浅谈工程力学中的受力分析问题

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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
DOI:10.16661/ki.1672-3791.2016.07.030
浅谈工程力学中的受力分析问题①
蔡晓娜
(广东科技学院机电工程系 广东东莞 523083)
摘 要:作为解决工程力学问题的重要方法和关键步骤,工程力学受力分析是工程类高校专业课中研究的主要内容,对工程构件受力的分析有关后续工作的正常开展,此外,受力分析还关系到构件的载荷设计与尺寸设计等关键性的问题。

因此,工程力学受力分析的重要作用不言而喻。

受力的分析能够对人们生活与生活中的诸多实际问题进行有效解决,同时,也能显著加强人们解决问题与分析问题的能力。

关键词:工程力学 问题 受力分析中图分类号:TB12
文献标识码:A
文章编号:1672-3791(2016)03(a)-0030-02
①作者简介:蔡晓娜(1981—),女,汉, 吉林榆树人,工学硕士,讲师,研究方向:机械设计、制造、产品三维造型设计等。

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科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 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
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[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,
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[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.
的顺序,首层开挖过程中,在到达难免位置时,应对15%坡度的坡道进行留置。

开挖过程中,设备很难对边角的位置进行有效的挖掘,此时可以适当的以人工的方式进行清坡工作,保证机械作业可以对松土进行清理位置[4]。

将200mm厚度预留在基底位置,以人工的方式来进行清底,实现找平。

开挖中,测量人员在控制基坑底标高的过程中,应对水准仪进行利用,以轮流的方式进行控制,有效防止超挖现象。

同时在预防雨水对基坑产生浸泡的过程中,可以将集水井和排水沟设置在底部四周。

2.2 回填
在实施填土的过程中,首先应当对含水量在涂料中的值进行测定,如果拥有过大的含水量,应对风干、掺入干土以及翻松等方式进行利用,如果测定过程中发现土料过干,应首先对其进行润湿,提升压实遍数。

填土中针对建筑物相对的两端,应分层、均匀、同时进行填方,起点为最低处,从下至上,应保证水平均匀的铺填土料,并进行夯实。

夯实过程中对蛙式打夯机进行应用,铺土中每层应保持在低于250mm的厚度,人工夯实中,这一厚度应小于200mm,在对压路机进行应用的过程中,这一厚度为小于150mm。

初步整平是打夯前的主要措施,打夯过程中也拥有固定的方向,保证一夯压半夯,努力实现夯夯相连,均匀分布,两夯之间不存在任何缝隙[5]。

在管道部位回填的过程中,应以人工为主,夯实中应从管道两侧同时开展,直至管顶0.5m以上高度为止,接
下来才能够应用打夯机进行夯实。

3 结语
综上所述,近年来,建筑业飞快发展,建筑工程质量同建筑工程测量及土石方工程施工具有紧密联系,因为工程结构的稳定性和安全性受这两个施工环节的直接影响。

在我国建筑业飞快发展的背景下,积极加强建筑工程测量及土石方工程施工技术的研究,对于提升建筑工程质量、实现技术创新以及确保建筑业实现可持续发展具有重要意义。

参考文献
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