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不锈钢旗杆顶部的圆球有什么作用?
- 2020-04-10-

对于不锈钢旗杆上的圆球的讨论,在《我和我的祖国》电影中得到了彰显。用电影中的话讲,不锈钢旗杆阻断球就是要让升上去的国旗“停下来”,以我的理解,这颗金属球主要是承受来自国旗上升时的冲击力,起到“阻断”的作用。看到电影中说,原先焊接在旗杆上的阻断球因为生锈,在测试的时候被击成两半,我便有些怀疑了。

疑问一:既然是起阻断作用,为什么不将阻断球设计成立方体的“阻断块”?道理很简单,一根棒状物和球体的接触面远远小于和立方体的接触面,换句话说,用阻断球可能会打滑。从示意图不难看出,阻断球不如阻断块“阻断效果”稳定、保险。从金属材料学的角度来讲,铁球能碎成这德行,要么是材料内部缺陷(裂纹),要么就是脆性太高。一般低碳钢或者纯铁球都是有韧性的,就算在液压机下也不会被压碎,只会被压扁。脆性比较高的铁合金要么是高碳钢,要么是生铁。

不过,就算是高碳钢或者生铁,他们的冲击韧性也是很高的。开国大典用到的旗杆高度是35米,而国歌演奏的时间是46秒,假定国旗匀速上升,其接触阻断球时的瞬时速度为:

一面缓缓上升的国旗自然产生不了多少动能,所以无论如何是不可能将坚硬的铁球击成两半的。假如铁球是因为内部裂纹缺陷导致的开裂,那么只需要重新浇铸一颗就行了,也用不着召集街坊邻居,收集矽、镍、铬来炼制不锈钢了。

那么电影既然是根据真实故事改变,不锈钢旗杆阻断球出问题就是确有此事。当时真实的情况应该是怎样的呢?据我猜测,阻断球脱焊的可能性较大。

不锈钢旗杆旗杆是圆柱体,阻断球是球体,二者要焊接在一起其实效果并不理想,因为球面和圆柱曲面的接触面很小,焊接后的焊面也不会太大,如果那几天再下点儿雨,就会加速焊接处的氧化,这样被国旗一“顶”,阻断球脱落也就不奇怪了。

如果做半嵌入式的焊接或者将阻断球一端打磨出凹面和旗杆贴合,焊接效果可能会好一些。

另外还有一个bug,电影中把“矽、镍、铬”都归为金属,这是不对的,矽是非金属元素,高中生都知道。

这是我看完电影之后,从工科生的角度,对电影情节的一些质疑,并非否定电影本身,也不是抬杠,大家看看权当乐呵吧。


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