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在工程設計的各學科當中,，機械設計是發(fā)展最早,，且已經(jīng)發(fā)展得日臻完善的學科,。機械這種東西比較直觀,，所有的東西都擺在面上，好不好使一目了然,，當造成破壞和事故的時候,，也更容易遭人詬病，使你無處遁形,，也不好狡辯。
機械設計的范圍很廣,，天上飛的,，地上跑的各種各樣的東西，當你拆了電纜,、卸掉管路以后,，基本上就算是機械結(jié)構。許多人認為：‘水,、電,、風、氣’的家伙都是有專業(yè)的,，人家是‘術業(yè)有專攻’,，但你要是搞機械的，大家就可以認為你是‘萬金油’,，在總結(jié)一個現(xiàn)場故障的時候,，當別人都有理由逃遁以后，剩下的那個倒霉家伙就是你,，即使就真的是人家的毛病,，只要別人稍稍耍一點賴，說他不明白,，他就可以安然脫逃,，領導是絕對不會允許你逃走的，因為你是機械專業(yè)的,。所以,，為避免尷尬，許多的東西都是你要學習的。
在機械專業(yè)混了不少年的事,，雖然機械行業(yè)看似龐雜,，好像沒有什么頭緒，似乎不知從哪里下手,，但我習慣上總體將機械分成兩大類：一類是‘運動結(jié)構’,，另一類是‘靜態(tài)結(jié)構’。運動結(jié)構可以從飛行裝置算起,，從航天器,，到飛行器，再到各種運動的設備,，本質(zhì)都是一樣的東西,。靜態(tài)結(jié)構包含各種橋梁、建筑結(jié)構,、各種工業(yè)的倉體,、支撐結(jié)構和各種梁體、底座,、絎架,、網(wǎng)架等等。相對而言,，機械設計的‘人才’也可以分成兩類,，一類是擅長設計‘運動結(jié)構’的家伙，另一類人才是善于設計‘靜態(tài)結(jié)構’的,。
除了人才以外,，還有一部分是混在機械設計領域里的家伙，這部分人里面有一部分是老板,，自稱懂機械,，實際是一知半解，他們不需要理解具體的結(jié)構,，只要掙錢就好,，這類老板不好相處。另一部分是學什么都不明白,，基本上是抄了一輩子別人的圖紙的笨家伙,，鄙人就屬于這類人。
許多搞機械的,、自認為是有天賦的家伙自己就瞧不起稿‘靜態(tài)結(jié)構’的其他人,，他們覺得設計各種支撐梁、連桿,、絎架,、底座,，以至于是設計斜拉結(jié)構和懸索結(jié)構的人都是沒有什么水平的人，干這種活體現(xiàn)不了人生的價值,，事實并不是這樣的,。當一個重載箱型梁破壞的時候，能說得清楚是什么原因?qū)е缕茐牡娜藢嶋H上并不是很多,，這正說明懂得設計這種東西的人其實不多,。
除此以外，什么時候用絎架,，什么時候用箱型梁,，其各自的載荷特點和承載方式也是許多‘聰明人’說不清楚的。我國因為沒有工程學的教育,，大家又都學的很窄,，純理論的課堂教育。于是,，很多的問題都說不清,。
計算一個承載結(jié)構，不外乎是計算強度,、剛度和結(jié)構的穩(wěn)定性,。計算強度是比較簡單的事情，你只要上過中專,，你就應該很明確地計算出一個斷面的強度,，無論斷面的結(jié)構有多復雜,，就是花費的時間長短的問題,。假如你說不會算，誰都幫不上你,，只有再回學校念書,。而剛度的計算就比較復雜一些，要考慮各種工況,，考慮最復雜的一種組合狀態(tài),，這就不是學校里能學到的東西了，想學明白了,，第一要有好的師父,，師父就不明白，你學不明白,。第二,，就是你要肯學，要下功夫,。
比較復雜的問題是計算一個結(jié)構的穩(wěn)定性,，它不僅要考慮工況,，許多外在的條件你必須要考慮進去。比如：當你設計一個大型的料倉和附屬結(jié)構的時候,，要考慮的因素就特別多,，例如，風雪引起的荷載,，地震的不同振型引起的破壞效應等等東西,。就倉體的支撐形式而言，條件許可的時候,，要盡可能采用較為‘柔和’的多柱支撐結(jié)構,，在地震過程中，它的‘彈性’和‘柔軟性’都比較好,，在承受以‘扭轉(zhuǎn)’振型為主的地震破壞中,，邊上的柱子的聯(lián)結(jié)節(jié)點可以‘擰斷’，以吸收地震的沖擊波,。當?shù)卣疬^后,，雖然有些支撐體破壞了，但整體結(jié)構是完整的,，達到這種水平,，你就基本是‘人才’了。
當不允許采用多柱支撐結(jié)構時,，支撐形式的的剛度就一定比較大,，柱子就不允許被擰斷，這時的變形就被轉(zhuǎn)移到倉體本身上去了,，你必須選擇一個變形/破壞點,，通過它的破壞而保留結(jié)構的完整性。
采用少柱結(jié)構時,，就必須要慎重使用型鋼作為柱子,，有些時候，方形或圓形就可能是你的唯一選擇,。
重載箱形梁的破壞,，你要是細看或者說你看明白了，你就知道：真正由彎矩導致的破壞并不很多,。一般情況下,，主要是扭轉(zhuǎn)載荷破壞了結(jié)構。扭轉(zhuǎn)載荷首先是破壞了箱形梁的縱橫筋板之間的焊縫,，導致形變的加大,，而形變的增加又進一步破壞了縱橫結(jié)構，最后導致了翼板（有時稱梁的‘上下蓋板’）與間隔結(jié)構的分離,，失去了承載的理論位置,，最終使整體結(jié)構分崩離析,。
煤礦上使用的液壓支架就是一種典型的重型承載支撐結(jié)構，其頂梁,、掩護梁,、連桿、底座的設計都比較講究,。什么地方要加強是非常重要的,，也有許多的學問。在型式試驗的時候,，雖然只有5000次的循環(huán),，看似次數(shù)很少，但能撐過試驗結(jié)束的的架型也并不很多,，或多或少都有些問題,。盡管現(xiàn)在是有限元時代了，但根本問題并沒有完全解決,，特別是偏載試驗,，從根本上講還是扭轉(zhuǎn)載荷作用的問題許多人沒有完全理解透，或者沒計算好,。
能設計結(jié)構巧妙而又經(jīng)久耐用的鋼梁其實并不是一件非常簡單的事情,，是很看一個人的功底的，它和在學校的學習和后天的鍛煉都有很大的關系,，別小看了它,。但像我這樣的笨家伙就干不了。
在結(jié)構設計的時候,，你需要特別重要的是：除了正常計算彎曲載荷以外,，一定要搞清楚最大的扭轉(zhuǎn)載荷，這種載荷可能不一定是什么東西施加給梁體的,，也可能是基礎的不均勻沉降造成的,，假如你當時沒有仔細考慮基礎沉降的問題,，到時候,，土建的家伙是救不了你的，你哭都沒人理你,。
如果是薄板結(jié)構,，你還必須計算剪切和沖切的問題，你的鋼梁是沒問題,，但人和物件掉到底下去了,，你同樣有不可推卸的責任。
筋板的聯(lián)結(jié)也是特別重要的東西,，焊縫盡可能不放在受力大的位置上,，如果必須放在那里,，要作額外的加強和支撐，通過增加局部的剛度,，減少此處的形變,，使變形發(fā)生在非焊接位置。當然,，書上說了許多特別細致的東西,，都特別重要，我不重復什么,，以免引起賣弄的嫌疑,。
有人會說：你說了一大堆沒有用的東西，到底用什么來衡量一個家伙是不是行呢,？這個我比較在行,，因為我不會干什么，再不知誰會干,？豈不是要餓死,？其實，衡量一個家伙只用一個標準就夠了,，他自己設計的結(jié)構,，隨便取一個截面，他都能講得清楚何處的應力是多大,？哪個斷面在何種條件下可能破壞,，這個截面破壞以后引起的后果是什么？什么條件下,，整體結(jié)構會崩潰,？在眾人面前可以講清這件事，他就合格了,。假如是抄圖,，抄一輩子也還是抄。
假如我們把鋼結(jié)構叫‘重型結(jié)構’的話,，鋁結(jié)構就是‘輕結(jié)構’,，它的設計與鋼結(jié)構是完全不同的，或者說根本就是兩碼事,。
待續(xù)------------------ |
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發(fā)表于 2007-7-31 11:10:00
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發(fā)表于 2007-7-31 11:41:04
