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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。
* v4 A1 G' j! a* Z- R6 [如下图:0 X- k4 [% \. Q) B( 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 c! X9 r4 d! `+ q' Y% M4 v
( s0 T6 w% d) Q9 z) [4 h7 d, ?9 @: j- Y
5 r' X2 ]4 E2 P$ O: H
底板受力情况?
! W5 H6 F$ D, ]1 }9 R3 G0 ^+ \
  • 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。- ~/ e- Z* L+ z1 |: |7 U

5 c. j7 f* P4 h/ i, g3 \4 i1 r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!& S. \# z$ O# [
8 _) B/ D% g; y& Q9 S3 _

, k0 H3 M1 F4 k. a. r" |- N8 o: p* |8 G% X
补充内容 (2020-7-14 15:00):
* R; w/ C: Q" F" d! k; n感谢各位大神的回答,结论如下:) R+ Q$ e9 N; O7 W
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 r9 n8 Q" _( K) _

1 [" B! s/ p; A- z补充内容 (2020-7-14 15:02):6 z9 Q7 j- F' Y# ]$ 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
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 2 [$ S' w) _% B0 v6 l

6 j, T" Q" \7 W; W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! z8 Y3 P" d2 [! o9 A
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 t; n; P" V6 p; ]$ g) `

+ G  g! E5 R/ P, D& Z

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
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
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

点评

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
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?3 o. E7 {' E9 d% b) C
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 Z" J0 }7 h3 o+ `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”。
3 h$ s# a3 }3 ~/ [7 C% ]! Q0 H3、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
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
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
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 4 P: O% z. ]4 P" h; a  I0 ?; ~- \

* c) Y1 K& l9 y5 }' M( e- a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 E5 d! f2 i3 p  e& O底板自重F3, R" C: v! G. M3 A: o0 T: W+ h
底板由于与地面接触  F=MA A=0 F=0
8 `9 D! ]/ ~& D* `3 C1 yF2+F1+F3=N(支持力)地面对底板! t) `3 [3 W* W0 S- n# Q8 A6 Y
问题来了
+ U, m5 l8 G; J/ \5 L3 n- e1 p- s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
, G3 G1 G3 h5 n5 H" j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
6 U8 Y. Q  j* M' ^( n# r* Q实际F2要按照F弹来理解 以向下为正
- D' t, R. _- n) g$ Y向下F弹=F2-ma   也就是F2-MA+F1+F3# s0 M# c. _) j8 `* {0 _$ ]% X3 k
向上F2+MA...........
: `: p: |; @7 W8 t2 e1 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& x' X( d: v  M' u

2 w% `! _' ~% `* A7 {$ ?# k' i
补充内容 (2020-7-14 14:11):
1 h) y/ L2 j* B不好意思 由于没看见机械限位4 c6 V+ d3 u! a0 Z( X. p1 `
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8 c/ m9 V! `+ G! [

( S7 `) Z, q% b- v8 O补充内容 (2020-7-14 14:12):
" e: z5 u7 }7 x' e6 F3 C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
5 K' }$ f0 v5 o, W) C' h( u# ~% a+ A$ \, `
补充内容 (2020-7-14 14:15):% b4 G/ T9 F* s; v7 T
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
% W. |  D2 p* E' x! O5 Y多余的以及上载板自重会被平衡% T. x" Z- C& D4 f9 h
( j6 _( U5 Z$ O/ o# ^& {4 R0 e
补充内容 (2020-7-14 14:19):
2 _: R' K+ B! 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
1 a/ X- Y9 H* {- X7 A+ \, U8 S( Y
补充内容 (2020-7-14 14:33):9 V5 |2 J% Z) [2 b. m
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
" N' j6 C4 P# i" R# f0 N
" L. U7 N7 K7 I/ K2 j6 B) w8 }8 p3 b" r) E' I8 Q
补充内容 (2020-7-14 14:34):
" w; P& B! {* [( X5 W! t: ~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
6 h7 W) J4 v. ]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
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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