エンジニアリング

工学の専門家や学生のためのQ&A

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大きな橋を耐震性にするにはどうすればよいですか？
スパンが1 km程度の大きな橋を耐震性にするにはどうすればよいですか？ 私は地震の専門家ではありませんが、横揺れと縦揺れの少なくとも2種類の揺れがあります。特に縦揺れは本当に心配です。どんな種類の衝撃吸収が、建物や橋の塔のような巨大で高い構造にどのように組み込まれるのか分かりません。 （私はもともと吊り橋について尋ねるつもりでしたが、その後、吊り橋は重い列車にはあまり適していないと読みました。 ）、これは主に鉄道橋になります。また、貨物列車を処理する必要があります。これは、1台あたり100トンを超えることがある最も重い貨物列車です。） だから私は一般的に大きな橋についての質問をします。 アラスカで最大の地震は1964年の9.4リヒタースケールで、フェアバンクスを襲ったと思います。（モーメント-マグニチュードスケールに変換する方法がわかりません）。それから崩壊しない大きな橋を建設することは可能ですか？理想的には、橋が全負荷下にある場合でも、地震中に橋が崩壊しないようにしたい。 PSそのような橋を建設するのは費用対効果が高くないことを知っています。一つには、極東のシベリアには鉄道網（または一般的に多くの文明）がありません。提案されたトンネルプロジェクトがありましたが、彼らは橋よりも安いと言ったと思いますが、それは理解できませんでした。トンネルプロジェクトはIIRCによって中断されましたが、当然のことです。 とにかく、そのような橋が技術的に可能であり、耐震性があり得るかどうかを探っているだけです。もっと現実に近いものが必要な場合は、サンフランシスコのゴールデンゲートブリッジを見ることができます。ここで、彼らは8.3までの地震でそれを安全にするために働いていたのを見ましたが、それは詳細には入りませんでした。また、ゴールデンゲートブリッジは貨物列車を処理しないことに注意してください。 とにかく、貨物列車が積み込まれた大きな橋の耐震性や地震に真剣に抵抗することは可能ですか？橋は必ずしも完全に損傷を受けている必要はありません。電車を海に急いで落としたくありません。 これは可能ですか？
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強力な電磁石によって磁気ロックを無効にしたり克服したりできますか？
磁気ロックは、現代の建物のドアではかなり一般的であるように見えますが、従来の機械式ロックと比較した場合の信頼性には疑問があります。機械式ロックの場合と同じように、優れた電磁ロックから実際にドアをこじ開けるのに必要な強度は、ドアやフレームを損傷するのに十分であることを認識しています。 ただし、電磁石が十分に強い場合、反対の極性の電磁石を内側の磁石の反対側のドアの外側に固定することにより、磁気ロックを無効にすることはできません。内側の磁石とドアの磁性材料の間の引力を圧倒し、ロックされたドアを効果的に開きますか？ もしそうなら、これは従来のメカニカルロックと比較した場合、かなり大きな欠点になると思います。強力で持ち運び可能な電磁石が必ずしも容易に入手可能で手頃な価格であるというわけではありませんが、... このような強力な電磁石を実際に所有して操作する実用性を無視すると、これはもっともらしいことですか？
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三方橋がまれなのはなぜですか？
ほとんどのブリッジが「双方向」であることは事実です。 しかし、3方向ブリッジは世界的に非常にまれです。なぜ川がそれほど多くないのかは理解できますが、橋が周囲の地面の嘘に基づいて設計されている場合、なぜそのような橋を支える多くの非河川サイトがないのでしょうか。 一方、ミシガン州には世界の橋のうち3つが存在します（米国内の10か所程度）。ミシガン州の土地、地形、またはその他の特徴が、不均衡な数の国内および世界の三方橋を持っている原因は何ですか。
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拡散ポンプ内の水銀をシリコンオイルに交換します
高真空用の古い水銀蒸気拡散ポンプを入手しました。しかし、健康上の懸念のために、私たちは研究室で水銀を使ってそれを操作したくありません（これはおそらく元の所有者によって廃棄された理由です）。 代わりに、DC-704タイプなどのシリコンオイルを充填する予定です。ポンプには熱調整機能があり、油蒸気の逆伝播を防ぐための大きなバッフルがあります。 水銀をオイルに置き換えようとした人はいますか？このアプローチで起こりうる問題は何ですか？
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スチール緩和プラスチックはありますか？
フックの法則は、応力とひずみの間の線形弾性関係を定義します。 σ=Eϵσ=Eϵ \sigma = E\epsilon 鋼は線形弾性材料に非常によく似ており、フックの法則に厳密に従います。ただし、リラクゼーションなどの非弾性動作を表示します。リラクゼーションは、一定のひずみ下にあるメンバーが時間とともに変動する（および減少する）ストレスを示す動作です。 私の質問は、リラクゼーションプラスチックですか？リラックスしたメンバーが解放された場合、どのように動作しますか？弾性率で定義されたパスをたどりますか？この場合、塑性変形で終わりますか？結局、ストレスを受けたとき、メンバーは到達するでしょう。緩和後、それは到達します。いったん解放されると、に到達する必要があり。これは、で、以降、ゼロ以外のを意味します。（σ1、ϵ1）（σ1、ϵ1）\left(\sigma_1, \epsilon_1\right)（σ2、ϵ1）（σ2、ϵ1）\left(\sigma_2, \epsilon_1\right)σ= 0σ=0\sigma =0ϵ = ϵ1- σ2Eϵ=ϵ1−σ2E\epsilon = \epsilon_1 - \dfrac{\sigma_2}{E}σ2&lt; σ1σ2&lt;σ1\sigma_2 <\sigma_1ϵϵ\epsilon または、他の動作がありますか？塑性変形せずに復帰できるように弾性率が変化しますか？
12 materials  steel 
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鋼ガスパイプラインの壁の厚さはどれくらい妥当ですか？
TurkStreamプロジェクトサイトは、ガスパイプラインは、パイプ使用する主張高品質の炭素マンガン鋼の39ミリメートルから作ら両側に追加のプラスチックコーティングとを。はい、彼らは39ミリメートル（およそ1,54インチ）の鋼鉄の壁を主張しています-それは鋼鉄の全体の量です！比較のために、M41 Walker Bulldog軽戦車の装甲厚はわずか38 mmでした。 そのような壁の厚さは、工業用ガスパイプラインにとって現実的ですか？なぜガスパイプラインにそんなに多くの鋼鉄が必要なのですか？
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レンズを使用して太陽光を太陽電池に集中させることで、より多くの電気が生成されますか？
私はかなり長い間この質問について疑問に思っていました。理想的な場合を想定すると、太陽電池に当たる光子からのエネルギーは、次の方程式で説明されるように電気エネルギーに変換されます。 R I2t = W≡ E= ℏνRI2t=W≡E=ℏνRI^2t=W\equiv E=\hbar\nu ここで、は光子の頻度です。レンズを使用してもフォトンの周波数は増加しないため、余分な電気は生成されません。νν\nu レンズを使用して太陽電池に光を集中させると、太陽電池から余分な電気が発生することはないと思うのは正しいですか？
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ほこりが空気から落ち着くまでにどれくらい時間がかかりますか？
これを管理しやすい質問にするために、いくつかの簡略化を追加しましょう。 ダスト粒子は、半径および密度ρの均一な球体として十分に説明できます。 RRRρρ\rho 空間は閉じられており、バルクフローはありません。つまり、空気はまだ巨視的な意味です。 空気は標準の温度と圧力（STP）です。及びP = 1 、A 、T 、M。T= 20 ∘CT=20 ∘CT=20\ ^\circ\mathrm{C}P= 1 a t m P=1 atmP=1\ \mathrm{atm} これらの条件下で、ダスト粒子の沈降時間はどのくらいですか？空気のブラウン運動はどのサイズ/密度で重要になりますか？
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Iビームはどの時点でHビームになりますか？
BS5950によると、ビームセクションは、プラスチック、セミコンパクト、コンパクト、または細長いものに分類できます。同じ断面積の場合、HビームはIビームよりも軸方向の圧縮（座屈なし）を取ることができるため、コードで異なるストラットカーブを使用します。 さて、HビームはIビームと比較してフランジが広いことを理解していますが、どの時点で、正確に、I-からH-への移行が発生しますか？たとえば、400x300（深さx幅）のビームはHビームまたはIビームと見なされますか？ 更新： BS5950ガイドから抜粋した次の表は、Hビーム（ユニバーサルコラムとも呼ばれ、幅が深さよりも大きいものもあります。これが、差別化がそれほど単純ではないと思う理由です。
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航空機同士の干渉は、Fly-by-Wirelessテクノロジーの問題ですか？
私はフライバイワイヤ開発について読んでいて、フライバイワイヤレス技術についての短いセクションを見ました。コスト、重量、複雑さを削減できる可能性がある素晴らしいアイデアのようです。しかし、それが問題になる可能性のあるシナリオを見ることができます： 2台の航空機が非常に接近している（滑走路上または編隊飛行中など）。 1人のパイロットが、航空機のフライバイワイヤシステムを介して航空機の他の部分にコマンドを送信します。 他の航空機は非常に近いため、誤って信号を受信します。 事態は非常に急速に悪化します。 事は、私はフライバイワイヤレスシステムに関する技術仕様を見つけることができなかったことであり、送信が他のクラフトに到達するのに十分強力であるかどうか、それが実際のものとして解釈されるかどうかはわかりませんその航空機のパイロットから送信されたデータ。 フライバイワイヤレスシステム間のこの相互干渉は可能ですか？もしそうなら、どのようにそれを緩和することができますか？
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炉内のガス混合の最適設計のための流体力学の活用
バックグラウンド これは、クラウスプロセスで使用される熱炉の標準設計であり、H 2 SをSO 2に変換します。炉の主な問題は、ガスの混合がかなり悪く、変換率が60％に過ぎないことです。これにより、不純物を処理するための下流設備のコストが増加します。ガスの混合を改善する設計が強く求められています。 H 2 SとO 2は別々に反応器に供給されます。燃焼反応が始まり、温度が約1400℃まで上昇します。リアクターの中央のチョークポイントは、ガスをその両側でより良く混合させるためにあります。 これまでにやったこと 自動車の燃料噴射装置からインスピレーションを得て、より大きな混合を可能にする噴射装置の設計を変更しました。 この図にはチョークポイントを含めませんでした。概念の妥当性をテストするためだけに行われました。 2度の角度のインジェクターは、入口ガスに水平方向および半径方向の速度を提供します。これにより、流体に渦巻き効果が生じ、混合が約60％向上します。ここで混合は、アウトレット製品の分布の均一性として定義されます。 利点は2つあります。ガス粒子は渦巻きによりさらに移動する必要があり、反応器内に留まる時間が長くなります。したがって、より大きな変換も達成されるか、別の観点から見ると、標準ユニットと同じ変換を達成するためにより小さな反応器が必要であり、劇的にコストを削減します。 質問 特定の流体力学現象を活用して、混合を改善したいと考えています。たとえば、渦形成は、窒息セクションで使用されます。混合を改善するために他に何ができますか？どの機能を追加/削除できますか？ PS：提案された設計を言葉で説明してください。実際のモデリングは不要です。 もちろん、アイデアを見るのに役立ちますが、必ずしも必要ではありません。 Fluentにアクセスして、これらの設計をシミュレートし、標準ユニットと比較します。 私はあなたが何を思い付くことができるかをまだ見たいです。
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梁の大変形のための簡単な非線形モデル
私は、主軸に沿った線形圧縮力だけでなく、ねじれおよび/または曲げ力を受けるビームを持っています。等方性ビームとしてモデル化されていますが、異方性がそれほど離れていない場合でも大丈夫です。ビームは、最大変形が次のように大きく変形することができます。 純粋な曲げで140度 純粋なねじれで140度 70度の曲げ+ 70度のねじれ ソフトウェアベースのソリューションではなく、方程式を使用してこの問題に適用できる適用可能な非線形ビーム理論とは何ですか？ 私は基本的な学部のオイラー・ベルヌーイ・ビーム理論を使用するのが好きですが、この仮定ではこの仮定が無効になるので、計算に関しては同じ流れにあり、大幅に高度な数学を必要としないものを探しています。 理想的には、複数のページのテンソル計算を追跡することなく解決できる方程式のセットに問題を減らす理論。
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