【正文】 料承受永久變形而無型損的能力。剪切工具(剪床)必須能抗磨損。 這些性能主要歸結到五大類：強度、硬度、彈性、延展性和韌性。其中某些性能比如電、熱傳導性、密度，對于物種的確定的用途來說，在選擇材料時，其重要性是擺在首位的。 雖然兩大類材料中，很可能金屬類材料總是更加重要，但非金屬類材料的相對重要性在迅速增強。最普通的金屬材料是鐵，銅，鋁，鎂，銀，欽，鉛，錫和鋅以及這些金屬的合金，例如：鋼，黃銅和青銅。為了用金屬礦石來生產出一種盎屈，我們必須將雜質從金屬礦中分離出去，那就要靠冶煉來實現(xiàn)。 然而，并不是所有金屬的強度都高，例如銅和鋁都頗為脆弱，但如果將銅、鋁混合在一起時，結果稱為銅、鋁合金即鋁青銅，這銅鋁合金比起純鋁來強度要高得多。鐵跟碳(c)和其他元素結合形成合金的那些金屬，尤其他金屬發(fā)現(xiàn)有更大的用途。但是并不是所有的金屬都能夠用于工業(yè)上。眾所周知，金屬在我們的生活中是非常重要的。水泥可能是比較便宜的，并常用于建筑上，但就強度角度來說，即使是水泥仍然是取決于其內里的鋼筋。甚至更重要的是通過說明重量或者成本因索，就應該能反映該模式的各個部分的重要性。為了易于確定而利用下列參數(shù)作為約束和目標函數(shù)的附加特性條件，也格是需要的：重量、體積、位移、應力，應變，頻率，翅曲安全系數(shù)、溫度、溫度梯度和熱通量。因為在優(yōu)化循環(huán)過程中，課題的幾何條件和網格會改變，所以優(yōu)化程序必須包含誤差估計和自適應控制。而最后一步，反復自動調節(jié)設計作業(yè)。觀察一下作為零件優(yōu)化設計過程，使它變得更容易理解。優(yōu)化設計是以理論數(shù)學的方法為基礎，改進那些對于工程師來說過于復雜的設計，使其設計過程自動化。因為工程個的大多數(shù)設計任務那是可定量的，所以實踐上，為了快速找到一些可供選擇的設計方案。已經存在的若干個建議使用的塑性屈服理論，其中每一種理論只能在一定的范圍內有效。而且壓縮的屈服應力跟拉仲屈服應力極端一致。該金屑變形狀態(tài)是受到其復雜應力體系所支配。這可以從一金屬圓柱休試樣在兩個模板之間被壓縮時怎樣發(fā)生變化的分析中可以看得出來。 為了建立金屬變形的可控制的數(shù)字模型(曲線圖形)，作出以下幾個簡化的但是合理的假設， 1)忽略彈性變形。在承載斜板例子中的實際機械效益在有滾子條件下，大約是3．6，無滾子條件下，大約是1．4。斜面就是一個力放大裝置。如果他們在沒有被子情況下，把冷凍機滑移上斜板，所需的力可能是215公斤或更大，那么效率就小于35％。效5P總是要比100％小，岡為運動零件之間有皮擦損失。由于與輸入距離的同樣時間里掃帚的尾部走過較大的距離，因此共速度也就增加廠。 使所需的作用力減少，同時這個較小的作用力使所通過的距離增加，這樣的裝且被稱為力放大器。由于沒有一個人能直接舉升別o公斤重，因此必須使用一種裝置去調節(jié)所需要的可以控制的作用力。米來表示?！?。. . . .機械工程專業(yè)英語》參考譯文高等學校機械設計制造及其自動化專業(yè)新編系列教材(供教師及學生使用)黃運堯 黃 威司徒忠 李翠瓊武漢理工大學出版社目錄編譯者的話………………………………第1章 材料和熱加工………………… 第1課 機械學的基本概念………… 第2課 塑性理論的基本假設……… 第3課 有限元優(yōu)化的應用………… 第4課 金屬………………………… 第5課 金屬和非金屬材料………… 第6課 塑料和其他材料…………… 第7課 模具的壽命和失效………… 第8踩 冷加工和熱加工…………… 第9踩 鑄造………………………… 第10課 制造中的金屬成形工藝… 第11課 緞選……………………… 第12課 鍛造的優(yōu)點和工作原理… 第13課焊接……………………… 第14課 熱處理……………………第二章 機構和機器原理……………。第五章 機械電子技術……………………………… 第38課 專家系統(tǒng)……。l公斤‘米等于I公斤力作用于物體上使物體移動1米的距離。常見的裝置是一個斜面一在這個例子中，一個傾斜在地面動卡車之勾的承載斜板．如果斜板有1G米長，摩擦力忽略，那么就需要75公斤的力將機器該上斜板。機器裝且也可放大速度和距離。機器裝置除了放大力和距離之外，也能改變運動的方向。像剛才所舉的那部機器的例子那樣，如果某些人把該機器治上斜板，他們可能發(fā)現(xiàn)那要花84公斤的力。理想機械效益是忽略摩擦損失并等于掐入力移動的距離除以負載移動的有效距離。作為速度放大裝置，輸入距離是要比負載距離小的，而理想的機械效益亦比1要小。第2課 塑性理論的基本假設 在金屬成形中應用塑性理論的目的是要探索金屬成形的塑性變形機理。然而當必要時，彈性復原(例如，彎曲回彈情況＞和加工中的彈性彎曲(例如，成形加工精度非常接近公差)定要考慮； 2)作為一種連續(xù)體來考慮材料變形(如結晶，而晶間疏松和位錯是不加考慮的)； 3)單向拉伸或壓縮試驗與多向變形條件下的流動應力相互有關； 4)各向異性和Baus chl“Bef效應忽略不計； 5)體積保持恒定； 6)用簡化法來表示摩擦，如用coulomb7s定律法或用恒剪切應力法。當工件達到金屬的屈服應力的應力狀態(tài)時，塑性交形就開始發(fā)生。這應力體系可從單一的、單向的到三維的即三向發(fā)生變化。由于摩擦力的存在而改變了這一狀況，故需要更高的應力才能引起屈服。在考慮使用這些理論之前．研究三向應力體系并創(chuàng)立既利用數(shù)量關系又利用圖解技術的解題方法，那是必要的。計算機令繁瑣的重復設計過程發(fā)生了深刻的變革。如果在一部臺式計算機平臺上能實現(xiàn)自動優(yōu)化設計，那就可以節(jié)省大量的時間和金錢。第一步，包括預處理分析和后處理分析，正像慣常使用的有限元分析(FEA)和計算機輔助設計(CAD)程序應用。優(yōu)化設計程序將允許工程師們監(jiān)督該設計步騾和進度，必要時停止設計，改變設計條件和重新開始。 修改、重配網格和重新估算模式以期獲取特定設計目標的實現(xiàn)是以輸入初始設計數(shù)據(jù)開始的。 此外，工程師們應該能夠通過多學科的不同類型的優(yōu)化分析使多種約束條件結合起來。 當有了其他各種材料，特別是有了塑料的今天，人類為什么仍然要使用如此之多的金屑材料呢?那是有益的嗎?通常使用一種材料，是因為它能提供所需的強度，所需要的其他性能和低廉的費用。 塑料比較輕并且更能抗腐蝕，但它們通常強度不足。金屬對于工業(yè)而言是有巨大的重要性。那些金屬一一我們用于工業(yè)上的金屬鐵與別的某些元素相結合而組成的金屬稱為黑色金屬；此外所有其他金屆都稱為有色金屬。合金化是獲得下列所需各種特殊性能的一種重要方法：如強度，韌性，抗磨性，磁性，高電阻率或抗腐蝕性。 提煉、生產和處理金屬的種種方法，各個時代都在研究和發(fā)展，以滿足工程的需要。它們具有金屬特性：光澤，熱傳導性和電傳導性，有相應的延展性，而某些金屬還具有良好磁性。由于新的非金屆材料兒乎是在不斷地發(fā)明創(chuàng)造之中，這一趨勢將確定無疑地繼續(xù)下去。報述一種材料在機械應用中的表現(xiàn)的那些性能，對于工程師在設計中選擇材料來說，往往更為重栗。 L強度——是材料抵抗外力作用的能力。軋鋼機上的金屬軋輥必須能抗穿透。沖壓和成形產品必須具備這種性能。 塑料具有特爍的性能。塑料能抵抗這些酸的腐蝕，但可被溶 塑料比較輕并且更能抗腐蝕，但它們通常強度不足。金屬對于工業(yè)而言是有巨大的重要性。那些金屬一一我們用于工業(yè)上的金屬鐵與別的某些元素相結合而組成的金屬稱為黑色金屬；此外所有其他金屆都稱為有色金屬。合金化是獲得下列所需各種特殊性能的一種重要方法：如強度，韌性，抗磨性，磁性，高電阻率或抗腐蝕性。提煉、生產和處理金屬的種種方法，各個時代都在研究和發(fā)展，以滿足工程的需要。它們具有金屬特性：光澤，熱傳導性和電傳導性，有相應的延展性，而某些金屬還具有良好磁性。由于新的非金屆材料兒乎是在不斷地發(fā)明創(chuàng)造之中，這一趨勢將確定無疑地繼續(xù)下去。報述一種材料在機械應用中的表現(xiàn)的那些性能，對于工程師在設計中選擇材料來說，往往更為重栗。 L強度——是材料抵抗外力作用的能力。軋鋼機上的金屬軋輥必須能抗穿透。沖壓和成形產品必須具備這種性能。 塑料具有特爍的性能。塑料能抵抗這些酸的腐蝕，但可被溶刑所溶解或引起變形，例如，溶劑四氯化碳與塑料具有同樣的碳基。塑料能緩慢軟化，而當其還是在軟的狀態(tài)時，能容易成形。 塑料器件可能需要與用其他材料，比如與金屬或木材制作的類似的器件加以區(qū)別、這不僅是由于塑料的性能不同的原因，也是由于制造塑料產品所用的技術不同所致。 首先，必須生產合適的粉末。 利用熱和壓力的各種結合，某些粉末冶金就是在室溫和高壓下進行。為著某些原因．模具可能不得不更換。變形材料的滑移、模具材料的抗磨性，模具表面溫度、模具和材料接觸表而的相對滑動速度以及接觸層的性質，都是影響模具磨損的最主要的因素。在溫度足夠高的時刻，這些壓應力可引起表頂層的破壞。在變形加工過程中，由于加載、減載，模具承受著交變應力作用，這就將引起開裂并發(fā)生重大破壞。 對于金屑成形加工工藝的小批、單件生產，模具的設計、制造和模具材料的選擇是非常重要的。一般能用作機構基本零件的機械裝置有三種類型：1．齒輪裝置。3．平面機構和空間機構也是能使一個點或一個剛體產生機械運動的有用裝置。機構或連桿構件是一個可約束的傳動鏈而且是一個從輸入到輸出以傳遞運動和（或）力為目的的機械裝置。由于連桿機構做成一簡單機構而且能設定實現(xiàn)復雜的任務，例如非線性運動和力的傳遞運動。連接動力源的構件即原動件，而具有一個移動鉸和一個固定鉸者叫做輸入構件。曲柄滑塊（即曲柄和滑塊）機構就是一個四桿機構特例。這些就被稱為曲柄滑塊機構的變換，它是其中一個構件（曲柄、連桿或滑塊）被固定時形成的。然而可以設想多回環(huán)的連桿機構的運動常常是更為困難的，特別是當其他零件出現(xiàn)在同一圖中的時候。為了便于參考，對構件進行順序編號，（以靜止構件編號為1開始編寫），而回轉副則以字母表示。你可想象一個袋子包容大量的連桿機構的組元：二桿組，三桿組，四桿組等等，以及構件，回轉副，移動副，凸輪隨動件，齒輪，齒鏈，鏈輪，皮帶，皮帶輪等等。因此單一自由度的機構是使用最多的一種機構類型。另一方面，運動綜合則是設計一個機構以完成一個所要求的任務的過程。運動分析最簡單最有用的機構之一是四桿機構。四桿機構可具有一種稱作曲柄搖桿機構的形式，一種雙搖桿機構，一種雙曲柄（拉桿）機構，致于稱作哪一種形式的機構，取決于跟機架（固定構件）相連接的兩桿的運動范圍。其輸入和輸出都可以作整周轉動或者轉換成稱作反平行四邊形機構的交叉結構。除了具備關于構件回轉范圍的知識之外，還要具備如何使機構在制造之前就能“運轉”的良好措施，那將是很有用的。為了分析低速運轉或為了易于獲得如何能使任一機構“運轉”的指數(shù)，傳動角的概念是非常有用的。在此特殊位置上輸出桿將不運動而與施加到輸入桿上的力多大無關。如果機構具有一個自由度（例如四桿機構），則規(guī)定的一個位置參數(shù)，如輸入角，就將完全確定該機構休止的位置（忽視分支機構的可能性）。這端（頂）點代表著機構上所有的點，具有零速度。瞬心是一個點，該點在那一瞬間，機構上的兩構件之間不存在相對運動。由于最終的目的是機器和機構慣性力的分析，所有加速度的各分量都應一次性地畫在同一坐標系中——機構的固定構件的慣性坐標系中表示出來。另一個分量，總是指向物體的回轉中心，被稱為標準的向心加速度，這個分量由于速度矢量的方向發(fā)生改變而存在。當考慮受力時，要提出動力學方面的問題，軸承的荷載、應力、潤滑等類似的問題，而較大的問題是機器結構問題。敘述運動分析的任務包含機構的主要尺寸、構件間的相互連結和輸入運動的技術特性或驅動方法。這樣運動綜合涉及到為給定性能的機構的系統(tǒng)設計。2．尺寸綜合。預想機構類型可能是曲柄滑塊機構、四桿機構，帶盤型從動件的凸輪機構，或者是以拓撲學方法而非因次分析法所確定的具有某種結構形狀更為復雜的連桿機構。在輸入和輸出件回轉運動情況下，轉角φ和φ分別是x和y的線性模擬。它廣泛用于工業(yè)上，因為四桿機構在構建和維修上都是簡單的。在這種情況下，點P的軌跡將是這樣：在預定的位置撿起一個球，并在預定的時間周期內沿著預定的徑跡把球傳送出去，能達到合適的速度和方向。例如，該線可能代表自動化機械中的一個載體件，那是在載體件上的一個點具有一個預定的軌跡而該載體件又具有一個預定的角度方位。吊斗的角度方位對保證斗中物料從正確的位置傾瀉（倒）同樣是重要的。由于各種各樣的幾何體和大量的凸輪與從動件相結合，因此凸輪是一種極多功能的萬用的機械零件。對于一個對心直動滾子從動件盤形凸輪，可畫出的與凸輪表面相切且與輪軸同心的最小圓是基圓。像在一連桿機構中，壓力角在循環(huán)運轉過程中變化且是凸輪把運動作用力傳遞到從動件去的一種量度。設計者的工作就是相應地設計出該凸輪。一旦凸輪與從動件運動副類型被選定，則從動件運動就必定選定。多數(shù)應用中都以恒定角速比（或常定扭矩比）而存在。為了保持恒定的角速度，各個齒輪齒廓必須服從齒輪嚙合的基本規(guī)律：為了一對齒能傳遞恒定角速比，他們接觸齒廓的形狀必須是要這樣：公法線通過兩齒輪中心連線上的固定點。有幾種標準齒輪可供選用。對于直齒圓柱齒輪，相嚙合齒輪的節(jié)圓是彼此相切的。齒厚是沿著節(jié)圓圓弧上跨齒的距離，而齒間距（齒槽S）是沿著節(jié)圓圓弧上相鄰兩齒間的空間距離。在工程圖學和金屬加工工藝研究中常常包括關于各種連接方法的說明，在工程上對此很感興趣的，求知欲強的任何人自然會獲得關于固緊方法上良好的基礎知識。人們嚴肅設想能有一群螺栓螺帽制造者組成一個協(xié)會并在一起召開年會嗎？那樣的話，還有什么學科不能讓人感興趣呢？大型噴氣發(fā)動機客機像波音747和洛希德1011，需要250萬個緊固件，其中一些每個要花數(shù)美元。緊固件是根據(jù)計劃并以如何使用他們來命名的，而不是根據(jù)其在具體例子中實際的應用。如果所設計的產品打算跟螺母配合使用，那就是螺栓。有四種形式的螺釘頭，最普遍使用四種帶帽螺釘是：六角頭螺釘，槽頭螺釘，平頭螺釘和內六角沉頭螺釘。螺栓預加載荷的重