從業超過50年的以色列機械工程師：在工程計算上，別信學校那套！

貝XB2016

么么么么么么么么噠

燃溪

There are many ways to fail (but it only takes one)
( e+ ^: `7 q, J! R& J) ^' }3 V' o5 E
While teaching strength of bolts I once calculated a bolt for a number of different possible failure modes. I calculated for the “standard”, the pull strength of the core for the less common shaving of the threads and also for shearing of the head and a few more bizarre possible modes. I showed that, although all are possible, the standard bolts will nearly always fail at the core first. However, under certain conditions (too few mating threads, a weak mating material, etc) the threads might shave first. Confused? Let me explain….
2 G% ^5 }; t& O6 }0 X7 Z9 H2 H
$ `; f/ k; g0 P/ z+ ?失效的形式有許多種（但總歸發生其中一種）
7 \5 \3 y0 c+ ^       當我講解螺栓的受力的時候，曾經對一個工作中的螺栓，從不同的失效形式上計算過。標準失效形式——螺栓桿的極限拉力拉力，螺紋的剪力（這個不太常見），螺栓頭的所受的切向力和其他一些不尋常的失效形式。我這么做，是為了讓學生了解到，雖然螺栓失效的形式多種多樣，但是大部分情況下，它總是在螺栓桿處首先出現問題。然而，在某種特殊的條件下（旋入螺紋太少，被連接件強度太低，等等），螺紋會首先被剪短。覺得困惑了嗎？我們可以這樣來解釋：……

掛726面

掛726面 發表于 2016-9-26 15:14
When we pass from high school to university we bring with us the idea that answers are obtained by e ...

& J: B; H3 l2 T6 z  D英語大渣渣，受教了   謝謝
  R2 I4 D8 d' y+ ?2 i7 K( N

zhumao6011

1.不要相信他們在學校教你的任何事，真正的生活是非常不同的
2.你應當馬上拋棄認為設計問題只有一種正確解答的這種認識，讓你的大腦對各種觀點敞開大門。
3.設計失敗會有很多不同的形式，所有這些都應當被考慮。
' x1 Z% f8 E& _* b0 q: M8 q! V4.什么先出現？先有雞還是先有蛋？一個假想設計的分析總是從可以調節的假設范圍開始的。

滾刀魚

這只是一篇文章？還是一本書？如果只是一篇文章，請問樓主帖子里面已經貼的完整了嗎？
8 @' k0 ]' ]  s  f9 i如果是一本書，麻煩樓主能否告訴書名？

小師妹_c937B

滾刀魚 發表于 2016-9-28 15:40
這只是一篇文章？還是一本書？如果只是一篇文章，請問樓主帖子里面已經貼的完整了嗎？
: e" J( r1 Z. E) ^如果是一本書，麻煩 ...

+ g7 B" c4 q% \1 e一篇文章，完整的。
' b- ]( ]0 H& ]/ ?0 v

所羅門_x

公主稍等片刻，我這就打開有道。。。。

tedwu

1.        不要再對學校里教的那套深信不疑，現實生活往往大相徑庭。
6 v' {$ g" m6 g4 z9 p2 `1 B9 X2 X2.        立馬摒棄任何設計問題只有一個正確答案的錯誤想法，對所有備選方案敞開心扉。
  k& G1 j, u: S; q. a* G3 q3.        設計失效多種多樣，考慮上需面面俱到。
3 O2 W* {6 p( T: J4.        無需糾結于雞先還是蛋先的悖論，設計一定基于可修正的假設。
象牙塔中和現實生活問題解決的差異
從高中進入大學的時候，我們被灌輸了這樣一種思想—通過工程計算來獲得答案。 我們使用分析公式并且被諄諄教誨以至于對結果只有好壞（沒有含混和灰色地帶）的觀點深信不疑，我們對問題的相關數據完全齊備的情況習以為常。我甚至對通過驗證是否使用問題的所有數據來檢查我的答案記憶猶新-是否總是需要使用所有的數據來獲得答案？
  i% V% k$ ]1 q+ N( {% H* ~這絕對與世隔絕。數據從來不是“既定的”，而通常是不完整的，絕無僅有的“正確”公式也實在不必要。曾經有諸多學子問我采用兩個不同的公式（輪齒強度和齒面疲勞）的哪一個來計算齒輪，實在難以讓他們理解兩個公式都是“正確的”并且應當以最壞情況來計算。
8 w5 z" |' {" `5 z4 c1 r( R失敗若水有三千（但你只能取一瓢）
6 d  ^2 t: y8 c2 f: c! w. ]* R我曾經在教授螺栓強度的時候計算過諸多不同的失效模式下的螺栓強度，我按照“標準”的方法，在螺牙剪切和螺栓頭剪切很少發生并且各種可能的稀奇古怪的模式基本沒有的情況下只計算在螺桿的強度。 我表明了雖然一切模式皆有可能，但標準的螺栓基本上都首先在螺桿處發生破壞。即便如此，在某些情況下（比如嚙合螺牙太少，貼合面太弱等等）螺牙可能首先發生破壞。覺得又說越亂，待我分解如下：
- L) Y8 Z- |! L  T- T$ n0 I' R6 y對其他可能的失效模式置若罔聞是非常危險的，第一架英國噴氣式飛機Comet的設計師們就于50年代早期付出飛機失事和生命消隕的巨大代價。
基于現實生活設計的風險
* \+ x5 x+ o4 j8 i5 Y. ?& A0 H( W吃頭啖湯總是有風險的，高飛的噴氣式飛機和鋁材的應用在當年都非常新穎。英國的工程師們也未意識到重復解壓載荷和應力集中對鋁材機身的疲勞強度的影響，只計算靜載遠遠不夠。
那么當時他們是如何計算機身的？在當時計算機尚在襁褓之中，FEA程序也尚未開始書寫。他們不得已使用應力公式和手工的結構設計工具。即便在當今，如無強大的計算機和程序，也難題分析復雜程度堪比機身的結構， 我們雖有更好的研究工具但舊問題和挑戰依然揮之不去。
. p" h( @5 h. `6 T技能、常識和耐心
. ?5 v0 v+ M# r* |他們必須要做的就是簡化，每次計算結構上的構件然后對實際的零件和組件進行測試。這種方法實際上是采用計算和實驗測試的組合來驗證設計。我們必須承認雖然他們工具粗陋但活干的很漂亮。
' H+ e6 g; R8 y2 ?我們意欲相信我們在今天的設計上做得好得多，實際上是我們的工具比他們的好得多同時絕大多數原理近乎雷同。我們用FEA程序構建模型和進行測試。在計算模型而非硬件模型上進行測試僅僅是時間和成本的差別， 在測試和分析之前我們仍然必須提供完整的設計。
先有雞還是先有蛋？
我們陷入了一個惡性循環：為測試我們需要一個已經完成的設計，但不經過計算我們就沒法完成設計。怎么打破這個惡性循環？猜測！通過經驗、經驗法則和基于初步設計與草圖的粗略計算。
記住：早期的假設是可以回訪和再計算的，但至少這些假設讓我們可以開干了。

amone

The risks of designing for the real world

在現實世界中進行實戰設計的風險

- R! A1 j5 \+ ~. |. e& _

It is always risky to design something new. High flying jets and the use of aluminium were pretty new in those days. British engineers also failed to realise the effects of repeating decompression loads and stress concentrations on the fatigue strength of the aluminium airframe. Calculating for static loads was just not enough.

設計新穎的產品總會伴隨著風險。如今，（作者用were pretty，過去時，應該是在過去談論當今）高速噴氣式飛機和鋁材的應用仍然十分前沿。英國的工程師（應該指羅羅航空發動機公司）對鋁合金機體的疲勞強度和重復減壓負荷以及應力集中的關系仍然是認識不足。對靜載荷的計算仍然不充分。

* A6 w& k7 g! n+ t  D4 X0 o1 N1 j2 I6 S. i

How did they calculate their airframe then? Computers were still in their infancy and FEA programs were not written yet. They had to use stress formulas and manual structural analysis tools. Even today, with our powerful computers and programs, it is not easy to analyse a structure as complex as an airframe. We have better research tools but the old problems and challenges are still there.

那么他們是如何計算機體的強度？當時計算機還只是個雛形，有限元分析等計算工具尚未發明。他們只能手動進行受力分析計算。即便是今天，手握強大的計算工具和軟件，對機體這樣復雜結構進行（力學/結構）分析仍然是困難重重。研發使用的計算工具有了充足的進步但是那些老大難的問題依然沒有解決

小師妹_c937B

tedwu 發表于 2016-9-29 11:41
3 Y! z( L9 C$ g( K1.        不要再對學校里教的那套深信不疑，現實生活往往大相徑庭。
2.        立馬摒棄任何設計問題只有一個正確答案的 ...

大俠的翻譯已經可以當參考答案了，文字功底很深厚