王大勇没有说话。
他慢慢站直身子,走到工作旁边的另一张桌子前。
桌子上,摊开着一本厚厚的,书页已经被翻得有些起毛的《材料力学》。
书本旁边,是厚厚一写满了各种微积分公式,应力张量矩阵和形变推导的草稿纸。
这三个月来,为了刘教授交代的这个完美的应力分布底座,王大勇这个看到复杂数学就头疼的人,硬生生把自己逼成了一个半吊子的力学理论推导机器。
他白天在车间里摸机床,晚上回了宿舍,就点着灯啃这本厚厚的教材。
陈拙在算那些高深莫测的拓扑学,他在算最基础的金属屈服强度和热应力。
他按照书上的公式,把这个底座的每一寸受力都算得清清楚楚。
图纸画了一遍又一遍,应力集中的地方被他用最平滑的过渡曲线给散开了。
他自认为,哪怕是科大教机械的老教授来评判,这个底座在结构上也绝对挑不出一丝毛病。可是,到了现实里,它就是不灵。
王大勇伸出沾着油的手,拿起最上面的一张草稿纸。
纸上是他昨天半夜算出来的热应力形变补偿公式,每一个数字他都核对过三遍。
“是不是咱们的边界条件还是给的太理想化了?”
郑南凑过来,看着草稿纸上的公式,试探性地分析。
“毕竞现实里的受力情况要复杂得多,要不,咱们把泊松比的参数再稍微调整一下?或者用有限元分析软件重新跑一遍网格模型,看看是不是哪个转角的地方还有微小的应力集中没有释放掉?”王大勇看着手里的草稿纸。
脑子里突然闪过陈拙在宿舍里那副轻松写意的样子。
别人用脑子算出来的东西,到了现实里就能严丝合缝。
他王大勇照着书本,一笔一划算出来的东西,到了现实里,就是一堆不听使唤的废铁。
一种前所未有的憋屈感,从他的胸口直冲脑门。
王大勇把那张草稿纸慢慢揉成了一团。
他走到工作前,看了一眼那依然在左右摇摆的千分表,又看了一眼那本厚厚的《材料力学》。他突然伸出手,抓起那本书。
王大勇凭借着记忆,快速翻动着书页,最后停在了靠中间的一个章节上。
章节的标题是:
热应变与材料热膨胀。
王大勇盯着书页上那个最基础的公式。
变形量,等于热膨胀系数,乘以原始长度,再乘以温度差。
就这么简单的一个乘法公式。
没有复杂的微积分,没有让人头晕目眩的张量矩阵。
王大勇盯着那个希腊字母。
书页上的黑体字写得很清楚。
任何固体材料,在温度升高时,其内部分子或原子的热运动加剧,导致原子间的平均距离增大,从而表现为宏观体积的膨胀。
这是材料的固有物理属性。
王大勇的眼睛慢慢眯了起来。
他脑子里那些乱七八糟的应力公式,几何倒角,结构优化,在这一刻,就像是被一阵大风刮得干干净净。
“啪!”
王大勇猛地合上了那本厚厚的《材料力学》,重重地拍在桌子上。
声音在安静的车间里吓了赵鹏和郑南一跳。
“大勇,你干嘛?算错哪儿了?”
赵鹏赶紧问。
王大勇转过身。
他那张平时总是带着几分憨厚的脸上,此刻没有了自我怀疑,只有一种近乎野蛮的咬牙切齿。“不是算错了。”
王大勇指着桌上那本《材料力学》,又指了指那张被他揉成一团的草稿纸。
“是算有个屁用!”
赵鹏和郑南都愣住了。
王大勇大步走到工作前,一把扯下那个架在合金底座上的千分表,随手扔在旁边。
“师兄。”
王大勇转过头,看着两个被他这架势镇住的博士生。
他伸出手指,重重地敲在那块打磨得完美无瑕的合金底座上。
“你们还在想是不是形状没设计好,是不是受力面没散开。”
王大勇的声音在车间里回荡。
“这根本就不是形状的事儿!书上写得明明白白,只要它是块普通的铁,普通的钢,屋里温度变个零点几度,它里面的原子就得往外乱挤!”
他用手抓了一把空气,做了一个向外膨胀的动作。
“微积分算得再漂亮,哪怕你算出花来,你能拦住这块铁它自己发热膨胀吗?”
“不能!”
王大勇斩钉截铁地自己给出了答案。
“咱们把机械结构做到底了,连一根头发丝的力都分匀了,但这块材料的底子就这么点出息,它就是个会喘气,会随温度胀缩的东西,机械结构管不住它原子的脾气。”
王大勇看着那块底座。
“这不是咱们的手艺不行,这是材料本身的问题。”
车间里安静了下来。
赵鹏和郑南对视了一眼。
作为理论物理方向的博士生,他们当然知道热膨胀的原理。
但平时他们更习惯于在电脑上用算法去补偿这些误差,很少会像王大勇这样,直接把理论撕开,回归到最原始的物理常识上。
“你说的有道理。”
赵鹏点了点头,眉头依然紧锁。
“普通的金属材料确实有热膨胀极限,如果结构上已经无法再优化了,那就只能从材料本身想办法。”赵鹏看向王大勇。
“如果要解决这个问题,得换材料,工业上做高精度测量设备的底座,通常会用一种叫殷钢的低膨胀合金,它里面掺了大量的镍,热膨胀系数是普通钢材的十分之一甚至更低。”
“那就去买啊。”王大勇立刻接话。
郑南在旁边苦笑了一声。
“哪有那么容易。”
郑南拉过一把椅子坐下。
“殷钢这种特种材料,市面上很少有现成的零售棒材或者板材,得去专门的特钢厂订做,先不说实验室的经费审批要走多久的流程,光是厂家的交期,最快也得半个月。”
郑南指了指墙上的日历。
“老师说了,下周一,风洞的核心部件就要上测试,咱们根本等不起这半个月的时间。”没钱,没时间。
理论的路走死了,高端材料又买不到。
赵鹏烦躁地抓着头发,在工作前面走来走去。
“这也不行,那也不行,总不能把整个实验室装进恒温箱里去测吧?空调一开一停,这小数点后五位的精度根本保不住。”
王大勇站在原地,低着头,看着自己的手。
既然高端的材料买不到。
既然物理规律规定了金属受热必须膨胀。
那就顺着它的脾气来。
大禹治水都知道,堵不如疏。
金属要胀,就不让它胀?
凭什么?
王大勇的脑子里,突然冒出了一个以前在村里看老修表匠修那种老式座钟时的画面。
那种老座钟的钟摆,为了防止夏天热胀变长走得慢、冬天冷缩变短走得快,钟摆的杆子不是一根实心的木头或者铁条。
它是由好几根不同金属材质的细杆,交错着拚接在一起的。
有的往上长,有的往下长。
王大勇猛地起头。
他一句话都没说,直接转身,朝着车间最里面的那个杂物间走去。
“大勇,你干嘛去?”赵鹏在后面喊了一声。
王大勇没回话。
杂物间里光线很暗,地上堆满了各种废旧的机械零件,断掉的车刀,以及学生们做实验剩下的边角料。王大勇踩着一堆废铁皮,在一堆杂乱无章的金属杆里翻找着。
几分钟后,王大勇从里面拽出了两根满是灰尘的金属杆。
一根是表面已经有些发暗的钢管。
另一根是拿在手里明显轻很多的实心铝棒。
王大勇用手随便擦了擦铝棒上的灰,借着门外的光看了一眼。
“行,能用。”
他拎着一根钢管和一根铝棒,大步流星地走回了工作。
赵鹏和郑南看着他手里这两根跟捡破烂捡来一样的金属杆,满脸茫然。
“大勇,你拿这个干什么?这破钢管连表面都没处理过,铝棒的刚性也太差了,根本做不了底座支撑啊。”
赵鹏赶紧劝阻。
王大勇把两根金属杆往工作上一扔。
发出当哪一声脆响。
“做不了支撑,就让它们干点别的事。”
王大勇走到旁边的工具柜,一把拉开柜门,从里面拿出游标卡尺,钢板尺,还有几把不同型号的锉刀。他连那本《材料力学》都没翻。
直接拿起一支黑色的记号笔,在钢管和铝棒上分别划了几道线。
“师兄。”
王大勇一边划线,一边头也不地说。