工程力学论文范文

时间:2018-02-28 编辑:胡萍 手机版

  工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术领域,是一门理论性较强、与工程技术联系极为密切的技术基础学科,工程力学的定理、定律和结论广泛应用于各行各业的工程技术中,是解决工程实际问题的重要基础。以下是工程力学论文范文,欢迎阅读。

  工程力学论文范文1

  在我国高校学科的建设中,工程力学主要有两个方面的内容,分别为静力学与材料力学。静力学是材料力学方面的基础,因此受到的重视更深,而在材料力学方面的研究中,通常会对静力学进行相关分析,从而通过更全面的分析受力的方法来开展综合性的受力分析。作为工程力学研究的关键和重点,准确进行受力的分析是学生要掌握的重要技能之一,也是对学生学业情况进行考察的重要方式[1]。工程力学受力的分析是一门较难掌握的专业技能,在工程受力进行分析的过程中会出现各种复杂的问题,只有提高受力分析的精确度,熟练掌握专业技能,才能更好地进行受力分析。

  1 工程力学的主要内容

  工程力学是高校理工院校的重要课程,在一些电子、材料、土木和机械类型专业的高校中都有所涉及。工程力学与工程之间的联系极为密切,是一门实践性较强,操作要求较高的学科,在高校教学工作中,教师不仅要注重力学理论方面的教育,还要培养学生掌握专业的实践技能,工程力学教学的目标就是为了培养运用工程力学知识对实际问题进行解决的专业型技术人才,对工程构件能否进行准确受力分析会对后续工作直接产生影响,例如构件荷载的设计、构件尺寸的设计、构件安全性的校对以及建立平衡方程等能不能进行顺利的实施[2]。此外,教师在进行受力分析的教学中,学生初始接触构件时,普遍会将高中物理中学到的受力分析运用到构件受力分析中,学生对力学理论掌握不足以及理论了解不够,因此,提高学生对构件受力的分析能力是教学的重要内容。

  2 工程力学受力分析

  工程力学受力的分析是整个力学工程研究的关键和重点,受力分析是有效解决力学方面问题的重要方法和步骤,是理工类大学开设的重要专业内容,对构件的受力分析是否准确将直接关乎后续的开展工作,但当下不少学生在学习过程中并没有理解与掌握相关的知识,在分析受力时容易出现较多差错。工程力学的构件受力分析的办法主要是建立在学生对力学约束的了解、掌握以及记忆的基础上。大多数学生都觉得这些工作的开展异常困难,在进行受力分析时处处出错。此外,铰链类型与约束反力方面的画法也是力学受力分析的难点。基于支座方面的不同,铰链在类型上主要有两种形式,一种是活动铰链支座,另一种是固定铰链支座。在学生学习中,固定铰链与活动铰链对比,前者制作出的约束反力更难被学生理解。其中,约束力是在主动力上的比较而言的,构件除了受到主动力上的约束作用,还一定会存在于约束反力上,一般来说,约束的反力其存在主要受到主动约束力方面的限制,当主动的约束力正处于一种未知的状态时,相应的,约束反力也随之处于未知的状态中,因此,在对约束反力方面的方向进行确定时,此处的受力可以用正交这两个分量来替代。值得被关注的是,实际受力的方向并不能被方向上的分量所代表,方向的分量是表现力的方向上的代数量。在难以确定主动力接触点与合理方向的情况下,学生对约束反力的实际情况往往无法进行准确的判断,从而只能采用这种替代的方法[3]。在二力构件中,如果两个受力点的连接线向外或向内进行延伸或者处于铰链的连接处,以及在工程力学三力的构件中,是需要使铰链的约束反力方向被画出。

  3 提高工程力学受力分析准确性的措施

  3.1 对受力分析概念的正确理解

  若想使工程力学受力分析的准确性得到有效提高,就要对平衡、主动力、约束反力、约束、非自由体以及自由体等几个重要的力学概念有充分的理解。其中,自然体指的是在进行运动时不受任何客观或主观限制的物体。例如当物体在地球的引力作用下,如果对空气的阻力进行忽略,那么物体在重力的作用下,不受其他限制向地心作出自由落体的运动,由于其运动方式与轨迹不受限制,因此我们可以将这样的物体称之为自由体。自由体与非自由体是相对的,无论是在概念内容还是运动过程上,非自由体即指物体在运动时受到限制。例如家里的衣柜,尽管受到重力的作用,但地面对其进行了限制,因此不能做向下的自由落地运动。此外,地面是限制衣柜运动的物体,我们可以将这类物体称之为约束。约束自身也是一种物体,也会对其向物体做方向的运动时造成限制,约束反力,主要指约束对被约束的物体运动产生阻碍的力作用,在工程力学上,约束对运动物体的力有被动性。物体在运动过程中会受阻碍,其接触约束时产生反作用力。此外,如果物体没有受到相应的主动力,就不会有运动的趋势,更不会受到约束的反作用力,即约束反力。除此之外,还有平衡与主动力。只有对这些力学的概念进行熟练的掌握,才能提高工程力学受力分析的准确度。

  3.2 对力平衡公理的熟练掌握

  若想有效提高工程力学受力分析方面的精准度,就要对反作用力和作用力的公理、三力平衡交汇的力系定理以及二力平衡的公理进行熟悉理解与掌握,并将其在受力分析中灵活进行运用,例如二力平衡的公理,主要是指在同一物体作用的两种力,其大小相等但方向相反,此外,还处于同一直线上,这种作用在同一物体的两种力,平衡充分又必要的要求是这两种力的方向相反,大小相等,且在同一直线上相互作用,但对于变形体来说,二力平衡的公理仅仅是必要的条件,却不是充分条件。对平衡公理的熟练掌是有效提高受力分析准确度的重要因素。

  3.3 熟记约束力表示的方向

  在工程力学中,受力分析方面的准确性对整个工程力学来说至关重要,因此,熟记工程受力分析中较常见的约束反力的表现方法就显得极为必要,工程受力分析当中的主要难点就是约束反力的方向确定,只有在各项类型工程受力中,对约束反力的方向用一般表现方法表示出来,并按照合理的要求一一规范标示出,便能更快更容易将问题解决。总而言之,尽管工程力学受力分析是一种难点,却是可以通过有效方式进行解决的,因此学生若想提高工程力学方面受力分析的精准性,就必须要亚格按照专业学习的标准进行,经过不断积累与实践,最终定能掌握要领。

  4 结语

  工程力学的受力分析在整个力学当中都是研究的关键因素与关注重点,如何做到让学生对受力分析的准确性进行有效掌握是对学生专业技能进行考察的主要方式[4]。力学受力的分析是理工类大学专业课开设中的重要内容,更是解决工程力学问题的重要方法与关键性步骤,众所周知,对构件进行力学受力的分析与后续工作能否顺利开展有重大的联系,受力的分析不仅关系到荷载设计的工作,还关系到构件尺寸的设计等,因此,工程力学受力的分析有其独立的重要性,所以,对高校来说,在教学过程中要提高力学的重视程度,培养出更多更优秀的以理论工程受力分析知识对实际问题进行高效解决的专业技术人才。

  参考文献

  [1] 杜阶平.浅谈工程力学中的受力分析问题[J].价值工程,2014(26):254-255.

  [2] 魏丹,杨爽.工程力学中受力分析难点突破讨论[J].电子制作,2013(16):244.

  [3] 孟祥超.试论工程力学中的受力分析问题[J].城市建设理论研究(电子版),2015(19):6935-6936.

  工程力学论文范文2

  某些物质材料自身具备流动的特性,这些对可流动的材料的力学研究相比于对一般物质的研究有所不同。对于流变学性质的研究体现在冶金行业、石油行业以及一些流体材料生产的行业,而流变学的研究并不只局限于流体,一些固体材料自身的流变学特性也值得研究。这些固体材料在自身受力时也会产生相应的变化,固体力学便是针对这种情况进行研究。环境建设、土木工程和机械制造等方面都离不开固体力学的参与。本文就着重对工程力学分支当中的流变学和固体力学两个方面进行研究。

  1 流变学的分析探讨

  1.1 流体及其分类

  流体包括气体和液体,其分子不停地处于运动状态,形成流体的特性。根据在一定的温度与剪切力作用下的不同体现,流体可以分为牛顿流体与非牛顿流体两种,非牛顿流体又可以细分为非时变性非牛顿流体与时变性非牛顿流体两种。在非时变性非牛顿流体当中,塑性流体是一种在一定程度力的作用下才能流动的流体。并随着力作用的不断变化,这种流体的性质逐渐向着牛顿流体的性质靠近。与塑性流体相近的是一种伪塑性流体,这种流体并不具备塑性流体那种随着力的变化而接近牛顿流体的性质,所以它只是具备一种伪塑性。膨胀性流体的性质与伪塑性流体完全相反,其粘度性质随着作用力的增加而不断地增加。时变性非牛顿流体当中的粘弹性流体则是一种在外力干扰消失的情况下产生一定恢复形变的力的特殊流体。

  1.2 非牛顿流体的流变特性及应用

  针对于非牛顿流体的研究较多,其相比较于牛顿流体,也产生了一些自身独具的特殊效应,包括韦森堡效应、射流胀大现象、二次流、无管虹吸、湍流减阻、剪切变稀和剪切增稠等。所谓的韦森堡效应,即粘弹性流体在一定的容器区域内旋转时,会随着中心轴向上延伸,液面呈凸型,牛顿流体则与此相反,液面呈凹型。射流胀大现象同样是非牛顿流体的一种特性,当其通过一口径较小的通道容器时,其射出时的流体横截面直径要大于容器自身的直径。二次流的主要现象是当非牛顿流体通过椭圆形截面容器时不会出现直线流动的现象。当一根中空的管子从非牛顿流体当中逐渐提升时,内部的流体仍会逐渐的上升,但是牛顿流体则会下降,这就是非牛顿流体的无管虹吸现象。当流体的流动速度增加时,其所受的阻力则会有一定的减少,这便是湍流减阻现象。

  1.3 流变学的前沿

  随着科学技术的不断推进,流变学也随之日益地进步。流变学逐渐脱离了传统的范畴,容纳了一部分新兴的课题,其中包括血液流变学、细胞流变学、液晶高分子流变学、电流变学与磁流变学等几个方面。血液流变学是对血液进行力学的研究。由于血液自身容纳的物质较多,血管的分布较广,形态较多,对其力学形态进行研究,了解其自身的流变学特性,可以预防一些疾病的发生。由血液流变学进一步延伸发展而来的是细胞流变学,它包括红细胞流变学,白细胞流变学,血小板流变学等。液晶高分子材料是一种新兴的材料,它与一些非牛顿流体的流动也有所差异。电流变学则是对电流的物理学特性进行研究,以帮助不断提升电流的应用。磁流变学与电流变学相似,是针对磁场作用下的磁流形态进行研究。磁流变学在航空航天、智能机械及电子工程方面具有至关重要的作用。

  2 固体力学的分析探讨

  2.1 固体力学学科的特点与发展趋势

  基础与工程的双重鲜明是固体力学学科的特点之一。固体力学是工程力学当中的基础性分支之一,它所涉及的范围较为广阔,因此其发展相对来说较早,已经具备一定的理论基础与实践基础。目前,固体力学已经逐渐扩展到其他的领域,并伴随着其他领域的研究结果不断地进步。可以说,固体力学的研究成果直接影响到工程结构的设计以及诸多其他的高技术结构的应用。广泛的学科交叉性也是固体力学显着的特点之一。固体力学所涉及的学科很多,其中主要包括数学、物理、化学、生物学等。大到航天工程,小到纳米材料,都离不开固体力学,这也是它的多学科容纳性的特点。新的学科生长点突出既是其特点所在,也是其发展的趋势。

  2.2 固体力学存在的问题及分析

  固体力学的历史较长,其发展过程中也不可避免地出现种种不尽人意的问题,这些问题阻碍了固体力学的进步,也是固体力学的掣肘所在。“重基础研究,轻应用基础研究”便是其明显的问题之一,对于理论的研究成果使得该学科有很大的发展空间,但是理论出现后,相关的应用研究却远远不足,这无法将研究成果有效地转化为应用成果。与国际计算力学软件相比,差距较大是另一不足之处。虽然我国同样在固体力学的研究上不断地加大力度,但无论在理论研究还是应用上,相比国外的发展来说,依旧是比较落后的。

  2.3 建议和措施

  若要解决固体力学发展当中存在的问题,首先要在研究基础理论的前提下不断加大对理论成果的转化。知识发展的最终目的是服务于人类,只有将研究出的理论基础转化为应用成果才可以更好地为人类做出贡献。只有不断地加大对专业人才的培养,不断地为知识的研发输入新鲜的血液,不断地攻克新的技术难题,才能使我国在固体力学的国际竞争当中居于领先地位。

  结束语

  工程力学的分支相对较多,它广泛地应用在工业生产和日常生活中,本文就工程力学的两大分支进行研究,包括对流变学和固体力学的分析探讨,涉及到流体及其分类、非牛顿流体的流变特性及其应用、流变学的前沿等。在固体力学的分析探讨中,重点对固体力学学科的特点与发展趋势和固体力学存在的问题进行分析,从而为我国工程力学的发展提供有效的参考经验。

  参考文献

  [1]国家自然科学基金委员会数理科学部。力学学科发展研究报告[M].北京:科学出版社,2006.

  [2]中国科学技术协会主编、中国力学学会编着。力学学科发展综合报告[M].北京:中国科学技术出版社,2007.

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