g***s
发帖数: 733 | 1 同样材料的两根管子，管壁一样厚，直径不同，
都垂直插入流动的粘稠液体中，液体流动，管子会受力，
如果液体流动够快，管子可能会折断，是粗的先断还是细的？
要设计个东西，不知道用哪根，多谢了！ |
k*****a
发帖数: 1518 | 2 not easy to say, depending on a lot of factors...
【在 g***s 的大作中提到】
: 同样材料的两根管子，管壁一样厚，直径不同，
: 都垂直插入流动的粘稠液体中，液体流动，管子会受力，
: 如果液体流动够快，管子可能会折断，是粗的先断还是细的？
: 要设计个东西，不知道用哪根，多谢了！
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f*******r
发帖数: 204 | 3 你的液体是粘稠的就很难说了。
如果是理想层流,应该是细的先断。
层流我就看成是风载那样，压强相同，力的大小取决于表面积，然后拿欧拉梁算算。
不过你为什么不做做实验看看呢？
【在 g***s 的大作中提到】
: 同样材料的两根管子，管壁一样厚，直径不同，
: 都垂直插入流动的粘稠液体中，液体流动，管子会受力，
: 如果液体流动够快，管子可能会折断，是粗的先断还是细的？
: 要设计个东西，不知道用哪根，多谢了！
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s*i
发帖数: 5025 | 4 好像是的。感觉Aspect ratio (length from one pivot to another / diameter) 很重
要
【在 k*****a 的大作中提到】
: not easy to say, depending on a lot of factors...
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h****l
发帖数: 7290 | 5 如果是理想流体，那么导致管子折断的原因应该是振动而不是单纯的阻力。
所以这就复杂了，要计算涡脱落频率和管子自振频率。
如果是很粘稠的液体，也就不会有涡脱落了，那么可能还好
算一点，用蠕动理论之类的，反正我是不会算，
还是做试验好了。
【在 f*******r 的大作中提到】
: 你的液体是粘稠的就很难说了。
: 如果是理想层流,应该是细的先断。
: 层流我就看成是风载那样，压强相同，力的大小取决于表面积，然后拿欧拉梁算算。
: 不过你为什么不做做实验看看呢？
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f*******r
发帖数: 204 | 6 振动引起的断裂应该是由于疲劳。那么疲劳能否累积塑性就取决于应力的大小。
所以我觉得直接考虑等效作用力的大小应该就可以了
【在 h****l 的大作中提到】
: 如果是理想流体，那么导致管子折断的原因应该是振动而不是单纯的阻力。
: 所以这就复杂了，要计算涡脱落频率和管子自振频率。
: 如果是很粘稠的液体，也就不会有涡脱落了，那么可能还好
: 算一点，用蠕动理论之类的，反正我是不会算，
: 还是做试验好了。
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h****l
发帖数: 7290 | 7 振动引起断裂不都因为疲劳吧，振动瞬间应力超过材料允许应力就会马上产生破坏。
比如英国渡桥电站的冷却塔倒塌就是这种破坏。
还有更有名的例子就是美国那个什么什么大桥，反正不是在中等风的作用下就
断裂了。现在的大烟筒，电视塔，海底电缆最主要考虑的都是流致振动的破坏，
而基本不用考虑单纯阻力的破坏。
【在 f*******r 的大作中提到】
: 振动引起的断裂应该是由于疲劳。那么疲劳能否累积塑性就取决于应力的大小。
: 所以我觉得直接考虑等效作用力的大小应该就可以了
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f*******r
发帖数: 204 | 8 美国的那个桥一般是拿来说明考虑风载的重要性的，以前学结构力学和风工程时候这
个例子看了无数遍，不过就是记不住桥的名字。
固体由于振动导致的破坏分两种情况，但都是疲劳德效应。
如果是脆性材料，破坏的原因是裂纹的扩展，裂纹的扩展达到一定程度时会发展成瞬时的
破坏。当然如果初始载荷就达到破坏极限，那是一下就断了，你举的两个例子都提到迅速
的破坏，其实从录像上看是有一定的积累的。美国的那个桥不是一刮风就断的，还是扭了
好一会的。一般的脆性材料组成的结构，结构内部的微小裂纹和缺陷是很多的，这些裂纹
尖端会出现应力集中，其效果就是在整体结构的低应力状态下，裂纹尖端的应力也会超过
屈服极限，受迫振动又是典型的周期性载荷，这些裂纹就会不断扩张连接，导致最后的结
构破坏。但是如果外力足够小，裂纹就不会扩张，结构就不会破坏。所以桥梁，高塔一个
很重要设计的就是减震，其实就是用一些damping缩小周期性载荷的作用。
另一种实塑性材料的破坏，振动会导致塑性变形的积累，这个过程比较缓慢，
滇不会出现脆性材料的瞬时破坏。
混凝土无疑是脆性材料。
怠在 howell (滂沱大鱼) 的大作中提到: 】 |
g***s
发帖数: 733 | 9 多谢大家的回复。我不是学这个的，所以有点看不懂了。
也许问题可以简化一些。液体是glass melt，流动非常慢，
大概一分钟也就不到一个厘米，但是比较粘稠。
是不是可以这么简化，就说大小两根管子，管壁一样厚，
在一端加力，当力臂同样长时，哪根强度差一些而更容易
从支撑点断掉？多谢。 |
g***s
发帖数: 733 | 10 不知道是不是还要假设不管大小管子，直径和力臂相比都比较小。
【在 g***s 的大作中提到】
: 多谢大家的回复。我不是学这个的，所以有点看不懂了。
: 也许问题可以简化一些。液体是glass melt，流动非常慢，
: 大概一分钟也就不到一个厘米，但是比较粘稠。
: 是不是可以这么简化，就说大小两根管子，管壁一样厚，
: 在一端加力，当力臂同样长时，哪根强度差一些而更容易
: 从支撑点断掉？多谢。
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h****l
发帖数: 7290 | 11 这个振动是属于驰振，或者颤振，特征是随着时间
振幅加大，主要是气弹耦合的效果，所以我认为不是疲劳问题，
而是应变达到材料极限后的瞬间损坏。
【在 f*******r 的大作中提到】
: 美国的那个桥一般是拿来说明考虑风载的重要性的，以前学结构力学和风工程时候这
: 个例子看了无数遍，不过就是记不住桥的名字。
: 固体由于振动导致的破坏分两种情况，但都是疲劳德效应。
: 如果是脆性材料，破坏的原因是裂纹的扩展，裂纹的扩展达到一定程度时会发展成瞬时的
: 破坏。当然如果初始载荷就达到破坏极限，那是一下就断了，你举的两个例子都提到迅速
: 的破坏，其实从录像上看是有一定的积累的。美国的那个桥不是一刮风就断的，还是扭了
: 好一会的。一般的脆性材料组成的结构，结构内部的微小裂纹和缺陷是很多的，这些裂纹
: 尖端会出现应力集中，其效果就是在整体结构的低应力状态下，裂纹尖端的应力也会超过
: 屈服极限，受迫振动又是典型的周期性载荷，这些裂纹就会不断扩张连接，导致最后的结
: 构破坏。但是如果外力足够小，裂纹就不会扩张，结构就不会破坏。所以桥梁，高塔一个
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h****l
发帖数: 7290 | 12 强度上应该粗的结实吧，不过粗的有可能失稳，还是说不好 :)
【在 g***s 的大作中提到】
: 多谢大家的回复。我不是学这个的，所以有点看不懂了。
: 也许问题可以简化一些。液体是glass melt，流动非常慢，
: 大概一分钟也就不到一个厘米，但是比较粘稠。
: 是不是可以这么简化，就说大小两根管子，管壁一样厚，
: 在一端加力，当力臂同样长时，哪根强度差一些而更容易
: 从支撑点断掉？多谢。
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r********o
发帖数: 1423 | 13 需要考虑得太多，你把问题说详细些，边界条件，管子的材料，说清楚后其实是个容易的
问题。
【在 g***s 的大作中提到】
: 多谢大家的回复。我不是学这个的，所以有点看不懂了。
: 也许问题可以简化一些。液体是glass melt，流动非常慢，
: 大概一分钟也就不到一个厘米，但是比较粘稠。
: 是不是可以这么简化，就说大小两根管子，管壁一样厚，
: 在一端加力，当力臂同样长时，哪根强度差一些而更容易
: 从支撑点断掉？多谢。
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f*******r
发帖数: 204 | 14 说清楚了我看也结不出来，粘性流太复杂了，拿有限元都未必能算。最好的还是做实验。
【在 r********o 的大作中提到】
: 需要考虑得太多，你把问题说详细些，边界条件，管子的材料，说清楚后其实是个容易的
: 问题。
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f*******r
发帖数: 204 | 15 这和流固耦合的振动俺就不懂了：）
【在 h****l 的大作中提到】
: 这个振动是属于驰振，或者颤振，特征是随着时间
: 振幅加大，主要是气弹耦合的效果，所以我认为不是疲劳问题，
: 而是应变达到材料极限后的瞬间损坏。
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h****l
发帖数: 7290 | 16 有限元当然解不好流体问题。
要不还要CFD干嘛？
【在 f*******r 的大作中提到】
: 说清楚了我看也结不出来，粘性流太复杂了，拿有限元都未必能算。最好的还是做实验。
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h****l
发帖数: 7290 | 17 俺也是道听途说 :)
【在 f*******r 的大作中提到】
: 这和流固耦合的振动俺就不懂了：）
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