0 r) G. T0 ?4 z: J7 f4 L: t, T感谢各位大神的回答,结论如下:7 x+ u: v$ i" |* j
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,. Y+ ?5 U# ~' I3 J; L! Q! u5 e  Y

: d- Z0 f  h# c5 }( j' n4 _补充内容 (2020-7-14 15:02):& w0 P8 f5 n: A, x7 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
) p: A. v% q8 L& E  s; N9 T8 r0 F
1 P9 ?( r. e2 t0 @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
3 Q% X; U/ c" U- V, ?7 H' m$ X8 |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: R% H- F1 ]  D2 J3 T
: M: i. c. h0 A  |" {. `) @4 R& v

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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?/ [! \7 d/ t! A# z6 I% v
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”  y& \, F5 Y" U5 a4 e* ?
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”。
* Y4 R- \/ d4 y5 `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 # j) x( D( p# F. [* l+ ]/ N
6 e) s: }; h. K5 T: h+ o' [3 g% x
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  
* s/ f  b+ K: R5 w底板自重F38 }# W$ z5 n" b7 U
底板由于与地面接触  F=MA A=0 F=0" J1 @: C7 c8 y8 b% f
F2+F1+F3=N(支持力)地面对底板
0 y5 u, Z/ z2 g* \问题来了
6 n/ O+ u7 s4 y" u8 \/ A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7 n) K/ _% U& V  e- l
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
# a6 r) Z3 W# E实际F2要按照F弹来理解 以向下为正2 W! z- e& l) V2 j
向下F弹=F2-ma   也就是F2-MA+F1+F3
, Z" }$ r* `1 Y. o向上F2+MA...........! E) |/ x# }) N4 c$ B" Q6 I
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& I2 n% D9 z9 S1 s. y) Y) S
2 m, Q4 f. B; A

6 c' t/ N0 m' X1 ^5 T, ?2 c4 _( j补充内容 (2020-7-14 14:11):
6 K, m1 a" J8 K; z" l" T5 T  P不好意思 由于没看见机械限位) L7 b! H# L# \8 \/ `- m
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. j8 R$ Y/ z3 C, B" }# K
2 c$ q0 X  ~) s5 \
补充内容 (2020-7-14 14:12):; K% e0 Y3 U7 l0 a2 l: a9 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! P! Z( Z2 O  a- h2 s3 X1 ~
% V# M1 u3 f" j$ q# M
补充内容 (2020-7-14 14:15):3 O7 ]6 N: n" l2 U) {1 f/ S
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9 D$ k' Y: X# B5 W
多余的以及上载板自重会被平衡; G2 c% j# _* l8 e; h" a( O) j

4 o5 j4 m# V7 _: X4 |) f补充内容 (2020-7-14 14:19):
2 M$ w5 l; r# t6 Q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% |4 x' ?2 Q4 R. w0 S0 f

8 T5 A) y* X5 B" s/ o1 f( N补充内容 (2020-7-14 14:33):  I" O' R/ z/ ^3 g8 h
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
" m. K  a, t3 [# u% F" E
3 _$ S3 c5 v9 Y' _+ a1 c' G9 M" g- j% J  T& [- r% o! `. H
补充内容 (2020-7-14 14:34):
  n9 e4 X7 T; j! k7 M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 _& Y$ ]7 b; s' C# A
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

点评

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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