G1、G2、应力分析和热应力分析。

DD Doing

（此帖仅仅献给 无理取闹，却不知道G1、G2作何用的 lucychen、king什么。）
  
现在搞曲面 CAD 的都在追求什么 G1、G2；
一会又说什么斑马纹，
一会又说什么应力分析，好不热闹。
但是，真正了解G1、G2和热应力分析的人能有几个？
有多少能够真正了解 机械曲面 之所以要G1、G2的原因？
  
难道G1、G2 仅仅就是为了美观？
他的数学表达为何？
为何又要追求这样的数学表达？
难道没有G1、G2的外壳就不美观了么？
方头方脑的就不是艺术？
F117 就不是飞机？
  
那么我要问一下，阁下的脸蛋是不是G1、G2的？
有没有胡须？这岂不是破坏了您的美观么？
要不要回娘胎重新塑造一下脸型，
好带着一张 G1 或者 G2 的脸蛋到处溜达，并以此为荣？
难道你吃饭，也一定要找 一双G1、G2的筷子，
否则就茶饭不思？
  
圆有圆的美，方有方的俊；
总不能因为审美观不同就否定别人，
如果这样做，是专制、是垄断；
是党同伐一，是排除异己。
———一票否决“持不同审美观者”。
这样否决别人，别人也会这样否决你，
来而不往非礼也，怨怨相报何时了？
  
所以，说G1、G2就是为了“美观”的人，
可以不用和我辩论了，
我投降，我不否定你的审美观，你也不要否定我的审美观。
我的审美观认为——— 只要实用、能够解决问题，这就是美！
  
好吧，回到正题上，
我不讨论 G1、G2 美不美，
但是把对 G1、G2 的认识仅仅停留在审美上，
这样的层次就太低了，辱没了G1、G2真正的含义。
辱没了数学、辱没了计算机图形学。
  
还是那个问题，
怎么定义G1、G2？
为什么要追求G1、G2？
G1、G2和应力分析又有什么样的关系？
如果你知道，你可以回答我；
否则就耐心看看我的答案。
我的答案并不规范，仅仅是我学发动机这么多年来的心得和体会，
只是泛泛而谈，很多细节未必准确，请前辈指教。
  
简单的说来，
G1就是曲率连续，G2就是曲率的变化率连续。
那么这样的一张曲面有什么用处呢？
为什么有这样的曲面应力分析会比较不集中？
为什么应力不集中就比较好呢？
  
学过 疲劳力学、弹性力学、分析力学、材料力学、工程材料力学 的同学应该可以回答这个问题。
就是说，G1和G2的曲面可以分散应力，使材料不会集中在一点受力，延长工件的寿命。
曲率连续可导、表面张力方向才可以连续，不会出现比较大的转折点，
延缓工件被撕裂的趋势。
  
而 热应力分析，仅仅用在环境温度变化比较大的工件上，
要求他在不同的温度下都能达到应力平衡而不撕裂。
不过即使是这样，仍然存在一个材料的寿命问题，
即使达到了种种要求，寿命还是可以通过概率来预计和计算的。
  
那么，有什么东西的工作环境比 飞机发动机的涡轮 更加苛刻呢？
发动机以每分钟 1000 转 的速度运行，盘缘受叶片增加在其上的离心力（应力等级可想而知）；
同时内外温度还不一样，靠近轮缘处有800多度，轴心也有300度。
同时受离心力、热应力的例子，有比这个东西更极端的么？
这样的东西就用的上G1、G2了。
不过即便是如此，行业要求也仅仅是普通车床加工，G1连续。
  
那么一个区区的羽毛球架子 工作环境有多苛刻？
需要用的上什么G1、G2？
要什么应力分析？
要什么热应力分析？
需要加工中心加工？
  
另一方面，G1、G2还有更重要用处。
学过流体力学的同学都知道。
飞机表面如果曲率不连续，可能会引起紊流、层流、喘流。
（其实这三个都是同一个东西，在这 蒙一下外行人 *^_^* ）
那么G1、G2就可以在这方面改善飞机的气动性能，
减少阻力、提高效率、稳定平衡………
  
但是即使是提高效率，
从G0到G1，可提高5%～7%，
从G1到G2，也仅仅是提高1%～2% 而已。
速度越高，改善的性能越为明显，
静止不动的物体，或者低速运动的东西。
G不G的效果不大，所以阁下那张G1、G2的脸蛋，
并不会为你减少多少阻力，节省多少能量。
  
有些飞机为了追求 隐形效果，反而会放弃良好的气动外形，
通过进一步的自控程序来调节平衡。
例如 F117 或者 F22。
所以G1、G2并不是设计的唯一指标，
一架飞机还要考虑很多因素。
有时候，数学上再精确的计算，也不及实物的吹风试验（风洞）。
  
Su-27 的气动外形就好了，大家可以去打听一下，
苏联人是不是用美国软件做出来的G1、G2 *^_^*
  
G1、G2是为了高速物体的节能而设计的，
最早的G1、G2正是被应用在飞机上，
使 流场连续 正是 G1、G2最大的用武之地。
  
综上所述，只有在飞机、汽车 等物体表面、
速度极高的物体、或者本身静止不动，但是附近流场速度极高的物体。
或者温度、应力环境极端苛刻的工件上；
才需要用的到G1、G2。
  
不知道 羽毛球架子 要以多高的速度运行？
是导弹还是子弹头列车？
要 G1、G2 做什么？
难道加工G1、G2不要成本么？不需要时间人力物力么？
我觉得的有点浪费了，杀鸡焉用牛刀？
  
*^_^*

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