风华居 > 其他类型 > 都大学了,小学系统才来? > 第三十七章 新的问题

第三十七章 新的问题(2 / 2)

刻打开计算机,戴上耳机,开始聚精会神地研究起那个设计方案。

见孙宇进入了工作状态,陈林也没闲着。他从自己的双肩包里拿出笔记本计算机和上午刚做的课堂笔记,又在手机上调出王教授课上讲的ppt,开始复习起了《中外文学思潮鉴赏》的期末重点。

一时间,小小的自习室里,只剩下两台笔记本计算机风扇的轻微嗡鸣,以及孙宇偶尔敲击键盘、滑动鼠标的细碎声响。

一个多小时后,孙宇摘下耳机,长出了一口气,转头看向陈林。

“大神,我研究完了,可以跟你讲了。”

“说吧,这次又是什么问题?”

“这次是关于一个大型跨河景观步行桥的项目,”孙宇指着屏幕上一张结构极其复杂、充满了流畅曲线的桥梁设计图,开始了他的讲解,“我们设计院负责设计其中的预应力混凝土主梁。”

“为了保证桥梁的安全性和耐久性,我们必须精确计算出,主梁内部那些预应力钢束,在张拉过程中产生的理论伸长量。”

孙宇切换了几个文档,调出一张钢束的截面图。

“简单来说,内核问题就是,计算一根连续弯曲的钢筋(在数学上可以看作一条空间曲线),在受到一个巨大的拉力p之后,总共会被拉长多少,也就是总弹性伸长量Δl。”

陈林点了点头,示意他继续。

“工程上最常用的方法,叫‘分段线性叠加法’。”孙宇解释道,“就是把这条复杂的曲线钢束,根据它的走向,手动分割成好几段,有的是直线,有的是圆弧。”

“对于直线段,很简单,直接套胡克定律就行。”

“麻烦的是圆弧段。因为钢束是穿在渠道里的,拉伸的时候,会和渠道壁产生摩擦。所以拉力在经过一个弯道之后,是会衰减的。我们一般用一个指数摩擦模型来计算衰减后的拉力,然后再用一个近似的公式,算出这一段圆弧的伸长量。”

孙宇的表情变得苦恼起来:“我们设计院一直用的,就是这种最常规的简化方法。但是,这次这个景观桥的设计图你也看到了,为了美观,它里面包含了好几个曲率半径特别大的圆弧段,造型非常独特。”

“用老方法算出来的理论伸长量,和实际施工监控测量到的数据,存在大概2的系统性偏差。虽然听上去不大,但这已经超过了国家规范允许误差范围的一半,项目验收那边根本通不过。”

“后来我们也试过更精细的方法,就是把圆弧段再切分成更多、更微小的直线段去累加计算。。”

孙宇看着陈林,终于抛出了问题的内核。

“大神,我们现在遇到的瓶颈是,无论是常规的简化方法,还是更精细的切分法,其本质上都是用一堆直线去近似一条曲线,在原理上就存在误差。当钢束的弯曲程度越大,摩擦影响越显著时,这种误差就会被放大到无法接受的程度。”

他深吸一口气,用充满期盼的眼神望着陈林,一字一顿地说道:“所以,我们需要一个新的数学模型,能够真正沿着曲线路径进行积分,更精确同时计算起来又足够高效。”

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