LS-DYNA 在力学教学实践中的探索与应用1)

在力学教学中引入LS-DYNA有限元分析软件及其前后处理软件LS-PREPOST,进行建模、计算和演示,能够增强教学效果,加深学生对 知识点和相关问题的认识,提高教与学的效率,激发学生学习力学的热情. 以牛顿摆球实验为例说明了LS-DYNA在设计力学实验方面的 应用. 通过碰撞动画的演示和速度及能量结果曲线的展示,学生对“动量守恒”和“能量守恒”有更深刻、更形象的认识. 以桥梁上 部结构的模态分析为例说明了科研成果作为课堂教学的经典案例的应用. 动画演示位移模态,能够帮助学生更好地理解动力学的相关概念.     

工程实例在建筑力学课程教学中的应用1)

建筑力学是一门服务于工程实际的基础力学课程,如何将所学知识与实际工程有机地结合在一起尤为重要。本文分析了建筑力学课程教学中存在的问题,提出了将实际工程应用到建筑力学课堂的教学方法。以作者的横向课题"城市轨道交通U型梁受力性能及施工风险成本研究"为例,详细论述如何将该课题应用到建筑力学课程的梁的弯曲章节,并通过问卷调研方式对该方法的教学效果进行验证。验证结果表明该方法在提高学生学习兴趣、学生掌握知识的能力以及学生将所学知识应用到工程实际的能力皆优于常规教学方法,建议该方法大力推广应用。     

在工程流体力学教学中引入CFD工程案例的探讨

在长期的工程流体力学教学过程中,发现学生对这门课普遍存在畏难情绪,对复杂的理论知识掌握困难.考虑到工程流体力学的研究方法分为理论分析方法,实验方法和数值方法,而其中数值方法在传统教学中应用的较少,所以试图通过适当增加数值方法的应用来改善教学效果.随着本科生对计算机应用能力的增强以及知识面的逐渐扩展,本文提出增加结合专业背景,理论知识及软件应用的综合案例以满足当前课程及学生发展的需求.     

工科专业背景下材料力学建模能力的培养与实践1)

为了培养学生运用材料力学解决复杂工程问题的能力,在授课时要注重理论分析与试验的结合. 文章在试验观测的基础上,提出基本假定,对梁截面进行受力分析,通过截面的几何关系、材料的物理关系和梁的静力平衡关系,建立钢筋混凝土梁开裂载荷的力学模型,并通过试验对计算公式的准确性进行验证. 力学模型的建立过程体现了运用材料力学解决工程问题的一般方法,提高了学生的学习、科研兴趣,增强了学生的动手能力和试验观测、分析能力,也加深了学生对材料力学基本理论知识的理解,进而培养学生灵活运用材料力学知识解决复杂工程问题的能力.     

工程问题导向型材料力学教学法改革与实践1)

为提高材料力学教学效果,开展了工程问题导向型材料力学教学法改革与实践。课堂在讲授基本原理基础上,以工程问题为实例重点介绍应用基本原理解决问题的思想与方法;灵活课后作业形式,引导启发学生以兴趣小组为单位,应用所学基本原理探索研究问题,开展学习与实践活动。教学改革实践取得显著效果,不仅强化加深了学生对基本原理和知识的理解,更提高了学习兴趣,培养了学生主动思考解决问题的能力,锻炼了学生的动手能力和创新意识。     

北半球地漏旋涡一定是逆时针旋转的吗?—————— 从赤道线上乌干达小哥的``漏斗旋涡演示'谈科氏力的影响

从乌干达赤道线上的一则漏斗旋涡演示出发,探讨了与科氏力有关的一系列问题。分别讨论了引起旋涡强度变化的3个物理因素即彻体力无势、斜压性和黏性对实际生活和工程中旋涡生成的影响。对地漏旋涡而言地转偏向力(无势力)只是决定其旋涡的次要因素,与黏性力密切相关的边界条件和初始条件才是决定地漏旋涡的主要因素;对影响气候的气旋和反气旋而言,地转偏向力是主要影响因素;讨论了大气温度梯度引起的斜压性和地转偏向力对大气环流、风带和高空急流的影响以及对飞行带来的影响;此外还介绍了地转偏向力对高速飞行物的影响、河岸冲刷与铁轨磨损现象、科里奥利错觉及其对飞行员的影响,最后介绍了科氏力在工程中的应用之一：科里奥利质量流量计原理。     

“感而遂通”参与式教学法1)——在结构力学课程中的探索与实践

在国家双一流战略对人才培养的明确目标下,结构力学课程应以实现力学概念的工程价值作为课程教改的终极目的. 本文以“感而遂通”为主题,改变课堂教学结论性概念陈述的枯燥乏味模式,在课堂教学形象化和多维化的基础上,通过自助参与式的实践行为,感知力学知识的本源,让力学知识生动活泼起来,完成力学知识的吸收、理解和思考. 以学生的长远发展能力为教学目标,激发学生主动学习的能力,培养创新思维能力.     

LS-DYNA在力学教学实践中的探索与应用

在力学教学中引入LS-DYNA有限元分析软件及其前后处理软件LS-PREPOST,进行建模、计算和演示,能够增强教学效果,加深学生对知识点和相关问题的认识,提高教与学的效率,激发学生学习力学的热情.以牛顿摆球实验为例说明了LS-DYNA在设计力学实验方面的应用.通过碰撞动画的演示和速度及能量结果曲线的展示,学生对"动量守恒"和"能量守恒"有更深刻、更形象的认识.以桥梁上部结构的模态分析为例说明了科研成果作为课堂教学的经典案例的应用.动画演示位移模态,能够帮助学生更好地理解动力学的相关概念.     

力学和数学中的“调和”释义1)

力学的教学过程中经常涉及``调和'这个概念,其与数学基础理论和力学应用紧密联系,了解该概念的本义与延伸,可以帮助学生更恰当准确地理解和掌握相关知识点。本文将力学学习过程中经常遇到的多个与``调和'有关的名词联系起来,给出了详细的解释,并示例应用,有助于相关知识点的教学活动。     

融入创新性试验的流体力学研究性课程

本科生的创新人才培养模式既应注重专业基础理论的学习,也要重视对学生创造性思维和实践能力的培养.结合工科类专业的"流体力学"课程教学,将由大学生创新创业项目、实验室的开放试验以及教师科研项目组成的创新性试验模块融入其中,进行了研究性课程的探索和实践.通过精心设计的开放性问题将基本流体力学理论引入到创新性试验中.在加强传授基础理论的同时,也注重培养学生的创造性思维和探索精神.     

论创新型工科的力学课程体系

如何培养技术创新拔尖人才,既是钱学森之问,更是时代之问——21世纪后,创新被国家置于发展全局的核心位置. 力学的技术科学或工程科学属性,内在地决定了它能够、并且应该在回答钱老之问时,起到基础性的作用. 按照这个信念, 清华大学于2009年设立了定位于工科基础,同属清华学堂人才培养计划暨国家基础学科拔尖学生培养计划试验的钱学森班(简称钱学森班). 作为负责钱学森班的 首席教授,我在本文里首先论证三个基本观点：(1)力学同时拥有定量化“基因”(简称量化基因)和技术创新“基因”(简称创新基因); (2)前者在以往发展得很好, 后者却相对发育不良; (3)这种发展不平衡有可能正是近30年来力学遭遇较大困境的内在根源,并且影响到工科创新. 接着,在简要 介绍钱学森班的培养方案和实践案例的基础上,力图表明：以“通过研究学习”为牵引,可以构建一个大幅删减总课时要求却同时加 强基础科学地位的课程体系,激发起学生的强烈学术志趣、有效实现对技术创新基因的强化. 实践说明,这个培养模式受到了学生们的 热烈欢迎和诸多学科导师们的认可. 最后,对力学面向未来技术创新的关键发展方向,进行了讨论.     

医药工程特色的《工程力学》项目化教学实践与探索

 为帮助学生理解并处理实际工程中力学问题,本文针对医药工程专业特点,在工程力学教学中引入具有专业特色的实训项目,深入浅出的将工程力学理论教学融于实践教学,引导学生提前应用专业项目进行"工程力学" 实践,直接解决实际工程问题,培养了学生在工程实践中应用理论分析问题、解决问题的能力.     

交互式和可视化的弹塑性力学教学方法探讨与实践1)

交互式教学方法的实施可引导学生参与到课堂教学中,调动学生学习的积极性和主动性。利用MATLAB软件的图形用户界面模块,建立了弹塑性力学经典问题数据库,设计了交互式参数输入和可视化结果输出平台。通过改变应力解答中各物理量的设定值,可直观地显示应力的二维或一维分布,使学生不再被枯燥抽象的公式困扰,还能通过可视化界面直观形象地理解应力的分布特征。交互式和可视化的弹塑性力学教学方法的实施,既能增加学生的专业兴趣,加深学生对所学知识的理解,又能使教师获得教学成就感。     

弯矩作用平面内稳定公式推导的力学问题

借助现行《钢结构设计规范》GB 50017-2003中实腹式压弯构件弯矩作用平面内稳定实用计算公式的构建和演绎过程,通过课堂教学环节,让学生深刻体会力学知识在结构工程专业知识学习中的重要性,同时也让学生学习解决科学研究问题的思维方法,激发学生学习知识的兴趣,培养学生综合应用知识的能力和开展科学研究的能力.     

花坛下的马蹄涡——————漫淡自然界和工程中的马蹄涡

从流体力学的角度, 简要介绍了边界层流动中马蹄形分离涡旋的形成机 理及其在工程中的应用和影响, 并简要介绍了马蹄涡的控制方法.     

力之大道两周天*

力之大道两周天,旨在说明无论是工程还是科学问题,处处都有力学的道理。以此为纲,交流7个工程问题,7个科学问题,各取一周天之数。讲述内容分三部分。第一部分缅怀钱学森先生的传承与思想;第二、三部分分别介绍7个工程案例和7个科学案例。工程的案例旨在说明力学之硕果,科学的案例旨在说明力学之源泉。     

从竞赛看基础力学教与学的质量提升——全国基础力学青年教师讲课比赛和全国周培源大学生力学竞赛相关分析与思考

通过对全国基础力学青年教师讲课比赛、全国周培源大学生力学竞赛、参赛各学校情况以及各校基础力学课程的教学课时等方面数据进行相关性数据分析,初步揭示了教师、学生与其教学情况之间的关联度等问题. 希望通过这些数据分析对基础力学教学的未来、教学质量的监控及其改革等提供借鉴和参考.     

大体积混凝土温度应力耦合直观化仿真计算系统

温度应力耦合问题是大体积混凝土工程施工期的核心关注点,大量相关的计算软件对用户能力要求较高,难以实现普遍性应用.本文以Excel软件为基础,配合VBA编程,实现了前处理的直观化,并通过C语言编制后台程序,利用Marc为核心求解器,完成了大体积混凝土温度应力耦合仿真计算系统的开发.该系统的用户友好性较强,直观易懂,能够实现前处理、计算、后处理全套过程的自动化,进一步提高了大体积混凝土工程仿真计算分析的通用性.通过国内某大型混凝土拱坝的实际算例,证明了该套系统的正确性和可行性.     

试论“课堂实时反馈系统”在力学课堂教学中的应用1)

课堂实时反馈系统是通过移动网络将教师电脑终端和学生智能设备有效联通,使授课者实时掌握每位学生的学习情况,实现学生个体与教师间的交互为目的的教学系统。本文借助课堂实时反馈系统,对力学课程课堂教学开展教学实践。教师根据实时反馈的教学数据,优化课堂教学策略,跟踪学生的学习进程和学习效果,为学生构建互动、合作的课堂环境,赋予学生更完整、深入的学习体验。     

德国振动力学教材浅析

本文评介几部德国振动力学本科教材。首先概述振动教材的早期历史,分析英国、美国和德国振动教材的特点。然后分别阐述三部德国振动力学教材《线性振动：多自由度振动系统的理论论述》《工程振动论：离散机械系统的线性振动》和《振动论：线性振动理论和应用》的内容和特色。最后简要讨论它们对振动教材编写的启示。