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机械设计与数学

作者:机械圈日期:2015-07-16浏览:231分类:机械设计


最近有人一直在讨论数学什么,有人还特别苦恼专门为此发帖,有高人强调数学的基础性和重要性,说不重要?当然重要的了,都要学好哲学,还有什么问题可以难倒的。

俺从小喜欢数学,虽无所建树,至少大谈几句,也不觉惭愧,比起刚当上最年轻教授的数学家,那必定要挖洞躲藏数年。数学这东西,要讲两个层面,一是喜欢,和工作、利益丝毫没有关系。比如,装X的我,上厕所可能拿本数论,睡觉前还在琢磨魔方的数学结构,像模像样地把解法记在笔记本上,还自创了一些;二是工作需要,我先谈这个,可能我的体会,能帮助解决大家的疑惑,若能如此,也是荣幸。

机械设计与数学

数学也不是大家说的那么神秘,那么高深莫测,也不要刻意把它抬到很高的高度,爱因斯坦不是数学家,但他想通了相对论,请数学家帮了个忙,本质思想是他的。

机械上哪里都有数学的影子,哪里都可以让你拿来白纸,算上几笔,不妨一看。

翻开机械设计教程,四杆机构可以有解析法,复数计算,速度、加速度要用到微分求导,千万别光看,看一千遍还是那水平,算几个例子,要是工作中能有实际例子,赶快算吧,算对算错,你又不吃亏。要是会个C语言,弄个Mathematics,打印结果可能好几页。如果不过瘾,算个五杆机构吧,我笔记本里还有一页草稿呢,列好公式,让机器算吧,玩呢。

螺纹就不必大谈了,材料力学,现成公式算吧,要有兴趣,把悬臂梁的公式,自己推导一下,放心,论坛上能闭着眼睛推导的基本没有,除非他前天刚温故了一下,甭管他有多牛。

齿轮吧,渐开线,把这个函数正反的都研究一下,在CAD上画画,AutoCAD上可以用宏,SW上可以用插件,ProE可以用参数,直齿轮是最简单的,大家学学吧,林庆安的教程也有,多年不看教程了,应该做的更好了吧。然后是斜齿轮,论坛上最近有人问斜齿怎么做不出模型,我也不知道,用螺旋角贝搭,扫描齿形是不大可能成功的,至少我在SW2004和PROE2001,就没成功过,现在也没有兴趣再拾起,有空倒是也想研究的。伞齿轮是较高的境界,俺只有抄图的境界,抄模型的境界,什么叫抄模型,就是打开别人的模型,看别人怎么建模的,模型树上百个。

箱体,箱盖的变形计算,都可以用到数学。机械设计手册上有具体的例子,用时可以参考。

以上,只随便说说,就可以看出,基本的机械都是需要数学的,每一个都可能花去你数个晚上。基本上,我觉得,只要有微积分、线代、概率的基础,就可以了,在机械工程师之间讨论,就能插上几句了。

尤其重要的是,不要牛角尖,工作中碰到的各种问题,可以用数学的本质去思考,但这是一条途径之一,不是唯一,本质的回归是解决实际问题,轴断了你可以说出一大堆数学理由,焊接失效了,你可以说焊核小了,电流不对,但除非你是顾问,要不然老板肯定不同意的,重要的是解决,不要在数学的框架里转了半天,还在哪里,老板来过问了,你告诉他ABCD,加减乘除。

机械除了数学之外,还有各种必要的本质,比如试验,想法,金相分析,磨损要做测试,振动要做测试,材料要考量,一大推,都不知道怎么说。

一定要摆脱解构别人机器的思路,在有限元之前,首先得有设计好的结构啊,在想传动结构怎么摆之前,有限元早着呢。见过许多工程师,没设计过几个结构,见你画了个结构,就想帮你做有限元分析,解构容易还是建构容易,不言而喻。

急功近利的就看到上面吧,对数学感兴趣的,不妨遥相举杯,共同瞎说。

俺喜欢数学,从小就喜欢,小学时就喜欢寒暑假作业上的数学思考题,初中还连续考了几个一百分,高中时也喜欢数学,但就是考不好,最低10几分都有,我自己都嘲笑自己,后来分析了一下,主要有两个原因,一是自己笨,二是那时状态不好,跟踢球一样,还好高考没拖后腿。到了大学,就喜欢上高数了,微积分玩的跟溜溜球似的,还从图书馆借了习题册做了。没啥别的,就是喜欢,还连带着喜欢物理,理论力学,材料力学。

所以,如果有空闲,翻翻复变,泛函,这个年代,很多乐趣是自找的,装什么也是自己的事。

数学是由内而外喜欢的,是为自己服务的,看不懂就硬看或请教,实在不行,就不理他,真需要,到时候它会理你的。

数学和听音乐一样,你会看到路上很多人带着耳麦听音乐,谁又知道真在听音乐,还是音乐在振动他们的耳膜。

数学是一种思想,思想放在哪都是重要的。


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