一道数学微积分的问题求助。
如图所示:想求图中凹槽的体积,具体数据您可以自己设置,感谢为上!凹槽指的是梯形和圆形组合的区域,谢谢。...
如图所示:想求图中凹槽的体积,具体数据您可以自己设置,感谢为上!
凹槽指的是梯形和圆形组合的区域,谢谢。 展开
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解:
以凹槽轴心与垂直面交点为原点,以轴心向外为x轴正向,B标线向右为y轴,A标线向上为z轴建立直角坐标系;则正视图为yoz平面投影;底视图为xoy平面投影;
以平行于xoz的平面切割凹槽,则得到的切面为矩形,切面的y坐标范围为 [y1,y2]
y1 为H3线对应y坐标,y2为H4线对应y坐标,则:
y1 = B/(H1-H5) *(H2-H3);y2=B/(H1-H5) *(H2-H4)
则在 坐标为y 的切面,在凹槽所切矩形的z方向高度为:
Hz = 2* √(R² - y²)
矩形的x轴方向宽为Hx,满足:
y/(H2-Hx) = B/(H1-H5) ==> Hx = H2- B/(H1-H5) *y
设所切矩形薄片厚度为dy,则薄片体积微元的大小为:
dV = Hz * Hx *dy = 2* √(R² - y²) * [H2- B/(H1-H5) *y]*dy
圆弧凹槽体积为:
V1 = [y1,y2]∫( 2* √(R² - y²) * (H2- B/(H1-H5) *y)*dy)
其中y1 = B/(H1-H5) *(H2-H3);y2=B/(H1-H5) *(H2-H4)
梯形凹槽部分:y的取值范围[y0,y1]
y0 = - B/(H1-H5) *(H1-H2)
在 坐标为y 的切面,在凹槽所切矩形的z方向高度为:
Hz = D + (C-D)/L * (y1-y);
矩形的x轴方向宽为Hx = H2- B/(H1-H5) *y
因此梯形凹槽部分体积为:
V2 = [y0,y1]∫(D + (C-D)/L * (y1-y)) * (H2- B/(H1-H5) *y)*dy
凹槽总体积为:
V = V1+V2 = [y1,y2]∫(2* √(R² - y²) * (H2- B/(H1-H5) *y)*dy
+[y0,y1]∫(D + (C-D)/L * (y1-y)) * (H2- B/(H1-H5) *y)*dy
其中:
y0 = - B/(H1-H5) *(H1-H2);
y1 = B/(H1-H5) *(H2-H3);
y2 = B/(H1-H5) *(H2-H4)
以凹槽轴心与垂直面交点为原点,以轴心向外为x轴正向,B标线向右为y轴,A标线向上为z轴建立直角坐标系;则正视图为yoz平面投影;底视图为xoy平面投影;
以平行于xoz的平面切割凹槽,则得到的切面为矩形,切面的y坐标范围为 [y1,y2]
y1 为H3线对应y坐标,y2为H4线对应y坐标,则:
y1 = B/(H1-H5) *(H2-H3);y2=B/(H1-H5) *(H2-H4)
则在 坐标为y 的切面,在凹槽所切矩形的z方向高度为:
Hz = 2* √(R² - y²)
矩形的x轴方向宽为Hx,满足:
y/(H2-Hx) = B/(H1-H5) ==> Hx = H2- B/(H1-H5) *y
设所切矩形薄片厚度为dy,则薄片体积微元的大小为:
dV = Hz * Hx *dy = 2* √(R² - y²) * [H2- B/(H1-H5) *y]*dy
圆弧凹槽体积为:
V1 = [y1,y2]∫( 2* √(R² - y²) * (H2- B/(H1-H5) *y)*dy)
其中y1 = B/(H1-H5) *(H2-H3);y2=B/(H1-H5) *(H2-H4)
梯形凹槽部分:y的取值范围[y0,y1]
y0 = - B/(H1-H5) *(H1-H2)
在 坐标为y 的切面,在凹槽所切矩形的z方向高度为:
Hz = D + (C-D)/L * (y1-y);
矩形的x轴方向宽为Hx = H2- B/(H1-H5) *y
因此梯形凹槽部分体积为:
V2 = [y0,y1]∫(D + (C-D)/L * (y1-y)) * (H2- B/(H1-H5) *y)*dy
凹槽总体积为:
V = V1+V2 = [y1,y2]∫(2* √(R² - y²) * (H2- B/(H1-H5) *y)*dy
+[y0,y1]∫(D + (C-D)/L * (y1-y)) * (H2- B/(H1-H5) *y)*dy
其中:
y0 = - B/(H1-H5) *(H1-H2);
y1 = B/(H1-H5) *(H2-H3);
y2 = B/(H1-H5) *(H2-H4)
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