关于工程专业的力学教育

关于工程专业的力学教育陈立群（鞍山钢铁学院，鞍山１１４００２）中国力学学会在文献［１］中谈到力学与工程结合时明确指出“当务之急是应当加强工程专业的力学教育”．这无疑是很必要的，因为力学对工程技术的作用很大程度上也表现在大多数工程专业学生不同程度受过力...     

材料力学教学中加强力学建模能力的探索与实践

针对培养目标调整和学时减少的现实情况,从材料力学课程特点出发,在课堂教学环节的全程训练、力学建模与分析报告的综合训练、力学建模能力的考核评价等3 个方面,对材料力学教学中加强学生力学建模能力培养进行了有益的探索和实践. 结果表明,这些方法提高了学生学习兴趣和教学效果,对提升教学质量具有较高的参考价值.     

力学教育的前世今生

从现代力学教育体系的形成以及力学教育思想包含的要素入手,简要回顾了力学教材的发展过程,探讨了力学教育家的教育思想,并指出重基础是力学教育思想的核心.     

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.     

软体智能机器人的系统设计与力学建模

机器人或机电装备通常由电机模组、液压元件、齿轮和铰链等硬质部件构成,具有动力足、精度高等优点,但在实现低噪声、高安全系数与亲和性等方面存在挑战.受自然界生物体的柔软特性与高环境适应性的启发,设计制造软体机器人是近年来机器人领域的研究热点.作为软体机器人的核心构成部分,智能软材料可在外界不同刺激下产生不同响应,具有材料柔韧、生物相容性好、易于制备、价格低廉等优点,可广泛应用于机器人的设计与制造.几类典型的具备驱动功能的智能软材料与结构获得广泛的研究,包括气动软体肌肉、形状记忆合金/聚合物、离子交换聚合物、介电高弹体、响应水凝胶等.本文介绍了多种驱动类型的软体智能机器人研究成果,并从软体智能机器人的系统设计与力学建模两个方面进行了归纳分析与讨论.      

专业导向的基础力学课程教学初探

目前国内大多高校的工科专业本科生的基础力学课程由力学系教师承担,后续专业课则由各工科专业学院教师承担。基础力学教师的教学工作量繁重,课程学时紧张,基础力学课程不得不采用教师全堂讲述式的大班制,讲授也并不区分学生专业。基础力学教学任务繁重、基础力学和专业课程教师分属不同学院、力学教师本身对工程专业不见得了解深入等客观因素都制约着基础力学课程与后续专业课程的有机衔接和融合,学生对力学概念理解不够准确、记忆不够深是基础力学学习较为普遍的问题。作者基于近十年的为工程力学专业和土木工程专业本科生教授材料力学/工程力学的教学实践,结合在担任学校教学督导四年的时间里在听土木、机械等工科专业的各门专业课时与学生和教师交流得到的教学一线信息,对基础力学课程教学如何服务好人才培养的目标进行了思考,并对以学生专业为导向的基础力学课程教学进行了实践和初步探索。     

兰州大学力学专业发展的历史沿革

兰州大学力学专业是在原兰州大学数力系力学教研室基础上组建的,经过半个世纪的发展,已从原来单一的固体力学硕士点、博士点发展到今天的力学一级硕士点和固体力学与工程力学两个二级博士点及拥有力学一级博士后科研流动站等较为齐全的力学学科格局;以及拥有西部灾害与环境力学教育部重点实验室科研平台和理论与应用力学甘肃省科学研究与人才培养基地等。科学研究已从上世纪50~80年代的板壳非线性力学领域研究发展到今天的电磁固体力学、智能结构与动力控制、多场耦合与风沙环境力学等多学科交叉的特色研究领域与研究方向。     

连接结构接触界面非线性力学建模研究

连接界面上存在的跨尺度、多物理场和非线性行为是引起结构复杂非线性动力学的主要原因。由于连接界面力学行为的复杂性,以及对连接界面进行直接试验观测的困难,连接界面的力学建模一直是非常具有挑战性的科学问题。本文首先从分析结合面的跨尺度物理机理入手,将名义的光滑平面视作凹凸不平的粗糙面,考虑单个微凸体的黏滑摩擦行为,建立接触载荷与变形的非线性关系,然后采用GW(Greenwood和Williamson, GW)模型数理统计方法建立整个粗糙界面的跨尺度力学模型,并与公开文献中试验结果进行对比。然后考虑连接界面典型非线性特征,提出一种改进的Iwan唯象模型,利用精细有限元方法获得非线性特征结果,采用系统辨识理论建立连接结构的降阶力学模型,并利用有限元结果进行模型验证。结果表明,本文提出的粗糙界面跨尺度模型在法向载荷较小时与试验结果吻合较好,改进的Iwan模型能够较好描述连接界面非线性特征,并与有限元结果吻合较好。      

力学教育的几个问题及其对策

当前,力学教育迫切需要加强学生的基础科学素养,提升创新能力。虽然我国力学教育界对此已有共识,但在实践中仍有若干尚待解决的问题。本文基于人才成长规律、认知学习规律、实践创新规律,对课程体系优化、力学教材建设、实践创新拓展等三个问题进行分析,提出若干思考和建议。部分建议已经过实践,可望作为解决问题的方案。     

核武器研制中的力学问题

简要介绍了核武器研制中遇到的力学问题,涉及固体力学、流体力学、化学反应流体力学、辐射流体力学等学科.介绍了核武器研制中力学问题的特点, 即与各种物理问题的强耦合, 学科的交叉.     

应用真三维岩体建模仿真技术推进岩石力学教学改革

随着计算机技术的发展和研究项目最新成果的取得, 把岩体真三维建模仿真技术引入到岩石力学教学改革与实践中, 挖掘教学资源潜力; 开展岩体结构、岩石变形与破坏过程的数值试验, 再现许多物理实验所不能观察到的力学现象, 例如岩体的空间真三维结构、岩石破坏过程块体滑落等, 从而使学生对岩石的变形与破坏过程有更加清晰的认识, 提高岩石力学实验的教学质量.     

力学专业导论课程的建设与实践

专业导论课程指面向新生开设的专业启蒙课程,是本科生了解专业内涵、培养专业兴趣的入门课程.然而该课程优则双赢,劣则双输的双刃剑属性也给课程的开设增加了许多困难.本文从北京理工大学力学概论课程的筹备、设计、组织及开展等多个环节展开讨论,对专业导论课程开设中的要点和难点进行了梳理,通过对课程开设历程的回顾,总结了课程...     

力学专业多元化发展的改革探索1)

在论证全学分制下对力学专业进行改革的必要性和可行性的基础上,提出了力学专业改革的思路。全学分制下力学专业的改革旨在将学生自主学习的边界打开,最大限度地实现力学专业与其他工科专业的深度融合,使得力学专业在充分享受全学分制提供的优越性下,又形成了适合本专业持续发展的多元化特色。     

理论力学中的正负号问题

理论力学中的正负号问题刘荣暄（清华大学,北京１０００８４）图１是一弹性振子。如让学生在图示位置列写振子的运动微分方程,常会出现如下错误。这个结果显然是错误的。又如,在图２、图３位置让学生写出系统的动能。常有系统的动能显然,第２项为负值是错误答案。学生...     

大地构造分析中的一些力学问题

综述了应用固体力学连续介质理论分析大地构造运动的问题,讨论了它们和通常力学问题的差别。主要的不同在于这里是反演问题:从地表的大地构造表现模拟出内部过程,从当前的资料追索它们的历史。依靠地球科学家所收集到的资料来引导这些反演。在数值模拟中建立适当的本构关系和破坏准则是头等重要的环节。最后提出固体力学中有关的研究课题。      

工程科学教育中的力学——以法国工程师教育为例

工程科学是自然科学与工程技术的桥梁,钱学森先生对工程科学进行过深入分析,并指出了人才的成长路径。力学作为一门工程科学,是诸多工程领域的理论基础。在工程科学家的培养中,力学的深入学习起到至关重要的作用。本文以两所法国工程师学校为例,介绍其通识教育体系的设立、课程模式的制定,尤其重点介绍力学在其通识课程中所占的比重,以及教学内容的选取与设置。希望能为探索工程科学家培养模式的国内工科教育提供一定的参考。     

原子核聚变反应堆中的力学问题

本文概述了原子核聚变反应堆的意义和反应堆的燃料,结构和设计要求;介绍了氘氚聚变反应堆的运行和控制,自冷液态金属包层和超导磁体中出现的各种力学问题,包括磁流体力学,固体力学,磁固体力学,传热,湍流和有限个自由度系统的力学;还介绍了氘,氦３（＾３Ｈｅ）聚变反应堆中核燃烧时的等离子体稳定性,在带电粒子动能和辐射能直接转换为电能过程中的力学问题,包括磁流体力学和低温等离子体技术,在序言和结语中强调了几个观     

核电建设中的一些力学问题

核电建设在我国刚刚起步,它对各学科提出不少课题.本文全面系统地论述了核电建设同结构力学的密切关系.对核电建设中的一些特殊的力学问题进行了探讨,并提出了一些今后应当进一步研究的方面.     

三峡工程中的若干力学问题

简要介绍了三峡水利枢纽工程概况，工程建设中主要技术难点，以及几个主要工程力学问题，包括流体力学、固体力学、二相流及爆破力学等问题．结合三峡工程侧重叙述岩石（体）力学应考虑的新问题．大型岩土工程是庞大的复杂系统，岩石力学涉及众多学科．建议应用系统工程的理论和方法研究岩石（体）力学，使其在国民经济中发挥更大作用，在岩石（体）力学研究中还需针对不同的目标、任务考虑各种非线性问题．因此，岩石（体）力学应与工程问题更紧密地结合．     

中国力学史与方法论研究二十年回顾——纪念中国力学学会力学史与方法论专业委员会成立20周年

中国力学学会力学史与方法论专业委员会成立于2003年8月,它是我国以力学史与方法论研究为主旨的学术团体。时值该专业委员会成立20周年之际,本文回顾了其创建及20年来的发展历程,对历届专业委员会的组成、主办的系列学术会议情况,以及其在学会活动、学科建设和人才培养方面所发挥的作用进行了阐述。