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好吧，我來出一道難不倒98%工程師的題。

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1#
發(fā)表于 2013-7-9 23:14:26 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
本帖最后由 一兩酒 于 2013-7-11 22:19 編輯
8 g( Q6 M+ p: t, Z8 h( ?* o% B( }) J- T' f, T1 \& }
自詡為工程師，有時打字一不小心聯(lián)想出來就是“狗吃屎”，咱也許是后者。* m7 m5 }) P7 A8 L  g) j
猛然在機(jī)械社區(qū)看到一“干翻98%”的高人，且其觀點(diǎn)顛覆本人多年的認(rèn)識，甚是仰慕。7 K- g% m- q; m. ~3 P
咱來一道難不倒“98%”工程師的題。并指望高人指教。
7 k2 v9 ?& q0 b2 q8 M1 _9 y% @+ `- i: y# K6 B3 `
說：
. i8 z6 x9 `. S. E- M正常條件下，一個軸，一個環(huán)。都是45號鋼。
/ h2 Y/ S& S) R1 C) l軸外徑50，環(huán)內(nèi)孔50，兩者是過盈配合，過盈隨便取一個，咱沒有那個計(jì)算邏輯推理加有限元之類，
3 u( {* z6 Q* b# D9 X假設(shè)軸尺寸50 +0.005/+0.010 ， 孔尺寸50 -0.010/-0.005”。過盈面寬度就取10毫米。
7 c( ~1 ]" g' r  x# B假設(shè)環(huán)厚10毫米，外徑,100，軸長50毫米，實(shí)心軸（有大俠對此提出要求）.- s/ [9 T6 M5 r8 K# |  T
" `% P+ e: ^% ?
說要把軸和環(huán)裝配起來，不用壓裝，
  P  J; |# Z5 {( z6 `- F4 r一是用熱裝，加熱環(huán)（加熱到100度） ，套到軸上，然后靜止冷卻到室溫。+ x7 F8 k% w# W. \  Q& }
一是采用冷裝，把軸冷卻（冷卻到-50度） ，賽到環(huán)里，然后靜止回升到室溫。/ w4 E2 g& @5 P& K  q! d; b
兩個工件裝配到一起后，然后用壓力機(jī)壓拆。
4 n% B0 C! K+ F  Z7 ^2 w! v; A假設(shè)壓拆過程一樣，加載速度什么的都一樣，
2 y. S/ R' t5 C/ \是熱裝到一起的工件需要的壓拆力大呢？還是冷裝的工件需要的壓拆力大呢？（假設(shè)是同一套工件）2 `- g, }# H! r4 {* K
1、熱裝的工件需要的壓拆力大。5 ]5 F5 C% Z) L. L# k0 `3 J
2、冷裝的工件需要的壓拆力大。0 o9 c4 Q' w5 D' ~/ r# k! K
3、基本相同。% e3 W/ s! ?$ `5 ^* k5 W
4、隨機(jī)，沒有一定。
, C! ?; I& Z" N) P% F  g! m6 y5、另有答案。
7 p* D, r% m2 A/ N, G  }/ s8 A這題真的很簡單，基本概念，沒啥復(fù)雜，而且是緊扣“干翻98%工程師”的題目。$ C" j" f, ^  j
+ x, T! _$ _0 Q4 K" H% {# K5 A
我是期待“干翻98%”的高人的“嚴(yán)格計(jì)算和推導(dǎo)，最好來段有限元�！�
! l# {; `* _" p1 p. d& L我不求高人樣樣精通，你就是給一個計(jì)算推導(dǎo)思路，計(jì)算時考慮那幾個因素，或者推導(dǎo)用什么原理，一步步可以得出一個結(jié)論。
/ x2 v3 o# M" @; R  Z& }" H0 o" }) Y4 a# Z0 r: v+ W+ s
有人問我為什么出這道題，是不是叫板？我說我其實(shí)是一個混世之徒，就是到處瞎混混，我就是來學(xué)習(xí)的，我確實(shí)是來學(xué)習(xí)的，同時我也愿意分享我的心得，我是一個很直白的人，我們可以相互分享自己的觀點(diǎn)。
7 p- j) P0 P' [9 |+ ^' g( D我覺得這題很好，這題是我原來的導(dǎo)師出給我們班上同學(xué)的題目，班上的同學(xué)展開激烈討論，當(dāng)時的討論結(jié)果很有意思，不同機(jī)械工程師對此有不同看法，而不同的看法恰恰可以反映不同對機(jī)械原理的基本認(rèn)識，我非常希望看到聲稱“干翻98%”的高人的觀點(diǎn)。！
$ n( J' F  r& r& G藍(lán)字是第一次編輯。
, |8 w& {' Z, _  {' ?. G' r紅字是第二次編輯，主要意思都沒有變。, N0 F4 y9 p9 p6 n! {

點(diǎn)評

一個簡支梁，同樣的載荷和截面及長度，結(jié)構(gòu)鋼焊接結(jié)構(gòu)與灰鑄鐵結(jié)構(gòu)哪個變形大？  發(fā)表于 2013-10-12 21:00
在下愚見：機(jī)械的不確定性在于加工的隨機(jī)性。樓主的問題試驗(yàn)的結(jié)果可能都很難說明問題哦！  發(fā)表于 2013-7-16 13:38
期待樓主解答^_^  發(fā)表于 2013-7-13 22:22
俺的看法雖已提出未必正確，所依據(jù)者確有規(guī)律可循，且參數(shù)直接影響結(jié)果。01知也。  發(fā)表于 2013-7-10 13:00
就我粗淺的經(jīng)驗(yàn)，我認(rèn)為本題是有規(guī)律可循的，但是不敢確認(rèn)，就是等2%出現(xiàn)，等高人的傳道，授業(yè)，解惑也！  發(fā)表于 2013-7-10 12:35
留名圍觀，靜候高人出現(xiàn)  發(fā)表于 2013-7-10 11:57
不管怎么樣，很期待某人來一段，然后我等圍觀高喊：再來一段，再來一段。話說，我是沒干過這個啦，所以自覺入座98%之列。  發(fā)表于 2013-7-10 11:50
對了，酒爺，忘記提醒你了，那位“大師”不喜有限元，認(rèn)為有限元是計(jì)算器。看來你是鐵定看不到有限元了  發(fā)表于 2013-7-10 09:39
大家不要亂猜，猜就是那98%的吊絲了，就被別人“干翻”了。而且我期待的是計(jì)算，或者給個計(jì)算思路也可以，我們學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)。  發(fā)表于 2013-7-10 08:39
在高人回答之前，大家最好圍觀，我本身也對這題一知半解，真的是求教。期待“嚴(yán)格計(jì)算和推導(dǎo)，最好來段有限元�！�  發(fā)表于 2013-7-9 23:56

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2#
發(fā)表于 2013-7-9 23:26:19 | 只看該作者
我看沒人扯這蛋！
3#
發(fā)表于 2013-7-9 23:49:26 | 只看該作者
呵呵，很久沒看見酒俠的文字了，還是那么風(fēng)趣。& Y) m. t& o2 q5 P: b
我也想看一下那位高人以這道來演算一下，教教象我這般低水平的吊絲
4#
發(fā)表于 2013-7-9 23:53:53 | 只看該作者
新手只能旁觀
5#
發(fā)表于 2013-7-10 00:12:18 | 只看該作者

（

本帖最后由 水水5 于 2013-7-10 00:14 編輯
4 y- V& w" @  H  ]5 v) `0 N0 W$ l, [7 L* l) `8 r. m, N' V4 g
冷裝的工件需要的壓拆力大
) ^- u7 c- J( D4 [因?yàn)?nbsp; 加熱時的碳鋼的線膨脹率約為11.2而冷卻的線膨脹率只有8（×10^-6 /攝氏度）" C. u: d4 D  H& Z# Y
（再沒見這個帖子之前，我剛剛在看手冊的時候讀到了這一部分，印象中是這個數(shù)，請有心人自行查閱手冊中軸及其聯(lián)接一章，過盈聯(lián)接）
! T. l) n! S. e. S9 `當(dāng)然了 這個其實(shí)還受加熱或者冷卻時裝配間隙影響
" m7 v" [: F3 l* q: L% r# A6 {如果  如果說加熱或者冷卻后都形成了間隙  。。。 。    。。  那么加熱和冷卻所需要的壓裝力是一樣的  直接就推進(jìn)去了啊（這是腦筋急轉(zhuǎn)彎）
. H( E' l6 Y6 J7 x20絲的過盈，50的軸  估計(jì)要壓壞了啊  超過了屈服極限

點(diǎn)評

膨脹率分加熱和冷卻？那加熱后就冷卻不到原來的樣子啦？加熱，冷卻，加熱，冷卻。然后，材料就為0 了？  發(fā)表于 2013-8-8 12:58
哎，原來是2絲的過盈 抱歉  發(fā)表于 2013-7-11 16:39
唉！  發(fā)表于 2013-7-10 16:14
你看錯了。  發(fā)表于 2013-7-10 08:53
6#
發(fā)表于 2013-7-10 00:41:20 | 只看該作者
水水5 發(fā)表于 2013-7-10 00:12 / t# Y" S+ E" d3 x* R6 b% `' K& p
冷裝的工件需要的壓拆力大 ) {0 o% Q; f$ k0 `
因?yàn)?nbsp; 加熱時的碳鋼的線膨脹率約為11.2而冷卻的線膨脹率只有8（×10^-6 /攝氏度 ...
3 B: U, o/ N' v! H9 |! b
嗯？越看越糊涂了，誰告訴你20絲的過盈？1-2絲的過盈好不好！6 |% _* h, L2 `) D0 p
, N9 d: L9 \% ]* C
暈倒！
* D2 t1 [1 r' `' f1 }" C( e
7#
發(fā)表于 2013-7-10 00:45:38 | 只看該作者
本帖最后由 zerowing 于 2013-7-11 00:17 編輯 2 }; J0 T& w) l9 J* Q- K

. t' x! f: Q7 x0 `這是“酒爺”對“九爺”下的戰(zhàn)書嗎？哈哈！看來是等不到傳說中的大師了。哈哈。那就參與進(jìn)來好了。
1 S1 u1 ?3 N" i6 P跟LIAO大交流了下，對他的觀點(diǎn)認(rèn)同。但是，咱有咱的說法。3 ~+ D* S2 h. E% i+ S. W
說法1：對于一個熱脹的線變過程，比如從T1到T2，膨脹系數(shù)a，那么有D2-D1=a*(T2-T1)*D1。這個沒錯吧。然后從T2再變回T1，出現(xiàn)，D2-D3=a*(T2-T1)*D2。所以，很容易發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上D2-D1是小于D2-D3的。也就是說熱裝后，孔變小了一些。平均過盈量變大。同時，這個過程中，對任意一個內(nèi)徑進(jìn)行線變分析，ddi，那么跟據(jù)上述變化，冷卻后會出現(xiàn)表面粗導(dǎo)度升高的結(jié)果。9 K! o+ S7 f+ v1 I- w- _3 v0 K

/ e+ C' p- a" v1 W% N說法2：談原子分子層面。在晶格結(jié)構(gòu)改變之前，升溫增加原子分子活性，間距變大。反之減小。因此引發(fā)線變。但是跟據(jù)變化過程不同，間距變化量也不同。一種理解是，從小間距到大間距，同樣升溫下，分子（原子）在增加動能的同時，需要克服勢能做功，即E=Em+Ek。而降溫過程，E=Em-Ek。由此可見，收縮壓力永遠(yuǎn)高于舒張壓。冷裝只會比熱裝壓力小。
& Y! L6 }) H9 r
8 D2 k* u% }; m8 ?* D最后，綜合上面兩種說法，熱裝壓力大。

點(diǎn)評

熱裝是否考慮分子擴(kuò)散呢、?擴(kuò)散后分子間的接觸面大大的增加，進(jìn)而摩擦力也會增加許多，這方面的因素是否應(yīng)該考慮進(jìn)去 ？  發(fā)表于 2013-10-10 22:15
第一個問題看我的點(diǎn)評。第二個問題，加熱本身就是增加系統(tǒng)總能量，不可能按平衡算  發(fā)表于 2013-7-15 00:03
勢能應(yīng)該等于加熱前的總量才是，它怎么會又變化呢？要是有變化，能量哪里來？  發(fā)表于 2013-7-14 23:26
我有一個問題不明白，想請教zerowing大俠，按照你的第一個說法“加熱到T2然后冷卻到T1”孔就變小了一些，那N個循環(huán)之后，孔是不是會變得很��？你的第二個說法，按照能量守恒定律，物體冷卻到T1時，內(nèi)部物質(zhì)的動能和  發(fā)表于 2013-7-14 23:24
靜待結(jié)果吧。  發(fā)表于 2013-7-12 12:02
奧氏體轉(zhuǎn)變溫度附近的。  發(fā)表于 2013-7-12 11:46
大蝦說的對。是我們自己說得跑偏題了。單就本題而言，既便有那么點(diǎn)區(qū)別，在工程上也是不值得關(guān)注的。就像沒有人會在意汽輪機(jī)軸承座重了10g。之所以選擇不同的方式，主要是受制于尺寸、溫度，沒人想把零件加熱到  發(fā)表于 2013-7-12 11:45
我們這些參與的人，好像一群瞎子在摸象，每個人其實(shí)只說了一個方面。哈哈。這教授水平很高！  發(fā)表于 2013-7-12 10:33
同樣，冷裝后升溫也是這樣。要看一個時效性。時效之外，就應(yīng)該是LIAO大的晶格理論了。在未發(fā)生晶項(xiàng)改變的情況下，那就只能說最后結(jié)果是沒影響了。后來想了想，答案應(yīng)該就是這個  發(fā)表于 2013-7-12 10:32
說實(shí)話，雖然這么推熱脹過程的變形量，但是我不確認(rèn)這種觀點(diǎn)。一個軸加熱一次如果內(nèi)孔真會大一點(diǎn)點(diǎn)的話。那么還有問題了。不過，這里沒有考慮一個時效問題。如果降溫時間夠長，那么推理不成立。  發(fā)表于 2013-7-12 10:30
呵呵，貌似越玩越熱鬧了。不過樓主定義到冷裝-50度，估計(jì)LIAO大的理論要實(shí)現(xiàn)了。  發(fā)表于 2013-7-12 10:28
特定的對象聊更好，比如葉輪-轉(zhuǎn)子，軸-軸承  發(fā)表于 2013-7-12 10:21
是復(fù)雜的三維應(yīng)力狀態(tài)。主氣閥閥座冷、熱都采用。關(guān)鍵是收尺寸限制。薄壁的要考慮孔不規(guī)則變形后局部屈服，以及邊角處的應(yīng)力，屈服了應(yīng)力就舒緩了，也就是說結(jié)合松弛了。酒大蝦的問題提得很好，但應(yīng)該放在一個  發(fā)表于 2013-7-12 10:20
佩服zerowing大蝦的材料學(xué)知識！不過個人認(rèn)為加熱時D1和收縮時D2的為小量，a*DeltaT也是小量，小量乘小量算是高階無窮小，在工程上意義有限。這個問題的關(guān)鍵在于孔，汽輪機(jī)葉輪和主軸采用套裝結(jié)構(gòu)就死紅套，結(jié)合處  發(fā)表于 2013-7-12 10:13
看看43#先， 07/11 00:23  發(fā)表于 2013-7-11 00:23
恩，酒爺說得對。我們確實(shí)是來學(xué)習(xí)的。恩恩  發(fā)表于 2013-7-10 08:58
我們是來學(xué)習(xí)的，不是神馬下戰(zhàn)書。  發(fā)表于 2013-7-10 08:53
8#
發(fā)表于 2013-7-10 01:33:50 | 只看該作者
本帖最后由 LIAOYAO 于 2013-7-10 09:27 編輯
1 U$ b4 v' Q2 l6 ]# J0 [6 K: ?/ a# Z$ q# y1 B& D  H
過盈量1~2絲呀，45鋼俺一般系數(shù)取12.7（127要偶去^_^），按照50的尺寸只需溫度變化32°左右，放冰箱也就是到0°左右，可能會有點(diǎn)緊，再不成俺去買干冰回來，降他個到負(fù)30多攝氏度都不是問題。加熱也就60°。
# @" {& S& l* F, k" b' G+ T0 h
! T/ c$ R+ p' E, r6 {2 j" L為了放進(jìn)去，燒個開水或油泡泡也就可以。* J& t7 F6 @8 f# e7 b, a
; [# P9 P7 V5 X) ?( x
-30°或 100°，暈倒，兩者對材料的影響是不同的，靠，看來還是不要花錢去買冰了。 燒燒開水還是比較簡單，呵呵。+ F, B4 [5 z# ?  ^' ?
6 f3 e$ K4 u* L( c: T- {2 X
俺是選    1、熱裝的工件需要的壓拆力大。
+ Q$ ^. M, O8 ?/ P! G. o9 l, c/ f' i( h% d' h
答案是冷裝  編輯一下，7/10,09:27 這是在實(shí)驗(yàn)羊群效應(yīng)* g, W9 U, G  V9 Q9 J2 c& v( F& I
; ?  A8 j% e* P+ I/ x8 S( R4 O
要問俺是啥原因，俺就告訴你，俺喜歡發(fā)騷的。
6 `8 U  D$ k9 _! V5 S8 k- h; w; T$ y; l8 R, s0 W( {% e# j9 p

點(diǎn)評

75℃溫度變化引起的膨脹或收縮量不足以影響裝配哈拆卸  發(fā)表于 2013-7-12 14:27
零下膨脹系數(shù)小于零上 以室溫25℃算，加熱溫度變化是75℃，冷卻溫度變化也是75℃，膨脹和收縮量都很小可以忽略吧。 這樣孔熱大尺寸是，軸冷小尺寸是  發(fā)表于 2013-7-12 14:19
最新理解，應(yīng)該選5。不同條件下，結(jié)果不同。哈哈  發(fā)表于 2013-7-12 10:34
因未驗(yàn)證，具體結(jié)果俺還是以晶粒形態(tài)為判斷依據(jù)，體心、面心、六方密之體積各有不同，還有晶界(固溶)問題。如果在升降溫過程中有晶態(tài)改變，就是1或2，否則就是3。  發(fā)表于 2013-7-11 01:47
哈哈，你這著太牛了。43的我看了，在晶格結(jié)構(gòu)變形前是我說的第二種說法。變形后就是固溶。其實(shí)也是那個原理，間距壓縮到一定程度，就會擠出其他原子形成原子團(tuán)結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為單層分子數(shù)增加，硬化。  發(fā)表于 2013-7-11 01:25
45#鋼 20°-100°C 膨脹系數(shù) 11.59 ^-6 ；零下 膨脹系數(shù)尚未查得數(shù)據(jù)。  發(fā)表于 2013-7-11 00:53
也無需再重新編輯呀， 直接Ctrl A 就看得見了呀！ ^_^  發(fā)表于 2013-7-11 00:25
貌似不用藏了，我已經(jīng)把我的觀點(diǎn)更新上來了，LIAO大不妨也顯示出來吧。  發(fā)表于 2013-7-11 00:18
。。LIAO大突然一用敬語，我深感不適啊。私下交流下，向大俠學(xué)習(xí)下。  發(fā)表于 2013-7-10 11:41
關(guān)于低溫裝配和本例的看法俺和您不同，要尊重酒俠現(xiàn)在先保留。  發(fā)表于 2013-7-10 11:34
同意冷裝。大概推了推，同樣情況下，冷裝出來的拆卸力一定會大。明白為啥鬼子搞低溫裝配室了。  發(fā)表于 2013-7-10 11:00
世間有五界，天地人神鬼。估計(jì)大神說得98%是神屆的，我等凡夫俗子夠不到。哈哈  發(fā)表于 2013-7-10 09:13
回酒俠，俺不在那98%之列，更不是2%里的，人說JX”GCS“是要有本的，俺木有本 非是98%+2%之屬。  發(fā)表于 2013-7-10 09:06
被大伙認(rèn)同的稱為高人；被群眾同擂的叫做糕人。 倘若等的是糕人，還不如看看 http://video.sina.com.cn/p/news/w/v/2013-07-09/131262649439.html  發(fā)表于 2013-7-10 08:59
你也屬于那98%之列！哈哈哈！  發(fā)表于 2013-7-10 08:54
哈哈！啥叫做 “破窗效應(yīng)” 或是說 “羊群效應(yīng)” 這就是例子。  發(fā)表于 2013-7-10 08:39
我們要先等高人給出正確答案。哈哈。  發(fā)表于 2013-7-10 02:40
9#
發(fā)表于 2013-7-10 02:41:11 | 只看該作者
我選熱裝的拆裝需要的壓力大!一般過盈1~2絲可以直接干進(jìn)去!

點(diǎn)評

呵呵，記得以前車間里的行車的變速箱軸經(jīng)常斷，就是24磅鐵錘掄進(jìn)去的，尺寸與此一樣的。  發(fā)表于 2013-7-11 22:05
計(jì)算放一邊，1~2絲確實(shí)用個木槌就搞進(jìn)去了  發(fā)表于 2013-7-10 09:04
嚴(yán)格的計(jì)算推導(dǎo)過程？  發(fā)表于 2013-7-10 08:54
10#
發(fā)表于 2013-7-10 05:59:50 | 只看該作者
熱裝壓柴力大，因?yàn)橥ǔ］S質(zhì)量大，環(huán)質(zhì)量小，熱裝加熱環(huán)，所以裝上后環(huán)將溫度傳導(dǎo)至軸，降溫相對快。& ^% m  `' V* t) C7 z% x: S" |
冷裝時冷凍軸，裝上后所以升溫相對慢，速冷或速熱的形變大，所以熱裝壓材力大。
1 o* {0 X/ Y: l9 C7 V5 U: A" }
當(dāng)然如果軸質(zhì)量要比環(huán)小，那就反過來，一般環(huán)不會比軸大吧。

點(diǎn)評

也算有嚴(yán)密推理過程，贊一個！  發(fā)表于 2013-7-10 12:33
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