機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 一個(gè)力學(xué)問題 [打印本頁]

作者: 生理鹽水 時(shí)間: 2020-7-13 21:23
標(biāo)題: 一個(gè)力學(xué)問題
最近在跟同事溝通的時(shí)候，因?yàn)橐粋€(gè)作用力與反作用力的問題出現(xiàn)了一些分歧，因?yàn)楣颈容^小沒人請教，所以把問題發(fā)上來，請大家給予指點(diǎn)。
如下圖：
氣缸驅(qū)動(dòng)上載板下壓，到達(dá)機(jī)械限位后，壓頭在彈簧的作用力下，壓緊產(chǎn)品，一個(gè)典型的壓合夾具結(jié)構(gòu)。
[attach]505287[/attach]

底板受力情況？

底板受 F2-F1的力，因?yàn)閺椈墒欠醋饔昧�，作用在兩個(gè)物體上方向不同，大小一致，不能相互抵消。
底板受F2的力因?yàn)樽饔迷趬侯^上的力，與底板的支撐力，相互抵消了。
底板受F2+F1的力，雖然不知道為什么會出來這個(gè)答案，但是我第一次看到這個(gè)圖的時(shí)候，就是這么覺得的，雖然現(xiàn)在感覺應(yīng)該是錯(cuò)的。
7 d- h" e- ~) ]$ o @# b: y

請大家?guī)兔纯�，哪一個(gè)是對的，其所以然是什么？有些概念有點(diǎn)混淆，勿噴！

補(bǔ)充內(nèi)容 (2020-7-14 15:00):
感謝各位大神的回答，結(jié)論如下：
1、F2-F1:彈簧的作用力分為上下兩個(gè)方向，向下的力與底板的支撐力抵消，向上的力抵消了F2的壓力，相當(dāng)于F2的力少了，但是底板收到了F2-彈簧F+彈簧F的力，相當(dāng)于還是等于F2，

補(bǔ)充內(nèi)容 (2020-7-14 15:02):
3、F2+F1：我沒有計(jì)算彈簧的反作用力抵消了F2的力所以答案2是正確的，梳理清楚了就覺得簡單了，尷尬！

作者: 背背神 時(shí)間: 2020-7-13 22:23
底板受到的就是壓頭本身的重力加上彈簧的彈力，跟氣缸的力F2沒啥關(guān)系

作者: lvrzq 時(shí)間: 2020-7-13 22:28
本帖最后由 lvrzq 于 2020-7-13 22:29 編輯

按圖的話，底板受F2的力，機(jī)械限位和底板是一體的，彈簧的彈力只看作是一種內(nèi)力
感覺樓主想知道的是底板和壓頭之間的產(chǎn)品受的壓力，個(gè)人感覺就是彈簧的彈力且小于等于F2忽略壓頭和彈簧的重力情況下

作者: 未來第一站 時(shí)間: 2020-7-13 22:39
你先把F1解釋清楚，是什么、從哪來^_^

作者: 曉昀 時(shí)間: 2020-7-13 23:24
把底板從這些物體中分離出來，給底板的力有F1和F2,其它重力不算的話，底板受到的力為F1+F2

作者: 東北制造 時(shí)間: 2020-7-14 00:11
上載板機(jī)械限位后彈簧有沒有壓縮？
1、如果彈簧沒有壓縮的話，彈簧懸吊著壓頭。那么底板受力是“零”
2、如果彈簧沒有壓縮的話。壓頭和彈簧的距離正好是在限位的高度。那么底板受力相當(dāng)于“壓頭自重”。
3、如果彈簧有壓縮的話，上載板下降到限位，壓縮的距離的壓力和壓頭自重就是底板受力！

作者: zhufeng_hgp 時(shí)間: 2020-7-14 08:14
彈簧對上載板的力是F1，上載板合力為0，那么底板對上載板的支撐力是F2-F1。彈簧對壓頭的壓力是F1,那么壓頭對底板的力是F1。底板合力就是F2-F1+F1即F2(忽略重力)

作者: 黑色七月未央 時(shí)間: 2020-7-14 08:35
請大家看清楚再發(fā)表意見好嗎，不要誤人，更體現(xiàn)了自己的無知

作者: 夢里啥都有 時(shí)間: 2020-7-14 08:36
本帖最后由夢里啥都有于 2020-7-14 08:47 編輯

彈簧兩邊彈力一樣彈力與F2相等（僅僅限制于靜止?fàn)顟B(tài) 否則加上一個(gè)提供加速度的力ma 注意加速度方向這個(gè)問題你搜下電梯就知道了）  也就是彈簧對壓頭的壓力F2    壓頭F2+壓頭自重（F1)就是對底板的壓力
底板自重F3
底板由于與地面接觸  F=MA A=0 F=0
F2+F1+F3=N（支持力）地面對底板
問題來了
我好奇如果要分析應(yīng)力等等的  那么自重和支持力影響么很奇怪  還是按照F213來算？  求指教
如果加速度向下那么氣缸壓力是大于彈力的  向上反之我沒考慮
實(shí)際F2要按照F彈來理解以向下為正
向下F彈=F2-ma 也就是F2-MA+F1+F3
向上F2+MA...........
還有注意你的彈簧是壓縮還是未壓縮還是拉伸狀態(tài) 我都沒考慮

補(bǔ)充內(nèi)容 (2020-7-14 14:11):
不好意思由于沒看見機(jī)械限位
大膽點(diǎn)想我總感覺好奇怪  我感覺限位這個(gè)重要頂多是抗多余的沖擊  而且自重也被抵消了與彈簧的壓縮有關(guān)  所以頂多與彈簧的彈力還有壓頭的自重有關(guān)  至于我上面說的話無視把

補(bǔ)充內(nèi)容 (2020-7-14 14:12):
而且我上面的話什么加速度的都沒意義  最大的壓縮肯定是靜止的時(shí)候  僅僅在未接觸限位之前

補(bǔ)充內(nèi)容 (2020-7-14 14:15):
F2多大沒多大的意義的  取未壓縮到壓縮到限位的壓縮量計(jì)算的彈力+壓頭自重
多余的以及上載板自重會被平衡

補(bǔ)充內(nèi)容 (2020-7-14 14:19):
我腦子有點(diǎn)混了  上面也無視把  我還以為研究受壓物體的力度原來是底板

補(bǔ)充內(nèi)容 (2020-7-14 14:33):
當(dāng)嘮叨就好了我不肯定是絕對的  我也是很隨意的我下面補(bǔ)充的是：加入壓頭與地板有一個(gè)受壓物體這個(gè)模型你可能無視研究受壓物體能不能壓

補(bǔ)充內(nèi)容 (2020-7-14 14:34):
至于F2與底板的問題是否過大過小好不好過小達(dá)不到限位（防止過位）  甚至不能夠完整沖壓
過大對機(jī)架地板沖擊力過大

作者: 機(jī)械小白270 時(shí)間: 2020-7-14 08:47
底板的受力？條件不足吧，是壓頭對底板的作用力吧，因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ�，�?yīng)該分析壓頭壓頭重力+彈簧壓縮力（壓持狀態(tài)彈簧只能是壓縮）=底板對壓頭的作用力。壓頭重力一定，彈簧壓縮力只與彈簧本身性質(zhì)狀態(tài)有關(guān)，及此處只與彈簧壓縮量有關(guān)，彈簧壓縮量=機(jī)械限位-壓頭高度-壓持產(chǎn)品改變的壓頭與底板之間距離，所以此處壓頭對底板的作用力只與壓頭的重力F2及彈簧的壓縮量有關(guān)與F1無關(guān)

作者: 3983596 時(shí)間: 2020-7-14 08:55
...

作者: hxl11 時(shí)間: 2020-7-14 09:00
如果機(jī)械限位與底板是剛性接觸的，也會給底板一個(gè)力，底板以上可以看成一個(gè)整體，忽略重力，彈簧力可視為內(nèi)力，底板受到的力為F2

作者: 曾j 時(shí)間: 2020-7-14 09:23
不考慮自重。上板受彈簧反力F2，根據(jù)力的平衡，每根限位作用在上板的反力為F2-F1的一半。底板受力為F1+（F1-F2）=F1

作者: 曾j 時(shí)間: 2020-7-14 09:24

曾j 發(fā)表于 2020-7-14 09:23/ b* B$ q! \" m6 N
不考慮自重。上板受彈簧反力F2，根據(jù)力的平衡，每根限位作用在上板的反力為F2-F1的一半。底板受力為F1+（F1 ...

寫錯(cuò)了是F2

作者: 寒寒thunder 時(shí)間: 2020-7-14 09:37

曉昀發(fā)表于 2020-7-13 23:24
0 b" z. m& D0 \" n1 g' Q" W把底板從這些物體中分離出來，給底板的力有F1和F2,其它重力不算的話，底板受到的力為F1+F2

前輩的理解可能有點(diǎn)不太對，總體來看，F(xiàn)2的力全被底板承接，底板受力F2。細(xì)分一下，F(xiàn)2的力一部分分成F1通過彈簧、壓頭傳遞給底板，剩下的部分通過機(jī)械硬限位傳遞給底板，底板受力依然為F2.

作者: 默笑滄海 時(shí)間: 2020-7-14 09:43
我覺得應(yīng)該是F1+F2,雖然F2傳力到彈簧和機(jī)械限位上了，但是彈簧和機(jī)械限位會繼續(xù)向下傳力。

作者: 寒寒thunder 時(shí)間: 2020-7-14 09:47

東北制造發(fā)表于 2020-7-14 00:116 A N w/ }3 ]. @6 V
上載板機(jī)械限位后彈簧有沒有壓縮？
* Z# Y# r& R9 D) S/ K1、如果彈簧沒有壓縮的話，彈簧懸吊著壓頭。那么底板受力是“零”
7 S0 y0 `* J7 ?4 ~ w, H2、 ...

考慮的太復(fù)雜了，想偏了，氣缸施加F2的力肯定會受到F2的反力，合力為零，狀態(tài)靜止。否者氣缸要做勻加速運(yùn)動(dòng)飛出地球了，氣缸受到的反力歸根到底全部傳遞到底板。底板受力F2，垂直向下。大概好多人沒注意到兩側(cè)的機(jī)械限位也位于底板上。

作者: 馮杜兒 時(shí)間: 2020-7-14 09:57
dingyige

作者: zichu0716 時(shí)間: 2020-7-14 10:04
我咋覺得底板受到了底板上那件重力和彈簧給的壓力呀。

作者: 深藍(lán)色清風(fēng) 時(shí)間: 2020-7-14 10:26
按照你的圖我只能理解F1是壓頭的自重，
如果是靠彈簧來壓緊工件的話，底板受到的力是彈簧的彈力加上壓頭的重力，再減去機(jī)械限位的反向力（如果機(jī)械限位有接觸到的話）

作者: 深藍(lán)色清風(fēng) 時(shí)間: 2020-7-14 10:27

深藍(lán)色清風(fēng) 發(fā)表于 2020-7-14 10:26. x0 N+ R0 F! X( u S4 R* {! Q
按照你的圖我只能理解F1是壓頭的自重，3 O! K- z' a* f4 T" k8 n
如果是靠彈簧來壓緊工件的話，底板受到的力是彈簧的彈力加上壓頭的 ...

是加上...

作者: shentu 時(shí)間: 2020-7-14 11:14
F2 是施加的唯一外力。。。。底板是唯一的載體對處輸出。。彈簧力無論是拉是壓，都屬于內(nèi)力。

作者: 末、了 時(shí)間: 2020-7-14 11:18
本帖最后由末、了于 2020-7-14 11:20 編輯

底板收到的總壓力=F2+壓頭及其他的重力，F(xiàn)1內(nèi)部一加一減在總數(shù)上是抵消的，但是將力也通過彈力部分分布在中間吧

作者: shayuaa 時(shí)間: 2020-7-14 11:27
我選2、
以為如果不是F2的話整個(gè)系統(tǒng)就不平衡了。

作者: 迷茫滴眼 時(shí)間: 2020-7-14 11:38
受力分析先自己做一個(gè)啊，力的三要素知道不，受力分析時(shí)選取的對象是哪一個(gè)部件還是哪一個(gè)系統(tǒng)

作者: 機(jī)械學(xué)生魯班 時(shí)間: 2020-7-14 11:47
不考慮重力簡單受力分析，底板受到壓頭和機(jī)械限位向下的壓力。底板受向上的支持力大小等于F1+F2�？紤]重力的話再加上探頭和底板的重力

補(bǔ)充內(nèi)容 (2020-7-15 08:44):
是的，應(yīng)該只有F2.不考慮重力

作者: oldpipe 時(shí)間: 2020-7-14 12:33
第一步：分解受力體為：1、上載板；2、彈簧（簡化，合二為一）；3、機(jī)械限位（簡化，合二為一）；4、壓頭（設(shè)：質(zhì)量不可忽略）；5、底板。
第二步：逐件分析受力：
1上載板、受：氣缸壓力F2，方向向下；受機(jī)械限位支撐力，方向向上；受彈簧反作用力，方向向上，根據(jù)力的平衡原理氣缸壓力F2=機(jī)械限位支撐力+彈簧反作用力。
2、機(jī)械限位、受上載板作用力，方向向下；底板支撐力：方向向上，根據(jù)力的平衡原理，上載板作用力=底板支撐力。
3、同理對彈簧，上載板作用力=壓頭反作用力
4、壓頭：彈簧作用力+重力=底板反作用力，
至此：底板受到的作用力=機(jī)械限位作用力+壓頭作用力=機(jī)械限位作用力+壓頭重力+彈簧作用力=壓頭重力+（機(jī)械限位作用力+彈簧作用力）=壓頭重力+F2
補(bǔ)充說明：以上分析忽略上載板和機(jī)械限位的重力，如需要，加上就是了。

作者: 輝騰錫勒3 時(shí)間: 2020-7-14 13:48
F2加重量

作者: 輝騰錫勒3 時(shí)間: 2020-7-14 13:53
彈簧不論怎樣，受力與施力都抵消，屬于內(nèi)力吧。

作者: 機(jī)械設(shè)計(jì)逍遙 時(shí)間: 2020-7-14 14:08
彈簧什么狀態(tài)，壓到硬限位了嘛，

作者: 生理鹽水 時(shí)間: 2020-7-14 14:11

背背神發(fā)表于 2020-7-13 22:237 _2 O/ Z3 n% v4 i; A6 C$ N& {
底板受到的就是壓頭本身的重力加上彈簧的彈力，跟氣缸的力F2沒啥關(guān)系

機(jī)械限位與底板接觸啊？所以我覺得F2一定有力作用在底板上。

作者: wtangzz147 時(shí)間: 2020-7-14 14:50
本帖最后由 wtangzz147 于 2020-7-14 14:51 編輯

解法一：
設(shè)底板受到的總壓力大小為F0；下文中壓力字母代號均表示受力大小，不包含方向；上載板重力為G1，壓頭重力為G2；
如果限位是和底板是一個(gè)整體的話，那底板受到了兩個(gè)力，上載板對限位壓力F01（向下）和壓頭對底板的壓力F02（向下）；
F0=F01+F02；
對上載板進(jìn)行受力分析，根據(jù)上載板的受力平衡，F(xiàn)01（向上）+彈簧彈力F1（向上）=F2（向下）+G1；得到F01=G1+F2-F1；
對壓頭進(jìn)行受力分析，根據(jù)壓頭的受力平衡，彈簧彈力F1（向下）+G2=F02（向上）；得到F02=G2+F1；
所以F0=F01+F02=（G1+F2-F1）+（G2+F1）=G1+G2+F2。
如果忽略重力，F(xiàn)0=F2；

解法二：
把上載板、彈簧、壓頭看成一個(gè)整體，稱之為Z；
對Z進(jìn)行受力分析，z本身重力為G1+G2（向下），受到氣缸壓力F2（向下），受到底板反作用力即支撐力F0（向上）；
受力平衡，得到，F(xiàn)0=G1+G2+F2；
根據(jù)作用力與反作用力原理，那么底板受到的壓力大小為F0=G1+G2+F2；方向向下。
如果忽略重力作用，則F0=F2，方向向下。

作者: 機(jī)30 時(shí)間: 2020-7-14 15:05
不算其他零件的重力那么它受的力就只等于系統(tǒng)的外力F2了，具體受力應(yīng)該是中間受到壓力F1，兩側(cè)分別受到來自限位板的壓力（F2-F1）/2

作者: 曉昀 時(shí)間: 2020-7-14 15:29
把題目重新讀了一遍，樓主F1是壓緊產(chǎn)品的里嗎？

當(dāng)上載板接觸到限位裝置時(shí)，彈簧是壓縮的（如果此時(shí)彈簧沒有被壓縮，那么彈簧在此就沒有作用，限位裝置也是保護(hù)彈簧不被壓到超過其彈性范圍)。

F1是壓頭壓緊產(chǎn)品的力，這個(gè)力是由氣缸的推力+兩個(gè)并列彈簧的力產(chǎn)生的。

作者: 無葉123654 時(shí)間: 2020-7-14 15:33
地板受力是F1不會是F2-F1,因?yàn)镕2沒有接觸地板

作者: 遠(yuǎn)祥 時(shí)間: 2020-7-14 16:43
有彈簧做為緩沖，不會有力的相加，彈簧做為緩沖件會有消減力的效果。

作者: 輝騰錫勒3 時(shí)間: 2020-7-14 19:18
直接F2,忽略重量。中間彈簧本身不產(chǎn)生能量，屬于內(nèi)力，保持平衡，彈壓互相抵消。

作者: 背背神 時(shí)間: 2020-7-14 19:31

生理鹽水發(fā)表于 2020-7-14 14:11
& V3 I9 x# r, R0 d" Z機(jī)械限位與底板接觸啊？所以我覺得F2一定有力作用在底板上。

啊。。不好意思，誤解了。

作者: 譬如朝露 時(shí)間: 2020-7-15 09:31
你給的條件，底板受的壓力就是F2+F1。F2通過上載板，彈簧，壓頭，機(jī)械限位將力傳導(dǎo)至底板，各自的重力也經(jīng)傳導(dǎo)鏈傳導(dǎo)至底板。要細(xì)一些的話，你這里的F1不應(yīng)該只是壓頭的重量，包括上面所有零件的重量

作者: 99sw 時(shí)間: 2020-7-15 17:29
整體分析，壓板受力和彈簧的壓縮量有關(guān)系的，把壓板去掉，壓縮量就是負(fù)數(shù)，表示壓頭的自重。機(jī)械限位不是你想的那樣

作者: 干打雷 時(shí)間: 2020-7-16 09:38
第二種

作者: 果果她爹 時(shí)間: 2020-7-16 10:49

這是一個(gè)比較簡單的受力分析，如果還是停留在高中階段的受力分析我認(rèn)為是沒有意義的，底板被看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，所受合外力就是氣缸給的壓力F1.但是看了題主的圖，我覺得實(shí)際當(dāng)中我們更多的是分析工作區(qū)域的力，圖中紅色圈出來的部分，就應(yīng)該是彈簧的彈力大小。

作者: 風(fēng)之鯤 時(shí)間: 2020-7-17 21:37
拿單個(gè)的物體受力分析，在壓緊后，各個(gè)零部件所受合力為零。挑一個(gè)進(jìn)行分析吧

作者: 007learn 時(shí)間: 2020-7-20 22:33
樓主這問題問得。。

作者: babty 時(shí)間: 2020-7-22 15:47
這是中學(xué)問題吧。

作者: 呀呀呀呀呀呀呀 時(shí)間: 2020-7-28 17:07
簡單來看，就是初中的受力分析，這個(gè)圖畫不全，所以會產(chǎn)生一些問題。

作者: 呀呀呀呀呀呀呀 時(shí)間: 2020-7-28 17:12

果果她爹發(fā)表于 2020-7-16 10:49
6 Z, n$ _/ ]: f1 a9 W% } M# }這是一個(gè)比較簡單的受力分析，如果還是停留在高中階段的受力分析我認(rèn)為是沒有意義的，底板被看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn) ...

你把他看成F1F2的時(shí)候就已經(jīng)認(rèn)為他是質(zhì)點(diǎn)了，這一點(diǎn)你必須清楚，
如果需要分析不同區(qū)域的受力，肯定需要做應(yīng)力模擬的。

歡迎光臨機(jī)械社區(qū) (http://e-learninguniversity.com/)