液压冲击者 发表于 2020-12-14 15:14:31

疑惑:液压中惯性负载与牛顿第一定律

各位老师,本人液压新人,有个疑惑,请教一下问题:我们常说液压执行元件(如液压缸)在工作过程中,经历启动-加速-恒速-减速的过程,在加速的过中,因为压力取决于负载,外负载往往理解为工作负载、摩擦负载和惯性负载之和,但是惯性负载在牛顿第一定律中惯性系中是假想力,是如何存在的呢?另外真实存在,如果压力取决于负载,加速运动本身应该是一端力大于另一端力,两边力相等,又是如何做加速呢?{:10_198:}

液压随记 发表于 2020-12-14 16:26:17

惯性力是真实存在的,虽然定义是一个假想的力。油缸活塞从静止到运动是有加速度的,即存在惯性力,也决定了驱动压力的大小。此时活塞受力不平衡,存在合外力,考虑惯性力的话,惯性力与合外力大小相等方向相反,所以活塞可看成受力平衡的状态。所谓惯性力,即把存在加速度的的运动物体等效成受力平衡的物体即加速度为0,而添加的一个力,这个力大小与合外力相等,方向与合外力方向相反,就是惯性力。它虽然是为了等效而添加的一个假想的力,但是是使物体运动状态改变所必需的一个力,是真实存在的。

cn_young 发表于 2020-12-15 08:14:25

加速时两边力不相等,否则不就是匀速运动了

液压冲击者 发表于 2020-12-15 09:08:39

液压随记 发表于 2020-12-14 16:26
惯性力是真实存在的,虽然定义是一个假想的力。油缸活塞从静止到运动是有加速度的,即存在惯性力,也决定了 ...

是不是可以这样理解,因为压力取决于负载,又因为惯性力真实存在,所以在讨论为何会加速时,必须站在牛顿定律角度(非惯性系)出发时,两边的力不平衡应该是本身负载+惯性负载>本身负载,所以加速,减速时,本身负载-惯性负载<本身负载

游勇 发表于 2020-12-15 09:42:49

不是牛顿第一运动定律和液压缸运动相违,而是它们出现的时间不同。以一个间单的液压系统为例:
液压缸为50/28-200,油源为6升/min,工作压力为140Bar,水平推动20公斤的质量
按牛顿第一运动定律算,加速度为1350m/s^2,方向阀全开大概也要0.05秒,也就是最多0.1秒液压缸便可输出27kN来推动20公斤质量。但当液压缸伸出速度达到51mm/秒时,则无以为继,因为油源限制了最高速度。
所以牛顿第一运动定律只会在液压缸起动阶段观察得到,但这时间很可能少于1秒,这也是为什么液压缸在起动时压力表会瞬间显示高压。
当液压缸在均速运动时,阻力只余下磨擦力,此时工作压力会很低。

液压随记 发表于 2020-12-17 09:31:30

液压冲击者 发表于 2020-12-15 09:08
是不是可以这样理解,因为压力取决于负载,又因为惯性力真实存在,所以在讨论为何会加速时,必须站在牛顿 ...

惯性力是改变物体运动状态所必须的一个力,换句话说正是由于惯性力的存在才使物体存在加速度,没有惯性力物体静止或匀速直线,即物体处于受力平衡状态。
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