结构力学教学核心概念的精细研究——以力法为例

平衡、约束、柔度等是力学理论的基本核心概念,本文旨在建立一种更为强调核心概念精细分析与理解的教学理念,而不仅仅重视求解题目.分析了两个教学案例：一是对称结构的柔度矩阵可逆性证明,利用实功恒为正值这一原理推导出柔度矩阵行列式恒不为零的结论;二是力法求解桁架结构时切断和拆除同一杆件,典型方程及柔度系数发生变化,从而显示出基本方程的物理意义、广义位移等概念,这种精细研究对深入理解算法机理具有重要作用.探讨了力学概念精细研究对于教学的重要性.     

结构力学几何体系的一组教学模型1)

基于目前土木工程本科生教学课程结构力学的教学现状,特别是几何体系讲解过于抽象的问题,本文借鉴国外相关经验,提出了基于实物的一种解决方案,即基于计算简图模拟几何体系的结构力学教学模型,并论述其必要性。通过介绍其组成构件、典型用途及使用示例,表明了其具有良好的教学辅助效果,体现了土木工程专业本科重要的专业基础课结构力学教学中,传统授课与创新探索相共存、简化图示和实物呈现相结合的重要作用。     

面向工程管理专业本科生的土力学教学——以水头概念的引入为例

工程管理专业本科生在学习土力学之前,往往并没有像土木工程专业的学生那样系统深入地学习过必备的固体和流体力学知识,这给其教学提出了挑战. 本文由生活经验和已有中学物理知识引出水头概念,将其表达为一个可感知的高度,具体形象,易于学生接受. 在深入了解学生现有知识结构和掌握程度的基础上,因材施教,以新颖合理的方式引入某些力学概念,实践表明这是对工程管理专业学生较为有效的一个教学方法.     

比较法在结构力学教学中的应用

阐述比较法在结构力学教学中的应用。在教学中采用比较法对改革结构力学教学方法和提高学生的思维能力的创新能力很有帮助。     

Benchmark case studies in structural design optimization using the force method

A structural optimization algorithm is developed for truss and beam structures under stress–displacement or frequency constraints. The algorithm combines the mathematical programming based on the Sequential Quadratic Programming (SQP) technique and the finite element technique based on the Integrated Force Method. A new approach based on the single value decomposition technique has been developed to derive the compatibility matrix required in the force method. Benchmark case studies illustrate the procedure and allow the results obtained to be compared with those reported in the literature. It is shown that the computational effort required by the force method is significantly lower than that of the displacement method and in some cases such as structural optimization problems with multiple frequency constraints, the analysis procedure (force or displacement method) significantly affects the final optimum design and the structural optimization based on the force method may result in a lighter design.     

流体力学课程教学中几个基本概念的教学方法

基于作者多年来在流体力学课程教学中的经验和体会,结合授课班级学生反馈回来的信息,对流体力学课程中关于流体质点与流体微团、连续介质假设、牛顿内摩擦定律、不可压缩流体等几个学生普遍反映抽象难懂的基本概念的教学方法进行了总结,希望对学生在学习这些内容时能够有所帮助,同时为其他教师在讲授流体力学课程时提供参考.     

A material force method for inelastic fracture mechanics

A material force method is proposed for evaluating the energy release rate and work rate of dissipation for fracture in inelastic materials. The inelastic material response is characterized by an internal variable model with an explicitly defined free energy density and dissipation potential. Expressions for the global material and dissipation forces are obtained from a global balance of energy-momentum that incorporates dissipation from inelastic material behavior. It is shown that in the special case of steady-state growth, the global dissipation force equals the work rate of dissipation, and the global material force and J-integral methods are equivalent. For implementation in finite element computations, an equivalent domain expression of the global material force is developed from the weak form of the energy-momentum balance. The method is applied to model problems of cohesive fracture in a remote K-field for viscoelasticity and elastoplasticity. The viscoelastic problem is used to compare various element discretizations in combination with different schemes for computing strain gradients. For the elastoplastic problem, the effects of cohesive and bulk properties on the plastic dissipation are examined using calculations of the global dissipation force.     

现代化教学方法在结构力学教学中的应用

就计算多媒体技术在结构力学教学方面的应用进行了探索和实践,并对多媒体教学课件的研制方法、实施过程和教学效果进行了总结.     

从学习者角度探讨影响结构力学成绩的因素

从学习者角度探讨影响结构力学学习成绩的因素,采用问卷调查的方式,利用著名的SPSS的统计软件对调查结果进行统计分析,研究了学习结构力学的背景情况、一般看法和具体做法对结构力学成绩的影响. 得出学习动机对结构力学成绩有重要影响,不断总结自己的学习方法,选择良好的学习策略,能否会一题多解对结构力学成绩有较大影响等一些重要的结论.     

关于流体力学中的几个基本概念的再解读

对流体力学课程中的几个基本概念,如：变形、连续介质假设、流体微团、欧拉描述等,进行了深入解读,探讨了这些概念所代表的本来含义以及所可能产生的疑惑与误区.通过解读分析,能够澄清学生的一些模糊认识,帮助学生从正反两方面理解这些概念,建立起对流体力学的基本的正确的认知.     

结构力学虚拟仿真实验教学研究

基于结构力学实验,应用Flash开发系统建立了结构力学实验的虚拟实验环境和虚拟实验物理的模型.通过将实验对象的数学模型引入到虚拟实验对象状态控制程序的方法,实现了对结构力学虚拟实验对象的实时判断和实际数据库的动态链接,使虚拟实验系统具有完好的交互性和实验现象、规律、实验结果的准确性.为加强实践教学环节提供了另一种实验教学的手段,为力学实验教学网络化提供了可视资源.