机械设计的基本原理3.3-3.4读书笔记

3.3节的内容有两方面：

1.叠加原理

力学的叠加原理和《高等数学》微分方程中的线性原理相似，系统的输出只和输入有关，与输入的先后顺序无关（微分方程则是满足几个运算）。当然，这里你会直觉的想到，这个条件成立的前提是线性范围内。叠加原理的目的是把系统分割为可以求解的某几个部分，然后逐个击破。这种思想基本是目前理性解决所有问题的出发点，比如公司的管理、科学研究，甚至人文科学、语义分析都有这些影子。这里推荐一个非常好的材料力学课程，MIT的在线课程2.001（Lecture Notes | Mechanics & Materials I | Mechanical Engineering | MIT OpenCourseWare）。这本书作者思路清晰的帮助你建立材料力学分析问题的基本哲学，从简单的力学平衡方程开始，一步步帮你建立材料力学的世界观。大家可以发现，从牛顿定律开始，我们就必须确定系统的受力和质量。材料力学的基本目的就是确定所有受力大小，然后通过应力、应变来设计满足要求的结构。当然材力的目的不是确定运动，而是确定变形。因此，机械设计的基本要求就是设计足够强度的零件，而为了判断强度，必须首先从受力分析出发。也可以这么说，无论什么机械系统，合理的受力分析是设计的出发点和根本。Alex在本节铺垫了两个问题：1.如何设计好的支撑系统来降低驱动器对关心轴位置上的变形？我们有能力利用结构设计来提高需要特殊位置的精度嘛？2. 确定力以后，如何设计合理的系统来承受这些力，并且不影响系统需要的运动自由度和精度？可以看出，Alex的目的是教会大家思考，如何让结构为你所用，如何通过合理的计算和分析来实现更好的设计。

2.“大而整的光”

借用了高晓松的话“年轻的时候刚学拍摄，每个角度、光、配乐都要再三推敲，感觉有点炫技；但是等成熟了，拍电影就是那么一个大而整的光。”Alex提到，即使你有了把复杂问题break down的哲学和思路，但是有时候，相互性和KISS的原理，总是可以让我们反过来想想有没有大而整的光一下子照出真理呢？有，力的求解和分析，可以通过分析整个系统而得到意向不到的捷径。这条捷径也有点像牛顿定律和能量守恒的关系：一个是细致的分析，一个是整体的结论。当然，我们必须看出，大而整是由细致的break down来的，只有经历整个过程，我们的世界观才是完整的。

其次，笔者分享一个工作的感悟。现在的大公司越来越迷信把工作任务分割为无数个可管控的部分，然后通过分工来降低错误和工作者的不可替代性。熟悉的人肯定知道，大公司就是流程多且清楚。这正是线性系统的分割和叠加原理。但是事实上，人和所谓的项目，并不是纯线性的。所有系统和流程默认的前提是人们必定按照流程操作，人们必定会熟读说明书。。。。。 事实上，大家都知道，这些是不一定的事情。还有就是，在这样的大公司里面，往往失败比成功学到的更多。我的意思是，你设计的东西没有出问题，你往往不知道为什么没有出问题。而一但出了问题，你才有机会窥探一些设计和文件的精髓所在。消极点说，大公司就是钟南山上的赵志敬，只教你心法，不教你招式（实际应该是只告诉你怎么做，而不是为什么）。

因此，大公司还有一道大而整的光，这道光就是公司文化。说白了，你再细分叠加，前提还不是要把人按照你要的方式组合起来，完成理想的解。而优秀的公司文化总会让你付出百分百的努力来做好你那部分工作。这里可以说说google的优秀文化，不愁吃不愁喝，鼓励你做任何创新，想休假就休假，想去哪个项目就去哪个项目，这样的优秀文化，不叠加出优秀的结果也难。但是，我们也可以反过来想，难道这个优秀文化不是给奶牛听歌，给小草施肥嘛？Sheldon在那集给Penny制作爱心小花的对话里说过”工人是车间里珍贵和脆弱的个体，你必须好好呵护，让他们努力工作～“，见到leonerd和howard偷懒后，sheldon直接开喷“赶快工作！”（描述有出入，但是你们应该记得）。也就是说，按照相互性来看，系统的输入目的是为了得到想要的输入。作为公司员工，你就是那个系统，公司给你的输入就是为了得到想要的输出。当然，人肯定是脱离了低级趣味和有追求的动物，所以anyway。。。。。

最后这里有一层因地制宜的意思，也就说，作为机械设计师不要偏执的认为这个最好，那个最差。何解？分享我又一个弱智的电视剧经历，大长今在学医时非常努力（正如我们应试教育一样），她努力的背诵毒材和药材。但是每次考试，她几乎都是零分不合格。直到她遇见同窗，才发现，毒材和药材是辩证的关系，取决于系统特效的东西。因此，机械设计没有好的材料和差的材料，只有不满足功能要求的材料。按照这个想法，大家可以考虑下，服从6sigma的零件尺寸+-0.1，两端的极致其实是很少达到的。那么超差的两端尺寸+0.15和-0.15，可以简单的认为都是差的零件嘛？ 当然不是，这里分享一个角度，其实超差的零件已经超出了评价系统的范围，它们只是无法被该评价指标接受。或者说，一个偏难或者偏简单的试卷都不是好的试卷，评价体系本身有其局限性！所以，不要妄自菲薄，而是发现自己的“有点”。

3.4的能量守恒，笔者不想多说，记得能量守恒就是那道大而整的光，对应着牛顿定律。