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机械设计计算(二)

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发表于 2024-6-11 05:55:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 面壁深功 于 2024-6-11 06:38 编辑


今天分享的是:龙舟的设计计算

设计一条龙舟,包括以下几个部分:船体结构、划桨机制、龙头与龙尾设计。设计步骤:

1. 船体结构:
设计龙舟的船体需要考虑到水动力学,以确保速度和稳定性。
使用碳纤维或玻璃纤维材料,计算材料的强度和重量:
σ=F/A    其中,σ:材料的应力(帕斯卡,Pa);F :作用力(牛顿,N);A :材料的截面积(平方米,m²)
W=ρ⋅V   其中,W :材料的重量(千克,kg);ρ :材料的密度(千克每立方米,kg/m³);V :材料的体积(立方米,m³)

2. 划桨机制:
为了确保队伍的划桨同步性,设计划桨机制需要精确。
计算每桨的力矩:
T=F⋅r    其中,T :力矩(牛米,Nm);F :施加的力(牛顿,N);r :桨的半径(米,m)
设计桨的同步机构,考虑储能和自由度放开:
E=1/2kx^2   其中,E :储能(焦耳,J);k :弹性系数(牛顿每米,N/m);x :变形量(米,m)

3. 龙头与龙尾设计:
龙舟的龙头和龙尾通常是手工雕刻的,但现代工艺中也会使用机械雕刻技术。
确保细节和对称性,计算雕刻精度:Δx=L/N   其中,Δx:每段的精度(米,m);L :总长度(米,m);N :分段数

4. 稳定性设计:
计算龙舟的重心位置,以确保稳定性:
G=∑(mi⋅xi)/∑mi   其中,G :重心位置(米,m);mi :每部分的质量(千克,kg);xi :每部分的位置(米,m)

5. 浮力计算:
计算龙舟的浮力,确保其在水中的浮力大于总重量:
Fb=ρw⋅Vd⋅g   其中, Fb :浮力(牛顿,N);ρ:水的密度(千克每立方米,kg/m³); Vd :排水体积(立方米,m³);g:重力加速度(9.81 米每秒平方,m/s²)

6. 阻力计算:
计算龙舟在水中的阻力,以优化速度:
Fr=1/2⋅Cd⋅ρw⋅Af   其中,Fr :阻力(牛顿,N); Cd :阻力系数;ρw  :水的密度(千克每立方米,kg/m³);Af :迎风面积(平方米,m²);v :速度(米每秒,m/s)

7. 船体的应力分析:
计算船体在水中行驶时受到的应力:
  σ=M/S  其中,σ :应力(帕斯卡,Pa);M :弯矩(牛米,Nm);S :截面模量(立方米,m³)

8. 动态平衡计算:
计算龙舟在水中的动态平衡,以确保稳定性和快速恢复能力:
T=I⋅α   其中,T :力矩(牛米,Nm);I :转动惯量(千克每平方米,kg·m²);α :角加速度(弧度每秒平方,rad/s²)

通过以上步骤,再加上设计过程中的外界参数评估,这样就可以完成龙舟各个部分的设计,确保其速度、稳定性。换言之,如果没了这样一个严谨的设计计算过程,那样的作品,真的只是做了一个抄机动作,或者是拍脑袋的不合格的设计。
@我在飞,淡然,慕容揽月,majingfeng,albert.tang,Insigne,未来第一站
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发表于 2024-6-11 07:50:13 | 显示全部楼层
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发表于 2024-6-11 07:56:41 | 显示全部楼层
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发表于 2024-6-11 07:58:36 | 显示全部楼层
大佬
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发表于 2024-6-11 08:29:19 | 显示全部楼层
看得出大佬对机械设计计算研究深入,赞一个
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发表于 2024-6-11 10:42:09 | 显示全部楼层
专业
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发表于 2024-6-11 11:58:44 | 显示全部楼层
谢谢分享
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发表于 2024-6-11 11:58:56 | 显示全部楼层
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发表于 2024-6-11 11:59:20 | 显示全部楼层
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发表于 2024-6-11 14:11:52 | 显示全部楼层
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