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好吧,我来出一道难不倒98%工程师的题。

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发表于 2013-7-9 23:14:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 一两酒 于 2013-7-11 22:19 编辑 ) j* R. w" M* ]/ K
, Z" S+ \8 t' |* k- Y
自诩为工程师,有时打字一不小心联想出来就是“狗吃屎”,咱也许是后者。& g( z/ w. }' I6 a1 Q1 m7 A
猛然在机械社区看到一“干翻98%”的高人,且其观点颠覆本人多年的认识,甚是仰慕。2 Z4 D/ y$ `( E' u/ x% s6 M8 ^
咱来一道难不倒“98%”工程师的题。并指望高人指教。
) c# o* C$ d1 \/ v$ H
+ o1 L' _" s- k4 Y5 r
说:
: k1 G* K3 I3 t0 @正常条件下,一个轴,一个环。都是45号钢。1 V* \' ?, f- w# _  l3 M( w6 f
轴外径50,环内孔50,两者是过盈配合,过盈随便取一个,咱没有那个计算逻辑推理加有限元之类,
' O) ~3 O( D6 ^$ t# z- I, N假设轴尺寸50 +0.005/+0.010 , 孔尺寸50 -0.010/-0.005”。过盈面宽度就取10毫米。5 z3 b/ D+ p* V# j  Y9 D: P/ D
假设环厚10毫米,外径,100,轴长50毫米,实心轴(有大侠对此提出要求).
0 l9 D: Y% O& v% E7 j7 y
: k  I* V4 r2 b2 x2 R8 U: i2 [7 _0 e
说要把轴和环装配起来,不用压装,1 c$ X( ^2 h* g- y) J5 Z0 ^
一是用热装,加热环(加热到100度) ,套到轴上,然后静止冷却到室温。# s, A! W/ M9 z0 e% Y7 B' M5 E7 U
一是采用冷装,把轴冷却(冷却到-50度) ,赛到环里,然后静止回升到室温。. C* ^) p( J" r7 S' l
两个工件装配到一起后,然后用压力机压拆。* o, P3 q) q( E
假设压拆过程一样,加载速度什么的都一样,
5 T, }9 I0 A% A2 A是热装到一起的工件需要的压拆力大呢?还是冷装的工件需要的压拆力大呢(假设是同一套工件)
8 L7 x7 s% ^9 B  d! O2 @' [* g5 v% w
1、热装的工件需要的压拆力大。; W! m: `. c# A6 j# K9 l
2、冷装的工件需要的压拆力大。
3 V5 ~' c( M6 ^) h; ], z1 r& ]9 M( a3、基本相同。
  g4 X% t- j& s4、随机,没有一定。  _8 I( u: F& ~
5、另有答案。
( b" }1 a  m& [这题真的很简单,基本概念,没啥复杂,而且是紧扣“干翻98%工程师”的题目。/ V& V6 w- }; e$ K- y
' ~4 ~; d$ [- E3 Y) E
我是期待“干翻98%”的高人的“严格计算和推导,最好来段有限元。”- h/ k; r8 V2 `! ?; e
我不求高人样样精通,你就是给一个计算推导思路,计算时考虑那几个因素,或者推导用什么原理,一步步可以得出一个结论。
1 ]8 ~4 T5 b0 ^: s; D% c% j
3 s, q) A8 Q6 N. P& Q+ B1 L* x有人问我为什么出这道题,是不是叫板?我说我其实是一个混世之徒,就是到处瞎混混,我就是来学习的,我确实是来学习的,同时我也愿意分享我的心得,我是一个很直白的人,我们可以相互分享自己的观点。
( a: s; p. ~9 J! U! E5 l; X我觉得这题很好,这题是我原来的导师出给我们班上同学的题目,班上的同学展开激烈讨论,当时的讨论结果很有意思,不同机械工程师对此有不同看法,而不同的看法恰恰可以反映不同对机械原理的基本认识,我非常希望看到声称“干翻98%”的高人的观点。!5 [# H! o( O) K, C. k. W1 W( `
蓝字是第一次编辑。
- J" j/ t4 ~( r& Z红字是第二次编辑,主要意思都没有变。8 \+ ]) Q- M5 d4 }& @# t' J

点评

一个简支梁,同样的载荷和截面及长度,结构钢焊接结构与灰铸铁结构哪个变形大?  发表于 2013-10-12 21:00
在下愚见:机械的不确定性在于加工的随机性。楼主的问题试验的结果可能都很难说明问题哦!  发表于 2013-7-16 13:38
期待楼主解答^_^  发表于 2013-7-13 22:22
俺的看法虽已提出未必正确,所依据者确有规律可循,且参数直接影响结果。01知也。  发表于 2013-7-10 13:00
就我粗浅的经验,我认为本题是有规律可循的,但是不敢确认,就是等2%出现,等高人的传道,授业,解惑也!  发表于 2013-7-10 12:35
留名围观,静候高人出现  发表于 2013-7-10 11:57
不管怎么样,很期待某人来一段,然后我等围观高喊:再来一段,再来一段。话说,我是没干过这个啦,所以自觉入座98%之列。  发表于 2013-7-10 11:50
对了,酒爷,忘记提醒你了,那位“大师”不喜有限元,认为有限元是计算器。看来你是铁定看不到有限元了  发表于 2013-7-10 09:39
大家不要乱猜,猜就是那98%的吊丝了,就被别人“干翻”了。而且我期待的是计算,或者给个计算思路也可以,我们学习学习。  发表于 2013-7-10 08:39
在高人回答之前,大家最好围观,我本身也对这题一知半解,真的是求教。期待“严格计算和推导,最好来段有限元。”  发表于 2013-7-9 23:56

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发表于 2013-7-9 23:26:19 | 显示全部楼层
我看没人扯这蛋!
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发表于 2013-7-9 23:49:26 | 显示全部楼层
呵呵,很久没看见酒侠的文字了,还是那么风趣。
( D1 h3 F: j# j. v6 v4 A我也想看一下那位高人以这道来演算一下,教教象我这般低水平的吊丝
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发表于 2013-7-9 23:53:53 | 显示全部楼层
新手只能旁观
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发表于 2013-7-10 00:12:18 | 显示全部楼层

本帖最后由 水水5 于 2013-7-10 00:14 编辑 * [# k9 j3 P- X, a* C
& G5 t9 ?/ G% m; Z
冷装的工件需要的压拆力大
' d! r. t/ {0 J: y" l因为  加热时的碳钢的线膨胀率约为11.2而冷却的线膨胀率只有8(×10^-6 /摄氏度)( _  `: C* Z8 b: L9 f
(再没见这个帖子之前,我刚刚在看手册的时候读到了这一部分,印象中是这个数,请有心人自行查阅手册中轴及其联接一章,过盈联接)
" Y/ |! \4 c( H6 V- m  }当然了 这个其实还受加热或者冷却时装配间隙影响, Y/ k2 f  A) W- i& y4 L1 g4 V( B
如果  如果说加热或者冷却后都形成了间隙  。。。 。    。。  那么加热和冷却所需要的压装力是一样的  直接就推进去了啊(这是脑筋急转弯)
8 a: ^( `( ~% y6 O3 _7 P20丝的过盈,50的轴  估计要压坏了啊  超过了屈服极限
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发表于 2013-7-10 00:41:20 | 显示全部楼层
水水5 发表于 2013-7-10 00:12 0 }2 S5 q. s# h: ]. ~% ?
冷装的工件需要的压拆力大 ' ^% W& M0 V$ |5 _0 s7 y
因为  加热时的碳钢的线膨胀率约为11.2而冷却的线膨胀率只有8(×10^-6 /摄氏度 ...
: C- n/ O8 q4 w# _7 V
嗯?越看越糊涂了,谁告诉你20丝的过盈?1-2丝的过盈好不好!' i! w  _: g+ r0 i
/ O7 x9 f" [9 r/ ^: K6 S! ~/ y$ ?
晕倒!
1 W% o5 S! [: e( O- z
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发表于 2013-7-10 00:45:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 zerowing 于 2013-7-11 00:17 编辑
- i3 ~# f6 h' D4 q3 c, p6 D8 j2 U3 q& d! K( ~" U' S
这是“酒爷”对“九爷”下的战书吗?哈哈!看来是等不到传说中的大师了。哈哈。那就参与进来好了。
& Y' @5 L$ d0 ?$ p- H跟LIAO大交流了下,对他的观点认同。但是,咱有咱的说法。
5 m- i5 k) U* ~8 C1 y说法1:对于一个热胀的线变过程,比如从T1到T2,膨胀系数a,那么有D2-D1=a*(T2-T1)*D1。这个没错吧。然后从T2再变回T1,出现,D2-D3=a*(T2-T1)*D2。所以,很容易发现,实际上D2-D1是小于D2-D3的。也就是说热装后,孔变小了一些。平均过盈量变大。同时,这个过程中,对任意一个内径进行线变分析,ddi,那么跟据上述变化,冷却后会出现表面粗导度升高的结果。/ K& L* t& P  c% h% a) Z

; ^% r9 ~, p5 X7 p. S' Z1 Z2 o& r2 I1 ~说法2:谈原子分子层面。在晶格结构改变之前,升温增加原子分子活性,间距变大。反之减小。因此引发线变。但是跟据变化过程不同,间距变化量也不同。一种理解是,从小间距到大间距,同样升温下,分子(原子)在增加动能的同时,需要克服势能做功,即E=Em+Ek。而降温过程,E=Em-Ek。由此可见,收缩压力永远高于舒张压。冷装只会比热装压力小。
4 F. d6 h. Q) h+ T! v1 S9 V
) X6 U& S' b/ z( T% _: p最后,综合上面两种说法,热装压力大。
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发表于 2013-7-10 01:33:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 LIAOYAO 于 2013-7-10 09:27 编辑 * N- x$ T7 i/ r/ q
6 T9 V/ j% P$ [: q4 Z( l
过盈量1~2丝呀,45钢俺一般系数取12.7(127要偶去^_^),按照50的尺寸只需温度变化32°左右,放冰箱也就是到0°左右,可能会有点紧,再不成俺去买干冰回来,降他个到负30多摄氏度都不是问题。加热也就60°。& }4 k: ^$ A) W9 M/ {

3 i' x1 f9 c  H2 Y/ V# A* i为了放进去,烧个开水或油泡泡也就可以。8 D' u1 W. o( `* }  h3 X8 g1 V
+ I# w& [5 o' S) Z4 C
-30°或 100°,晕倒,两者对材料的影响是不同的,靠,看来还是不要花钱去买冰了。 烧烧开水还是比较简单,呵呵。' t* L# `' |2 ~% f# L

) x  g& S4 `+ s. z9 u4 N俺是选    1、热装的工件需要的压拆力大。

2 R6 H9 Z8 \3 U" G
! `9 _+ {* \7 ?* y! [答案是冷裝  编辑一下,7/10,09:27 这是在实验羊群效应
" ^& _7 r; s) T: K) \' D' i: ~& l* y9 t4 v
要问俺是啥原因,俺就告诉你,俺喜欢发骚的。
5 h1 Y/ }$ D. J! p9 d4 V9 m) n! H3 p% N  ?: O, Y
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发表于 2013-7-10 02:41:11 | 显示全部楼层
我选热装的拆装需要的压力大!一般过盈1~2丝可以直接干进去!
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发表于 2013-7-10 05:59:50 | 显示全部楼层
热装压柴力大,因为通常轴质量大,环质量小,热装加热环,所以装上后环将温度传导至轴,降温相对快。# `2 L+ j% G/ X$ o+ ^. q
冷装时冷冻轴,装上后所以升温相对慢,速冷或速热的形变大,所以热装压材力大。
, B7 e  _0 g  M9 S) p
9 j' s/ p2 G( U9 V+ v& t当然如果轴质量要比环小,那就反过来,一般环不会比轴大吧。
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