按照尹航和孟澈此前的潛意識認知,這塊鋁板是由校辦工廠那台用了很多年的立式加工中心,用高精度硬質合金刀具一點點銑出來的。
圖紙上的粗糙度要求標得明明白白。
在他們這些習慣了用微分幾何和張量分析來描述世界的物理學博士眼裡,這塊經過現代化工業母機洗禮的鋁板底麵,在他們的潛意識裡,它至少應該足夠平。
它就像歐幾裡得幾何裡的那個理想平麵一樣,不存在任何宏觀意義上的起伏。
所以,當它壓在同樣平整的光學平台上時,這層薄薄的紅丹油應該毫無死角地均勻地沾滿整個底麵。
按理說,這板子翻過來,該是一片勻淨的紅,紅得讓人心裡踏實。
可現在,這紅印子長得像鬼畫符。
事實殘酷得就像是一個響亮的巴掌,扇在了現代精密加工迷信者的臉上。
鋁板的底麵,隻有左上角和右下角沾染了明顯的紅色斑塊。
尤其是左上角,那裡的紅色極深,紅丹油甚至因為過度的擠壓而呈現出一種黏稠的暗紫紅色。
這在機械刮研的行話裡叫硬點,它殘忍地說明,剛才按壓的那一瞬間,這塊看似平整的鋁板,幾乎所有的重量和法向壓強,都集中在了這一個不到指甲蓋大小的區域上。
而右上角和左下角,金屬表麵依然呈現著鋁合金原本的冷色調,乾乾淨淨,沒有沾上一絲一毫的紅丹。
這就意味著,那兩個角在微觀層麵上,根本就沒有碰到底下的基準台。
它們是懸空的。
這怎麼可能?
尹航的瞳孔猛地收縮了一下,大腦出現了短暫的空白,下意識地把鋁板湊近眼睛,試圖尋找光線折射的幻覺。
旁邊的孟澈也推了推鼻梁上的黑框眼鏡,眼底滿是不可置信。
“這是局部高點,“江臨說,“螺栓擰下去的時候,力就從這裡走。其他沒有沾上紅色的地方,全是虛的。”
江臨抬起手,在半空中畫了一個簡陋的受力示意圖。
“物理世界不會跟你講道理,你以為你擰緊了四個角的螺栓,力就均勻分布了?不可能。力就像水流,遇到阻力最小的路徑就會瘋狂傾瀉。當左上角是最高點時,你施加的十來牛米扭矩,通過螺紋轉化成軸向夾緊力,最後又被這個局部高點集中成了極高的接觸壓強。”
他走上前,伸出手指,虛指著鋁板左上角那個顏色最深的紅色斑塊旁邊。
那裡,有一個用來穿過M6固定螺栓的通孔。
實驗室裡的幾雙眼睛順著他的手指聚焦過去。
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“這是加工缺陷。在這個通孔鑽完之後,需要用倒角刀進行倒角處理,去除毛刺。但是,在這個孔上,由於倒角刀磨損嚴重鈍化,或者工人在交接班時為了趕進度把進給速度推得太快,金屬沒有被乾脆利落地切削下來,而是被粗暴地擠壓撕裂了。”
“通孔的邊緣,向外翻起了一圈微小如同連綿山脈般的金屬毛刺。這個毛刺的高度,按照這個壓痕深度來推算,可能隻有0.02毫米。”
“當你們在裝配時,用巨大的力量擰緊左上角的螺栓,這圈肉眼看不見的毛刺,就變成了一個堅硬且無法被完全壓平的支點。整塊本該平貼在底座上的鋁板,被這個支點硬生生地頂了起來。”
“於是,這塊承擔著分光鏡固定重任的轉接板,變成了一個微觀層麵上的蹺蹺板。左上角和右下角勉強挨著地,而右上角和左下角,其實是懸在半空中的。”
江臨轉過頭,看著旁邊因為常年運轉而發出低沉嗡鳴的溫控係統出風口。
“這間實驗室的溫控係統,控製精度標稱是正負0.1度吧?”
“對,這是為了保證平台整體熱脹冷縮在可控範圍內。”姚思雨說。
江臨點點頭:“對於一個均勻受力的理想剛體來說,這個溫度波動確實夠了。但是在懸空狀態下,溫控係統周期性吹出的冷風讓鋁板表麵迅速收縮,而底部的鋼平台熱容大,溫度下降得慢。”
“這小小的溫差,讓鋁板產生了微觀的翹曲變形。這個可笑的蹺蹺板,就開始在這個0.02毫米的懸空縫隙裡,伴隨著溫控係統的壓縮機啟停,進行著周期長達四十分鐘,肉眼不可見的熱脹冷縮扭動。”
“你們試圖用卡爾曼濾波,試圖用無窮無儘的自適應算法和矩陣運算,去濾掉一個物理層麵上一刻不停在扭動的蹺蹺板。你們覺得,這可能嗎?”
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