秋去冬来,北风开始展现出它真正的威力,刮在脸上像小刀子似的。红星机械厂的车间里却依旧热火朝天,只是这“热”里,夹杂着一股挥之不去的焦躁。
问题出在新接的一批矿山设备订单上。其中一个关键部件——重型液压支柱的某个连接底座,在前期试制和小批量生产中都表现良好,可一旦进入模拟矿井环境的极限压力测试,焊缝区域就总在达到设计负荷的百分之九十左右时,出现细微的、但足以判定为不合格的疲劳裂纹。
厂里的技术科为此熬了好几个通宵。工程师们反复核算理论数据,检查材料成分,调整焊接工艺,甚至怀疑是测试设备本身有误差。图纸是参考了国外同类产品,并结合国内实际工况修改过的,理论上不该有这么大问题。可裂纹就像幽灵一样,如影随形。
“材料强度是够的,焊接也没问题,这应力集中点怎么就消不掉呢?”技术科长老王挠着所剩无几的头发,对着铺满桌子的图纸和计算稿,愁眉不展。
林大山作为车间主任,也参与了多次攻关会议。他看着那些密密麻麻的线条和数据,心里也跟着着急。这批订单关系到厂里年底的生产任务和声誉,卡在这个节骨眼上,压力巨大。
晚上回到家,林大山饭都吃得没什么滋味,眉头拧成一个疙瘩。
“爸,厂里遇到难题了?”林向阳放下碗筷,轻声问道。他从父亲的神色和偶尔漏出的只言片语中,已经猜到了七八分。
林大山叹了口气,也没把儿子当外人,简单说了说液压底座裂纹的事。“……唉,老王他们头发都快薅光了,就是找不到根子上的原因。图纸改了几版,效果都不理想。”
林向阳心中一动。液压支柱……连接底座……结构应力……这些概念他完全理解,系统知识库里有更深入的理论基础。更重要的是,他刚刚获得的【技术图纸优化】功能,似乎正是为这种情况准备的。
“爸,我能看看那个图纸吗?”林向阳语气平静,带着一丝恰到好处的好奇,“就是……了解一下,我们课本上也讲过一点材料力学和结构的东西。”
林大山只当儿子是学习心切,想理论联系实际。他也没指望一个高中生能解决连工程师都头疼的问题,但看着儿子认真的眼神,还是点了点头:“成,我明天把那张有问题的总装图复印件带回来给你看看,别弄丢了就行,厂里要存档的。”
第二天,林大山果然带回来一张复杂的机械图纸复印件。上面线条交错,标注着各种尺寸、公差和技术要求。
林向阳将图纸在自己房间的书桌上铺开,目光沉静地扫过每一个细节。他首先凭借自身(以及系统知识库支撑)的理解,快速分析着结构。很快,他的目光锁定在底座与支柱筒体连接的那个过渡区域。按照现有设计,那里是一个近乎直角的台阶状连接,虽然做了倒角处理,但在承受巨大周期性压力时,应力确实容易在此处高度集中,如同一个脆弱的“脖子”。
理解了问题根源,他深吸一口气,意识沉入系统,启动了【技术图纸优化】功能。
虚拟界面展开,将眼前的图纸扫描录入。林向阳集中精神,将自己的分析结论——应力集中于直角过渡区——作为优化的核心指向输入。
界面上的图纸开始泛起微光,线条如同活过来一般,开始极其细微地蠕动、调整。那处关键的直角连接区域,在保持整体结构和安装尺寸不变的前提下,轮廓被悄然修改,从一个生硬的台阶,优化成了一个极其平滑、符合流体力学的渐变曲面过渡。同时,旁边几处次要的、同样存在轻微应力集中隐患的筋板布局和厚度,也做了几乎肉眼难以察觉的调整。
整个过程无声无息,只在林向阳的脑海中完成。优化后的图纸,看起来与原件差别不大,但那个关键的过渡区域,却已然脱胎换骨,更加符合力流的自然传递规律。
**【优化完成。预计可提升结构疲劳强度约15%-20%,消除原应力集中点。优化未引入超越时代认知的技术要素。】**
林向阳退出系统,看着桌上那张似乎毫无变化的图纸复印件,心中已然有数。他不能直接拿出优化后的图纸,那太惊世骇俗。他需要的是一个合理的“灵感”输出方式。
他拿起铅笔和一张白纸,没有照搬优化后的曲线,而是围绕着那个关键的连接区域,画了几个简化的受力分析示意图,用箭头标注出应力集中的可能路径。然后,在旁边空白处,用略显稚嫩但清晰的笔迹写道:
**“爸,我看了图纸,想到课本上一个关于‘流线型设计减少阻力’的例子。我在想,这个直角连接的地方,力量传过去的时候会不会像河水撞到石头一样,特别容易‘淤积’?如果把这个‘拐角’弄得圆滑一点,像一个慢慢变粗的管道接口,让力量顺过去,是不是就不容易‘累’坏了?这只是我瞎想的,不知道对不对。”**
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