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第39章 六角形的螺母

螺母通常是六角形的,为什么不做成四角形、八角形的呢?

六角形的螺母,使用起来非常方便,而且还能最大限度地利用材料。机器上留给安装螺母的地方较小,扳手活动的地方也有限。六角形的螺母,一次只需扳动60°,就可以慢慢把螺母拧紧。

此外,螺母通常是用圆形的材料制造的,同样的材料,做六角螺母要比做四角螺母切掉的金属少,所以用相同的圆棒做出来的六角螺母,要比四角螺母大。从强度上来看,大螺母要比小的坚固得多,这样就最大限度地利用了材料。

大自然中,六角形的物体很多,如雪花都是六角形的,这是为什么呢?

大气中的水分子在冷却到冰点以下时,就开始凝华,而形成水的晶体(即冰晶)。冰晶属六方晶系,六方晶系具有四个结晶轴,其中三个辅轴在一个基面上,互相以60°的角度相交,第四轴(主晶轴)与三个辅轴所形成的基面垂直。

大气中的水汽在结晶过程中,往往是晶体在主晶轴方向生长速度慢,而三个辅轴方向则快得多。当大气中的水汽十分丰富的时候,周围的水分子不断地向最初形成的晶片上结合,其中,雪片的六个顶角首当其冲,这样,顶角上会出现一些突出物和枝杈。这些枝杈增长到一定程度,又会分叉。次级分叉与母枝均保持60°的角度,这样,就形成了一朵六角星形的雪花。

如果仔细观察过蜂房,你一定会发现:蜂房由许许多多大小相同的窝组成。从正面看,它们是排列得整整齐齐的六角形;从侧面看,它们是紧密地排列在一起的正六棱柱,而每个正六棱柱的底则是由三个完全相同的菱形组成的尖底。从力学角度看,六角形是最稳定的。并且多个正六边形紧密排列在一起,中间可以不留空隙。蜂窝的底是菱形组成的尖底,每个菱形的钝角都是109°28′,锐角都是70°32′,这一特定的菱形结构,最有效地利用了材料和空间。

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