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为什么你看上去很简单的机械工程那么难

为什么你看上去很简单的机械工程那么难

作者: 猫尾草 | 来源:发表于2019-06-17 15:45 被阅读0次

    模电工程师大概比较能理解,模拟信号的波纹度和机械公差非常像。


    加工一个零件,设计是15.000mm宽,其实不是。是15.000+-0.008mm,到底是多少,极难知道。因为你切割的端面根本不是平的,到底是多少,取决于你量哪里。
    磨一个平面,在设计图上一平如镜,实际上也不是。打一束激光上去观察几米外的反射点,你会发现反射点偏离理想位置。那意味着这个面其实是坑坑洼洼的。你去商场可以观察一下,地面反射出来的灯光就常常是扭曲的。机械加工面幅度可能小,但本质上没什么区别。
    钻一个深孔,笔笔直,实际上是微弯的,甚至是蛇形弯曲的。同心度并不够,如果你拿来做滑膛炮的炮膛的话,同心度不足意味着发射后炮弹对膛壁的摩擦不均匀,于是发热进一步的不均匀,不均匀的升温会进一步的加剧炮管扭曲,每一炮炮管都要巨烈形变,并且迅速的被高温改变机械性能以至于不得不停止发射。
    车一个圆,在最好的情况下也是一个实质的卵形,且实质上这最好的情况很少发生。打一个轴心孔,不在正中心,就偏了那么微不足道的一点点,转子转动起来声音就不对。随后就会发现密闭不紧,功率不足。
    拧上六个螺栓,紧固两块钢板。只因为你先拧紧了一个,再拧紧其它,钢板的应力就偏向一个角。稍遇震动,较紧的部位会最先金属疲劳,结构性撕裂。
    你要把一根6米长,直径一米的轴装进一个内径一米的轴套,你要是横着往里插,你会发现轴是弯的,轴头垂着,轴套还是扁的——好像泡软的意大利空心面。于是你只能把轴套和轴都立起来从上往下装。那要是你的厂房没这么大空高呢?你知道船用汽轮机主轴有多长吗?
    然后是材料问题,无穷无尽的探伤、金相检验、性能测试。各种晶化、蠕变、疲劳、环境耐受问题。各种结构强度问题、抗拉性、高温性能迁移问题。各种导电问题、绝缘问题、压电效应、信号屏蔽、击穿、散热。防尘防水防酸防盐妨高温防寒……一言难尽。
    每一个环节都不理想,而且还会在工作中发生不同方向的偏移。这些误差之间的交互关系极其复杂,垂向有继承,横向有交联。不是一环扣一环,而是一环扣几环,几环扣几环。工程师就是误差的巫师。控制得好,误差互相抵消,开动起来还有“磨合效应”——越跑越顺。甚至还有自维护性;控制不好,毁天灭地。

    原文链接:https://www.zhihu.com/question/327471497/answer/716941677

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