第174章材料 (第1/2页)
　　
　　科大物理院地下的加工车间里，空气显得有些沉闷。
　　
　　车间角落的一张铸铁工作台上，架着一台高精度的千分表。
　　
　　千分表的探头，正死死地抵在一个刚刚加工出来的合金底座的核心受力面上。
　　
　　这是一个堪称漂亮的工业艺术品。
　　
　　底座的表面被车床和铣床打磨得光可监人，每一个倒角的弧度，每一个螺丝孔的间距，都透着一股严丝合缝的机械美感。
　　
　　王大勇站在工作台前，双手撑着边缘，袖口挽到了手肘上面，小臂上沾着几块黑色的油污。
　　
　　他的头发有些乱，眼底下挂着两个明显的黑眼圈。
　　
　　他的视线死死地钉在千分表的表盘上。
　　
　　旁边，赵鹏和郑南也屏住呼吸，盯着那根细小的红色指针。
　　
　　车间墙壁上的中央空调出风口里，正往外吹着丝丝缕缕的暖风。
　　
　　随着暖风的吹拂，工作台周围的温度正在发生极其微小的变化。
　　
　　「动了。」
　　
　　郑南咽了一口唾沫，声音有些乾涩。
　　
　　千分表表盘里，那根原本指在零刻度线上的红色指针，像是被某种看不见的力量推了一下。
　　
　　它非常缓慢，却又无比坚决地，向右偏转了半个小格。
　　
　　紧接着，随着空调风向的扫动，温度稍微下降了一点点，那根指针又慢慢悠悠地向左退了回去，甚至退过了零点。
　　
　　就在这正负几个微米之间，指针就像是一个喝醉了酒的钟摆，毫无规律地来回游荡。
　　
　　精度又漂移了。
　　
　　赵鹏长长地叹了一口气，伸手揉了脸。
　　
　　「还是不行。」
　　
　　赵鹏转头看向王大勇。
　　
　　「大勇，这已经是你这个星期车出来的第三个底座了，精度还是卡在小数点後四位，到了第五位，它就是稳不住。」
　　
　　王大勇没有说话。
　　
　　他慢慢站直身子，走到工作台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，是厚厚一沓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。
　　
　　他白天在车间里摸工具机，晚上回了宿舍，就点着台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。
　　
　　「毕竟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体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。
　　
　　他走到工作台前，看了一眼那台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。
　　
　　王大勇凭藉着记忆，快速翻动着书页，最後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，等於热膨胀系数，乘以原始长度，再乘以温度差。
　　
　　就这麽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乾乾净净。
　　
　　「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台前，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麽点出息，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。
　　
　　但平时他们更习惯於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。
　　
　　「哪有那麽容易。」
　　
　　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台测试，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，在工作台前面走来走去。
　　
　　「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，这小数点後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？
　　
　　凭什麽？
　　
　　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，交错着拼接在一起的。
　　
　　有的往上长，有的往下长。
　　
　　王大勇猛地抬起头。
　　
　　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？」赵鹏在後面喊了一声。
　　
　　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。
　　
　　几分钟後，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台。
　　
　　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，你拿这个干什麽？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台上一扔。
　　
　　发出当个一声脆响。
　　
　　「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，一边头也不抬地说。
　　
　　
　　
　　（本章未完，请点击下一页继续阅读）