“空而不悬”的悬空寺

用材料力学求解静不定梁的方法对悬空寺的横梁与立木进行力学建模,定性定量地对横梁及立木进行变形与受力分析,着重讨论了横梁支撑立木的受力与曲屈问题,从而建立起立木支撑载荷、立木长与直径的关系,明确了立木屈曲的几何特征范围。     

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。     

基于结构力学求解器的框架“强柱弱梁”机制探讨1)

框架结构的强柱弱梁延性机制一直是框架结构抗震设计当中的关键,在抗规中也一直保持重要的位置。文章基于结构力学求解器(Structural Mechanics Solver V2.6.1)的杆系模型,对框架结构的强柱弱梁问题进行半定量的探讨,建模计算了不同梁柱系数下结构的塑性铰分布情况以及极限承载力。同时,考虑结构力学求解器中不能进行塑性计算,为描述结构的延性耗能能力,提出了一种以低刚度杆件模拟塑性铰转动特性的建模方法。     

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。     

“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.     

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.     

悬空寺``悬而不险''的力学揭秘

用材料力学求解静不定梁的方法对悬空寺的横梁进行了粗略的力学建模, 定性地对横 梁进行了受力分析和变形分析, 得到了横梁下立柱承受的载荷与横梁悬空长度的关系, 用力 学原理解决了多年来人们对悬空寺``悬而不险'的困惑.     

扁担是否真的省力?

围绕传统工具扁担是否省力的问题进行了分析.从刚体的静力学受力可知,扁担可以改变负重的传递路径,使承载时人体参与受力的肌肉和骨骼更少,且腰部所受弯矩很小;挑担行走的过程可以简化为一个弹性系统的受迫振动问题,人体的受力是更舒适的周期性动载荷;扁担的结构和材料本身,也有经验性的优化设计,尽量减少了肩膀处的局部压力.     

第十一届全国周培源大学生力学竞赛“理论设计与操作”团体赛命题和竞赛总结

对第十一届全国周培源大学生力学竞赛``理论设计与操作'团体赛的命题思路、竞赛过程进行了总结,并提出了相关的建议。     

福建省第十届大学生结构设计竞赛结构优化分析1)

以增加结构模型承载自重比与实现结构鲁棒性为目标,通过力学计算、有限元分析和实体模型试验,从材料性质、结构选型、杆件截面设计和制作工艺等方面,对结构模型进行了优化分析,提出了准确掌握材料性能和结构受力特点是结构模型优化的前提条件。     

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.     

笛沙格定理的结构力学分析再证明

结构力学中的几何组成分析方法与射影几何存在深刻的内蕴关系. 这种内蕴关系可以被用于笛沙格定理的证明. 通过构造一种特殊的杆件体系,从几何组成分析与受力分析两个角度进行分析,采用“算两次思想”分别得出杆件体系几何可变分别与笛沙格定理的条件与结论等价,从而证明笛沙格定理与其逆定理.     

论经典力学中的参考系

力学最本质的问题是物体的受力与其运动的关系问题,本文对经典力学中的参考系进行了梳理和讨论,主要得到了以下结论：(1)探讨了牛顿第一运动定律在物理学和力学上的基础意义,利用该定律既可以对惯性参考系进行定义,同时也能够对时间进行度量;(2)指出了\绝对静止坐标系" 未必存在,但近似的\绝对静止坐标系" 却很容易找到;(3)分析了质心平动参考系的特殊性,总结了其对惯性参考系动力学理论在形式上的影响。     

“风车制作”中的力学问题简析

分析了``风车制作'中输出、动力和传动3个部分所包含的主要力学问题,建立了相应的物理模型,由此针对题目设置分别给出了策略建议。考虑到有效输出功率、风机叶片的运行效率、传动的比例搭配等因素,指出最优策略是应当选择更大的杯子质量、更多的叶片数量、宽型的叶片形状、稍大于45$^\circ$的叶片安装角、更大比例系数的齿轮组合。     

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。     

工程结构支撑条件优化设计

提出了一种将结构支撑位置和支撑类型作为设计变量的优化设计方法,就支撑条件改变对结构受力的影响进行了分析,论述了如何在遗传算法中实现结构支撑位置和支撑类型的优化．并通过数值算例说明了结构支撑条件的转变对结构的影响,证明结构支撑条件的优化处理对提高结构性能是有效的．     

某型叉车门架中横梁力学性能与结构优化研究

针对某型叉车起升机构中横梁弯角频繁出现的断裂现象进行了理论与数值分析,并对失效部位进行了试验检测。通过比较发现,数值分析与试验测试结果一致,即安全系数偏低,接近于1.0。然后,进一步数值分析了中横梁的基本尺寸参数(厚度b、高度h、弯角半径R)对横梁强度性能的影响。结果表明:厚度b是影响强度的最主要因素;弯角半径R对强度有较大影响;而高度h对结构强度影响较小。基于此,对中横梁结构尺寸进行了优化,最优化结构的应力大幅降至125MPa,较现有结构降低了约91MPa,安全系数显著提升至1.7左右,而结构质量基本不变,较好地解决了这类叉车门架横梁的失效问题,对类似的工程机械的设计研究和生产使用具有指导和借鉴意义。     

杆件在偏心压力作用下的正应力及其强度计算讨论

杆件在偏心压(拉)力作用下的正应力及其强度计算问题在一般材料力学教科书中都有过专门的介绍,然而在这些介绍当中均没有考虑作用在杆件上的轴向外力在杆件弯曲变形中所引起的附加弯矩对正应力的影响贡献,本文在考虑这一影响贡献的基础上,推导出了计算杆件最大正应力的表达式,并与材料力学教科书中的未考虑上述影响的对应公式进行了比较,给出了二者之间的相对误差随载荷的变化规律,并说明了这种误差的影响范围。     

第十一届全国周培源大学生力学竞赛个人赛命题总结

对第十一届全国周培源大学生力学竞赛个人赛命题进行了总结,介绍了理论力学和材料力学的命题思路,并提出了一些建议。