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實心球制作機械結(jié)構(gòu),實心球制作機械結(jié)構(gòu)圖

大家好,今天小編關(guān)注到一個比較有意思的話題,就是關(guān)于實心球制作機械結(jié)構(gòu)問題,于是小編就整理了2個相關(guān)介紹實心球制作機械結(jié)構(gòu)的解答,讓我們一起看看吧。

  1. 實體結(jié)構(gòu)舉例?
  2. 如果用鐵做一個壁厚20cm,直徑一米空心球,往最深的海溝投放,會壓扁嗎?扁成多少米?

實體結(jié)構(gòu)舉例?

實體結(jié)構(gòu)是由砼構(gòu)成的具體工程建筑結(jié)構(gòu),例如梁、柱、板、墻、墩、臺、涵、管等。砼試塊不算結(jié)構(gòu)實體。

殼體結(jié)構(gòu)通常是指層狀的結(jié)構(gòu)。它的受力特點是,外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上,如摩托車手的頭盔、貝殼等。常用于各類工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域。殼體結(jié)構(gòu)是由空間曲面型板或加邊緣構(gòu)件組成的空間曲面結(jié)構(gòu)。殼體的厚度遠小于殼體的其他尺寸,因此殼體結(jié)構(gòu)具有很好的空間傳力性能,能以較小的構(gòu)件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結(jié)構(gòu),能覆蓋或維護大跨度的空間而不需要空間支柱,能兼承重結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)的雙重作用,從而節(jié)約結(jié)構(gòu)材料。

實心球制作機械結(jié)構(gòu),實心球制作機械結(jié)構(gòu)圖
(圖片來源網(wǎng)絡(luò),侵刪)

作用

殼體結(jié)構(gòu)可做成各種形狀,以適應(yīng)工程造形的需要,因而廣泛應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)中,如大跨度建筑物頂蓋、中小跨度屋面板、工程結(jié)構(gòu)與襯砌、各種工業(yè)用管道壓力容器與冷卻塔、反應(yīng)堆安全殼、無線電塔、貯液罐等。工程結(jié)構(gòu)中***用的殼體多由鋼筋混凝土做成,也可用鋼、木、石、磚或玻璃鋼做成。

殼體的曲面,可由直線或曲線旋轉(zhuǎn)而形成,其大部分是正高斯曲率,或由直線或曲線平移而形成,也可根據(jù)特殊情況而形成復(fù)雜曲面。也稱無筋扁殼。曲面的形狀根據(jù)使用要求和受力性能選定。殼體兩表面之間的中間曲面稱為中面,殼體的中面、厚度及邊緣形狀決定殼體的全部幾何特性。

實心球制作機械結(jié)構(gòu),實心球制作機械結(jié)構(gòu)圖
(圖片來源網(wǎng)絡(luò),侵刪)

如果用鐵做一個壁厚20cm,直徑一米空心球,往最深的海溝投放,會壓扁嗎?扁成多少米?

直接答案:并不會壓扁,這么厚的鐵球怎么會壓扁了,生物極限都達到了水下8370米,一個鐵球又怎么會被壓扁。

鐵的密度是水密度7.85倍,比水大的多,所以同等體積下,鐵球重量比排開水的質(zhì)量要大的多,中心挖掉一個圓球仍然不會漂浮起來,是可以下沉的,當(dāng)然還可以通過計算來比較浮力和重力。

世界最深的海溝是馬里亞納海溝,位于菲律賓東北方向,最深處是11034米,相當(dāng)于1100個大氣壓,即110兆帕,而核電站一回路正常運行時壓力也不到16兆帕,反應(yīng)堆壓力容器的壁厚不是均勻的,最薄處大約有19厘米,最厚處將近30厘米,這是因為鐵的抗壓能力要遠大于抗拉能力。

實心球制作機械結(jié)構(gòu),實心球制作機械結(jié)構(gòu)圖
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圖釋:的里雅斯特號深潛器

熟悉材料學(xué)的讀者知道,鐵是一種混合物,要具體到某種型號,添加了哪些元素來談材料的強度才有意義,1960年,長15.1米,寬3.5米,壁厚12厘米的的里雅斯特號深潛器就曾經(jīng)下潛到馬里亞納海溝,并安全返航,其外殼并不是純鐵,而是合金。

圖釋:我國蛟龍?zhí)?,外型像一只鯨魚

曾經(jīng)下潛到水下7000米的蛟龍?zhí)柾饪剖荁T22型超強鈦合金,并且含有鋁、鉬、鉻等金屬,材料的抗壓性能最強都可以達到1300兆帕,鐵球的形狀是圓形,比載人潛水器更為規(guī)則,從結(jié)構(gòu)上來看更為穩(wěn)定,能抗更大的壓力,即使是普通的鐵,20厘米厚度的鐵也不會被壓扁。

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這個問題,與之前的類似,所以我就再來算一次。

需要用到的參數(shù)也簡單就是密度7800kg/m3,彈性模量200GPa,泊松比0.33。另外,已經(jīng)有人計算過了,這么大的鐵球,完全可以沉入海底,并不會浮起來。

如之前的那個問題,直徑一米的鐵球,上下的壓差與收到的壓力相比較小,就直接忽略了。既:在本文的分析中,認為鐵球收到完全均勻的壓力。

此外,鐵球在下落過程中,壓力逐漸真大,鐵球的相應(yīng)非??臁.?dāng)鐵球跌落到海底時,它的變形已經(jīng)完成。實際上,也正是如此。

***設(shè),內(nèi)部真空。

與實心球不一樣,空心球內(nèi)的應(yīng)力要遠大于外載,原因就在于投影面積不一樣:外載的投影面積不變,但是內(nèi)部的橫截面積卻變小了,如下圖。

如果時薄壁,那么可以認為厚度方向的應(yīng)力都一樣,其內(nèi)部應(yīng)力可非常簡單的就得到,感興趣的自行計算(參考材力)。但是對于20cm厚的鐵球,顯然并不均勻分布。

為了說明問題,先考慮二維無限大平面,內(nèi)含一個圓孔。我們知道,圓孔的存在造成了應(yīng)力集中,既孔周應(yīng)力遠大于外載。三維情況同樣如此:在洞的附近,應(yīng)力要大于遠處,并不呈現(xiàn)均勻分布的情形。

不會被壓扁。

因為20cm的鋼鐵外殼可以足夠抵御馬里亞納海溝的壓強。

已知的最深的地方是的馬里亞納海溝,深度為11984米

可以參照目前人類下潛最深的潛艇,下潛到了10911米,這個深度已經(jīng)非常接近馬里亞納海溝:

下潛到那個深度的時候,壓在外殼上的壓強是110MPa,

這個潛艇的外殼厚度是12.7cm,設(shè)計抵御的壓強是1300MPa(安全第一所以十倍保險),因為水壓強和下潛深度是線性關(guān)系,所以理論上可以在深潛10倍

啥題目啊,提問者只是好奇嗎?

最深海底壓強:

菲律賓的馬里亞納海溝有11km水深,是地球最深點,約

p=11*1000*10kpa=110mpa=110N/mm2

鋼球橫截面積:

A0=1^2/4*π=0.25π

鋼球鋼材的截面積:

As=A0-0.6^2/4*π=0.16π

鋼球材質(zhì)的應(yīng)力:

如果是實心球,那么就是海水壓力110N/mm2,但因為是空心球,那么鋼材的應(yīng)力放大了,放大的倍數(shù)就是兩個截面積比,

即: A0/As=0.25π/0.16π=1.5625倍

到此,以上就是小編對于實心球制作機械結(jié)構(gòu)的問題就介紹到這了,希望介紹關(guān)于實心球制作機械結(jié)構(gòu)的2點解答對大家有用。

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