趣味结构力学——探索与实践

合集下载

结构力学实习报告

结构力学实习报告

结构力学实习报告引言:结构力学是土木工程、航空航天工程和机械工程等领域中重要的学科之一。

在结构力学实习中,学生能够通过实际操作和实验,加深对结构力学理论的理解,并提高解决实际问题的能力。

本报告将对我在结构力学实习中所学到的内容和经验进行总结和分享。

实习目的:结构力学实习的主要目的是让学生通过实际操作,了解和掌握结构力学的基本原理和实践应用。

通过实习,学生能够对结构承载原理、结构稳定性分析、弹性与塑性力学等方面有更深入的理解,为将来从事相关工作打下坚实的基础。

实习内容:1.结构力学实验:通过参与各种结构力学实验,学生能够直观地观察和感受结构在外力作用下的力学行为。

比如,在静力学实验中,学生可以观察到悬臂梁在不同荷载下的挠度变化;在动力学实验中,学生能够了解结构在地震等动力荷载下的响应。

2.结构设计与分析软件应用:利用一些常用的结构设计和分析软件,学生可以学习和应用结构力学理论知识进行实际工程问题的求解。

比如,通过使用有限元分析软件,学生可以对复杂结构进行强度和稳定性分析,评估结构的安全性。

3.结构检测与评估:学生在实习中还有机会了解结构的检测与评估方法。

通过测量和监测现有结构的物理性能和结构行为,学生可以掌握结构健康状态评估的基本方法和技术,为结构的维护和改造提供科学依据。

实习经验与收获:1.实践与理论结合:通过实习,我深刻体会到实践和理论的相辅相成。

实践中的问题能够帮助我更好地理解和应用结构力学的理论知识;而理论的指导又能够提高我在实践中解决问题的能力。

2.团队合作与沟通能力:在实习中,多数任务需要团队合作完成。

通过与实习伙伴的合作,我学会了有效沟通和协作,增强了团队意识和责任感。

3.问题解决思维能力:在实习过程中,我经常面临各种问题和挑战。

通过不断思考和尝试,我培养了解决问题的思维能力,并不断提高自己的工程实践能力。

结论:结构力学实习是提高学生结构力学理论和实践能力的重要环节。

通过实习,学生能够加深对结构力学的理解,并提高解决实际问题的能力。

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索
传统的结构力学教学模式通常以理论知识的讲授为主,缺乏趣味性和应用性,使学生难以深入理解和掌握课程内容。

为了改变这种局面,我们开展了体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索。

在教学内容上,我们突出了实际应用和案例分析,注重将结构力学理论知识与工程实践相结合,例如通过大型工程案例介绍力学原理的应用,让学生更加深刻地认识到结构力学的工程价值。

同时,我们引入了趣味性元素,设计了一些生动有趣的例子和实验,例如用竹子搭建简单的桥梁进行载荷测试、利用弹簧和木头板设计简单的机械系统等,让学生在娱乐愉悦的氛围中获得知识,并且更好地理解结构力学原理。

在教学方法上,我们采用了互动式教学方式,让学生参与课堂演示或案例分析,通过发言或讨论来增加课堂活跃度,对提高学生的思考能力和表达能力有着积极影响。

同时,我们注重个性化的教学辅助,例如我们为学生提供相对简单、易于理解的教材版本,鼓励他们自主学习,激发他们学习十分的热情和乐趣。

在教学评估上,我们采用了多元化的方式进行评估,除了传统的考试外,我们也采用了作品展示、案例分析和实验报告等方式进行综合评价,各种评估方式都能够更准确反映学生的综合素质等,并且也能够积极激发学生的创造力和学习兴趣。

通过以上教学改革探索,我们有效提高了学生的自主学习能力和学习成效,使学生在轻松、有趣的环境下更好地掌握了结构力学的基本理论和应用技能,进而为未来工程实践打下坚实的基础。

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索随着社会的发展和科技的进步,教育的内容和方式也在不断地进行改革和创新。

结构力学作为工程学中的重要学科,其教学内容和方法也需要与时俱进,更好地适应现代社会的需求。

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索,不仅可以激发学生学习的兴趣,提高教学效果,还可以培养学生的实际动手能力和创新思维。

本文将探讨如何在结构力学教学中体现趣味性和应用性,并提出一些改革的具体措施和方法。

一、结构力学教学中存在的问题在传统的结构力学教学中,存在着一些问题,例如教学内容过于抽象、理论和实际应用脱节、学生动手实践机会少等。

这些问题导致学生对结构力学的学习产生了困难和不感兴趣的情绪。

旧有的结构力学教学方式亟待改革和创新。

二、体现趣味性的结构力学教学改革1. 引入趣味性教学方法传统的结构力学教学多注重理论知识的传授,缺乏生动有趣的教学内容。

为了体现趣味性,可以引入一些趣味性的教学方法,如拓展课外知识,增加案例分析、引用动漫或游戏人物进行结构解析等。

教师可以结合具体的实际案例,让学生通过生动的讲解和讨论,更加深入理解结构力学的理论知识,激发其学习的兴趣。

2. 融入实际案例分析结构力学是一个非常实用的学科,理论与实践是密不可分的。

为了体现趣味性和应用性,可以融入一些实际案例进行分析。

通过分析工程实际应用中的结构问题,可以让学生更好地理解结构力学的理论知识,并将其应用到实际工程中,从而提高学生的学习积极性和实际操作能力。

3. 进行实验教学在结构力学教学中,实验教学是非常重要的一环。

通过实验教学,可以让学生亲身体验结构力学的理论知识,加深对知识的理解,并培养学生的实际动手能力。

实验教学也可以激发学生对结构力学的兴趣,使他们更加主动地去学习相关知识。

2024年结构力学心得体会模板(三篇)

2024年结构力学心得体会模板(三篇)

2024年结构力学心得体会模板标题:____年结构力学心得体会目录:一、引言二、学习过程与方法总结1. 学习过程2. 学习方法三、重要知识点回顾与理解1. 刚体静力学2. 结构平衡四、应用实例1. 建筑结构设计2. 桥梁工程五、进一步学习计划六、结论参考文献一、引言结构力学是土木工程中的重要学科之一,它研究了物体受力时的行为和变形规律。

作为一名结构工程师,掌握结构力学的理论和应用是非常关键的。

本文将总结我在____年学习结构力学的心得体会,并分享我的学习过程、学习方法以及对重要知识点的理解。

二、学习过程与方法总结1. 学习过程在学习结构力学的过程中,我注重理论与实践相结合。

首先,我认真学习了教材,掌握了基本概念和原理。

然后,我利用课余时间做了大量的习题,以加深对知识点的理解。

最后,我参与了一些结构力学实验,通过实践加深了对理论的认识。

2. 学习方法在学习结构力学时,我采用了以下几种方法:a. 学习前预习:在上课前,我会提前预习教材,了解本节课的内容和重点,以便更好地跟上课堂的进度。

b. 理论与实践结合:除了课堂学习,我还参与了一些实践活动,如结构力学实验。

通过实践,我能够更加深入地理解和应用所学知识。

c. 刻意练习:我会针对不同的知识点,做一些典型例题和习题。

通过大量的练习,我能够更好地掌握和记忆所学的知识。

d. 合作学习:我会和同学们进行讨论和交流,共同解决问题。

通过与他人的合作学习,我能够开阔视野,获取不同的思路和解题方法。

三、重要知识点回顾与理解1. 刚体静力学刚体静力学是结构力学的基础,它研究物体受力时的平衡条件和力的作用规律。

通过学习刚体静力学,我深入理解了平衡条件的概念,如受力平衡和力矩平衡。

我学会了利用力的合成和分解来分析复杂的力系统,并能够应用平衡条件解决实际问题。

2. 结构平衡结构平衡是结构力学的核心内容,它研究物体在受力时的平衡状态和变形规律。

通过学习结构平衡,我了解到结构受力状态的判断方法,如受力分析和力的图示法。

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索结构力学是工程学专业中非常重要的一门课程,它主要研究各种结构在受力作用下的静力学和动力学性质,是工程设计和施工不可或缺的理论基础。

传统的结构力学教学往往以枯燥的理论公式和计算方法为主,缺乏趣味性和应用性,很难激发学生的学习兴趣和实际应用能力。

为了改变这种状况,需要对结构力学的教学模式进行改革探索,体现趣味性和应用性,激发学生学习的热情并提高其应用能力。

结构力学教学需要引入更多具有趣味性的教学内容和实例。

传统的结构力学教学往往以理论公式和计算方法为主,学生很难体会到其中的乐趣和迷人之处。

教师可以通过引入一些有趣的案例和故事来帮助学生理解结构力学的原理和应用。

可以讲述一些古代建筑的力学原理和设计技巧,这些古老的建筑结构不仅有着精湛的工艺和美丽的外观,更蕴含着深厚的力学原理和科学精髓。

通过这些案例的介绍,学生可以更加形象地认识到结构力学的重要性和应用价值,从而激发他们对结构力学的学习兴趣。

结构力学教学需要注重实际应用能力的培养。

传统的结构力学教学注重理论探讨和计算方法,很少涉及到实际的工程应用和设计实践。

对于工程学专业的学生来说,掌握结构力学的理论知识是为了更好地应用到实际的工程设计和施工中。

教师可以通过安排一些实际案例的分析和解决,引导学生将理论知识应用到实际工程问题中去。

可以设计一些工程实例,让学生根据所学的结构力学知识来进行分析和设计,从而深入理解结构力学的应用价值。

还可以组织学生参观一些著名的建筑工程,让他们亲身感受结构力学在实际工程中的应用,这样不仅可以增加学生的实践能力,同时也能增加学生的学习兴趣。

结构力学教学改革是一个系统工程,需要从教学内容、教学方法、教学手段等多个方面来进行综合推进。

通过引入有趣的教学内容和实例,注重培养学生的实际应用能力以及与其他学科的整合交叉应用,可以使结构力学教学更加生动有趣,同时也能够提高学生的学习效果和应用能力。

希望通过不断的探索和实践,能够为结构力学教学改革提供一些有益的借鉴和启示,使其在实际教学中取得更好的效果。

结构力学实践报告

结构力学实践报告

结构力学实践报告结构力学实习报告范文一.引言1。

通过结构力学的认识实习,使同学们认识各种结构、近距离观察结构,了解结构的力的传力途径、分清楚结构部分和非结构部分。

2。

观察结点构造、进一步加深结点和支座简化等,了解结构计算简图的选取原则和依据,提高从实际结构中提取计算简图的能力。

3。

通过工程师的引导,初步对工程的建设流程有感性的认识,书本与实际相结合。

二.工程概况1。

项目名称:华中科技大学光谷同济医院2。

项目基本情况:华中科技大学光谷同济医院一期施工项目位于武汉市东湖高新技术开发区,地块东邻湖北省药检中心,南邻高新大道,西靠为京广高铁,北靠鲜家山、荷叶山。

一期医疗综合体由医技楼、门急诊部、vip住院部和普通住院部组成。

建设用地面积约250亩,总建筑面积约34。

7万平方米。

工程计划工期为710天,2013年7月23日开工,计划于2015年7月1日竣工。

三.节点形式、支座连接1。

梁大楼主体采用了框架结构,以简支梁为基础,主梁和次梁综合使用,结构形式简单,空间布局比较灵活。

照片所示:梁支座在柱上的就是主梁,支座于主梁上的就是次梁。

从受力的特点和结构两个方面来考虑:荷载从板传到次梁再传到主梁,再由主梁传到柱子,所以一般主梁是搭接在柱子上,而次梁是搭接在主梁上,次梁一般和主梁铰接,主梁和柱子刚接:从功能上考虑:主梁是承担了整个建筑物的结构安全的主要骨架,是满足强度和稳定性要求的必须构件,它更侧重强度要求。

次梁则是为了满足建筑要求(如功能区划分)及主梁、柱等的有效连接而设的次要骨架,它更侧重构造要求。

2。

剪力墙剪力墙:剪力墙又称抗风墙或抗震墙、结构墙。

房屋或构筑物中主要承受风荷载或者地震作用引起的.水平荷载和竖向荷载(重力)的墙体,防止结构剪切破坏。

剪力墙分平面剪力墙和筒体剪力墙。

平面剪力墙用于钢筋混凝土框架结构、升板结构、无梁结构、无梁楼盖体系中。

为增加结构的刚度、强度及抗倒塌能力,再某些必要部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙。

趣味结构力学-— 探索与实践讲座

趣味结构力学-— 探索与实践讲座

趣味结构力学—探索与实践东南大学单建一、学习需要趣味知之者不如好之者,好之者不如乐之者。

——孔子兴趣是最好的老师。

——爱因斯坦为什么研究数学?因为数学——好玩。

——陈省身二、结构力学好玩吗?结构力学的趣味性来自它的:●逻辑性——引人入胜,乐此不疲●系统性——举一反三,温故知新●多样性——灵活运用,乐在其中●实践性——触类旁通,层出不穷…………三、结构力学教师的责任●挖掘趣味性●引导“好”与“乐”●传道、授业、解惑培养学习能力和钻研精神龙驭球先生——●《结构力学教程》中大讲“方法论”,不仅授业、解惑,更注重传道●旁征博引,妙趣横生介绍学习方法,引用诸葛亮、尼采、钱钟书、郑板桥、齐白石、孔子、苏东坡……“删繁就简三秋树,领异标新二月花”●语言生动,言简意赅“手算怕繁,电算怕乱”……四、《趣味结构力学》六题(新)1 .形形色色的“链杆”2 .瞬变,还是常变?3 . 直觉弄人4 . 定性分析又一例5 . 随心所欲的刚度6 . 飘忽的塑性铰1、形形色色的“链杆”1)长链杆、短链杆2)曲链杆、折链杆12343213)地基也能当链杆11234562、瞬变,还是常变?●常见的定义:常变体系——可发生大量(有限量)运动瞬变体系——只能发生微小的运动微小运动后几何不变●一个导致“悖论”的例子●分析(按通常定义):不能产生大量运动—不是常变体系不能变成不变体系—不是瞬变体系(W = 1)●结论:常变或瞬变,不在可能运动量的大小而在转变为不变体系的可能性●建议:常变体系的定义1.几何可变体系2.不能通过微小运动变为几何不变体系“动一动,还能动,始终能动”——常变(constantly changeable)●“大量运动”的定义适用于只有一个机构位移模态的情况●有多个机构位移模态时可在不同模态间切换即使不能发生大量运动仍属常变3、直觉弄人1)“跷跷板”的平衡qa a a ABC D DC B ●随遇平衡●平衡不一定对称●机构不同于结构B C D2)拉杆,还是压杆?A B C D E F G F D C A C BE G CF 受拉!?如果没有CF 杆……G F E D C B A G F E D C B A CF 受压?CF 受拉!4、定性分析又一例已知:各杆EA ≠∞;问:BC 杆受拉还是受压?CDBAF PCDBAF PX 1δ11 X 1 +Δ1P =0δ11 > 0;Δ1P > 0X 1 =-Δ1P /δ11 < 0→BC 是压杆!X1=1ABDCF PABDC∴其余部分受力情况如图所示∴BC 是压杆!更直接了当的方法∵BD 杆肯定受压F<F PABDC5、随心所欲的刚度1)EI 和M u有何关系?●两者无确定关系●用平衡法或虚功法求极限荷载,不需要知道抗弯刚度●用增量变刚度法求极限荷载,可任意假设抗弯刚度(包括结点刚度)可分阶段采用不同的相对刚度●不同的相对刚度只影响过程,不影响结果2)例题用增量变刚度法求极限荷载:F PF Pl l lA B C DE M u M u1.5M u(1)弹性阶段,设结点B 、D 的刚度为0(铰)M 1 / M uF P1F P1 = 2M u / l111F P1= 2 M u / l ,形成两个塑性铰(A 、E )(2)两个塑性铰阶段,设柱EI≠∞,梁EI=∞0.5D F P2 = M u / lD F P2D M2 / M u0.50.5ΔF P2= M u/ l,形成第三个塑性铰(C)(3)三个塑性铰阶段,静定0.5D M 3 / M uD F P3D F P3 = 0.5 M u / lΔF P3= 0.5 M u / l ,形成第四个塑性铰(D )(4)极限状态:极限弯矩图10.5M / M uF PuF Pu = 3.5 M u / l0.51.51F Pu = F P1+ ΔF P2+ ΔF P3=3.5 M u / l(4)极限状态:破坏机构F Pu F Pu = 3.5 M u / l6、飘忽的塑性铰“……在上述计算过程中均假定在加载过程中,已经形成的塑性铰不再受到反向变形而恢复其弹性作用。

结构力学实验报告15篇

结构力学实验报告15篇

结构力学实验报告15篇第一篇:结构力学实验报告1结构力学实验报告结构力学实验报告班级 12土木2班姓名学号结构力学实验报告实验报告一实验名称在求解器中输入平面结构体系一实验目的1、了解如何在求解器中输入结构体系2、学习并掌握计算模型的交互式输入方法;3、建立任意体系的计算模型并做几何组成分析;4、计算平面静定结构的内力。

二实验仪器计算机,软件:结构力学求解器三实验步骤图2-4-3 是刚结点的连接示例,其中图2-4-3a 中定义了一个虚拟刚结点和杆端的连接码;各个杆端与虚拟刚结点连接后成为图2-4-3b 的形式,去除虚拟刚结点后的效果为图2-4-3c 所示的刚结点;求解器中显示的是最后的图2-4-3c。

图2-4-4 是组合结点的连接示例,同理,无需重复。

铰结点是最常见的结点之一,其连接示例在图2-4-5 中给出。

这里,共有四种连接方式,都等效于图2-4-5e 中的铰结点,通常采用图2-4-5a 所示方式即可。

值得一提的是,如果将三个杆件固定住,图2-4-5b~d 中的虚拟刚结点也随之被固定不动,而图2-4-5a 中的虚拟刚结点仍然存在一个转动自由度,可以绕结点自由转动。

这是一种结点转动机构,在求解器中会自动将其排除不计①。

结点机构实际上也潜存于经典的结构力学之中,如将一个集中力矩加在铰结点上,便可以理解为加在了结点机构上(犹如加在可自由转动的销钉上),是无意义的。

综上所述,求解器中单元对话框中的“连接方式”是指各杆端与虚拟刚结点的连接方式,而不是杆件之间的连接方式。

这样,各杆件通过虚拟刚结点这一中介再和其他杆件间接地连接。

这种处理的好处是可以避免结点的重复编码(如本书中矩阵位移法中所介绍的),同时可以方便地构造各种结构力学实验报告复杂的组合结点。

另外,在定义位移约束时,结点处的支座约束也是首先加在虚拟刚结点上,再通过虚拟刚结点施加给其他相关的杆端。

N,1,0,0 解输入后的结构如图2-4-6b所示,N,2,0,1 命令数据文档如下,其中左边和右N,3,1,1 边分别为中、英文关键词命令数据N,4,1,0 文档。

结构力学实习报告

结构力学实习报告

实习报告:结构力学实习一、实习目的与要求本次实习的主要目的是让我们更好地理解结构力学的基本概念、原理和方法,并将所学知识应用到实际工程中。

通过实习,要求我们能够掌握结构力学的实验方法和技巧,提高实验操作能力和分析问题的能力。

二、实习内容与过程在实习期间,我们进行了多个结构力学实验,包括材料力学性能实验、结构受力性能实验和结构稳定性实验等。

下面分别介绍几个实验的内容和过程。

1. 材料力学性能实验该实验主要让我们了解不同材料的力学性能,包括弹性模量、屈服强度和抗拉强度等。

实验过程中,我们学会了如何正确使用实验设备,如压力机、万能试验机等,并掌握了实验数据的采集和处理方法。

2. 结构受力性能实验这个实验主要让我们了解结构在受力时的性能,包括梁的弯曲、剪切和扭转等。

实验过程中,我们通过实际操作,观察了不同受力状态下结构的变形和应力分布,并学会了如何根据实验数据判断结构的受力性能。

3. 结构稳定性实验该实验主要让我们了解结构的稳定性,包括压杆稳定性和梁的稳定性等。

实验过程中,我们通过实际操作,观察了不同条件下结构的稳定性,并学会了如何根据实验数据判断结构的稳定性。

三、实习收获与体会通过这次实习,我对结构力学的基本概念、原理和方法有了更深入的理解,并学会了如何将所学知识应用到实际工程中。

同时,我在实验操作能力和分析问题的能力上也得到了很大的提高。

实习期间,我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。

在实验过程中,我们不仅要掌握实验方法和技巧,还要灵活运用所学理论知识,才能更好地解决问题。

此外,团队合作和互相学习也是实习过程中非常重要的一部分。

在实验过程中,我们不仅要与同学们积极合作,共同完成实验任务,还要互相学习,共同提高。

四、实习总结通过这次结构力学实习,我对结构力学有了更深入的了解,并取得了丰硕的成果。

在今后的学习和工作中,我将继续努力将所学知识应用到实际工程中,为我国的建设事业贡献自己的力量。

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索结构力学是工程学和土木工程专业的一门重要课程,它是建筑、桥梁、道路等建筑物和设施的设计和施工的基础。

传统的结构力学教学往往过分强调理论知识和计算方法,缺乏趣味性和应用性,导致学生对这门课程产生抵触情绪,甚至产生学习动力不足的问题。

结构力学教学需要进行改革,注重培养学生的兴趣和动手能力,提高教学的趣味性和应用性,使学生能够更好地掌握和应用所学知识。

一、注重实践操作和案例分析传统的结构力学教学往往注重理论知识和计算方法,缺乏实践操作和案例分析。

为了改变这种情况,我们引入了大量的实践操作环节和案例分析任务。

在实验课上,学生通过搭建模型、进行材料测试和结构加载实验等活动,加深对结构力学知识的理解和掌握。

在案例分析环节,我们选取了一些真实工程案例,让学生通过分析解决实际问题的流程和方法,培养他们的应用能力和创新思维。

通过这些实践操作和案例分析,学生能够更好地理解结构力学理论知识的应用和实用性,提高学习的趣味性和动手能力。

二、引入趣味性教学元素为了提高结构力学教学的趣味性,我们引入了一些趣味性教学元素,如视频资料、互动游戏和趣味实验等。

通过播放有趣的视频资料,激发学生的学习兴趣和好奇心,让他们在趣味中获取知识。

在互动游戏环节,我们设计了结构力学知识竞赛、模拟设计比赛等活动,让学生在竞争中学习、在游戏中体会结构力学的魅力。

我们还组织了一些趣味实验,如悬臂梁挠曲实验、桥梁模型承载实验等,让学生亲自动手搭建、操作,体验结构力学知识的奇妙和神奇,从而激发他们学习的热情和兴趣。

三、注重跨学科知识融合为了提高结构力学教学的应用性,我们注重跨学科知识的融合,将结构力学与工程设计、材料力学、建筑设计等相关学科知识相结合,拓展学生的应用视野。

在校内,我们组织了跨学科知识讲座和学术研讨会,邀请相关领域的专家学者为学生介绍结构力学在工程设计中的应用和实践。

在校外,我们组织了一些实地考察和工程实践活动,让学生走进施工现场、亲自感受结构力学知识在实际工程中的应用和作用。

结构力学认识实习

结构力学认识实习

结构力学认识实习心得体会阳光明媚的星期天上午,我们土木学院2008级的学生们开始了结构力学的认识实习。

早上九点,我们在学校的光谷体育馆汇合,说起光谷体育馆,从外表看去,它就像图片里似的如半圆形的桶装物,这使得它在全国众多体育馆中也属于设计比较特别的一个了,从外表看上去还不是很清楚它是什么结构形式,作为一个土木人我自己都觉得很是不好意思。

进入到光谷体育馆里面才感觉到,它的庞大,才知道原来它总建筑面积达26758平方米,就主赛馆的尺寸为40m*70m,并且从四面看过去没有见到房子中承重的柱子,只有顶上方的7根钢拱,这样显得整个体育馆更加宏伟了,听老师的讲解以及自己在平时的课程中所学知识,这种拱形结构是很适合类似于体育馆这样的大跨度构架的建筑物的。

拱相对于梁的优势在于:在竖向荷载作用下,拱有推力而梁没有水平反力,正是由于推力的存在使拱截面上的弯矩比简支梁的弯矩小很多,弯矩的降低是拱能更充分地发挥材料的作用。

并且从应力的角度来考虑,当梁受竖向荷载时,在梁的跨中弯矩是最大的,产生的拉应力很大,所用材料的承载力必须大于这个值,而在其它地方会使材料大部分浪费,那里的应力离跨中处的应力相差很多,但材料用的一样的,浪费了材料的性能。

对于拱,弯矩很小,并且压力在整个拱中的分布也相对均匀,使得拱中存在的是压应力,并且各个截面的压应力相差不大,这样使得各个截面的材料性能都得到利用。

从材料的角度来分析,一般工程材料的抗压性能好于材料的抗拉性能,混凝土和钢筋都是如此,故拱的形式对于大跨度的结构物更好。

不过拱也不一定就没有一点缺点了,拱结构形式虽产生的弯矩很小,不过拱会产生很大的横向推力,这样对于地基的抗横向力要求就很高如图,故地基就需要做的很厚,必要时也需要对埋入地底的拱基座处进行处理。

并且从书上所学内容,这种横向力取决于高跨比,拱做的越高,推力就越小。

细看单个拱结构,发现它并不仅仅是由一条钢筋就直接构造的。

而是一种组合结构,呈三角形的分布,三根较粗的应该是主要承力构件,而中间那些细小的钢筋似桁架连接在主筋之间,分析知这种钢筋仅受轴向力,相对于结构来说也仅起构造作用,并不真正承受主力。

结构力学实习报告

结构力学实习报告

结构力学实习报告 Prepared on 22 November 2020结构力学实习报告道桥0802班姓名:张冲这周日我们在江老师和叶老师的带领下参加了一次结构力学的参观实习,这次实习的内容主要是华中科技大学光谷体育馆和湖北省中医院后面的建设大楼。

9点钟我们准时到了光谷体育馆,一进入体育馆,最特别的是屋顶是框架钢结构,由于三角形钢架的轻型钢结构体系。

这种式具有耗多量少、制作安装方便、施工速度快、地地基承载力要求不高及适用范围广等优点。

具有稳定性。

随后在叶老师的带领下我们出了体育馆,开始观察体育馆主要的大型拱结构。

拱型屋面始于国外,九十年代初进入我国,其特点是可以满足不同跨度需求,无梁无柱无檩,仅以高强度彩钢板轧制成带肋拱型,经机械咬合成整体。

其主要建筑特点为:大跨度:4m-48m任意选择。

低造价:无梁无檩,空间开阔,投资少,经济实惠,仅相当于钢结构的2/3,且跨度越大,相比造价越低。

工期短:每天可以建造1000m2面积。

耐用性好:彩色镀锌钢板,高速机械咬合锁边,自然防水,绝无渗漏,使用年限超过30年。

自重轻,可降低总体建设成本,提高综合经济效益。

抗风抗雪载:可以抵抗时速160km/h强风,可以承受148kg/m2的雪载。

功能齐:屋面板梁合一,集保温、隔热、通风、采光等多种功能。

华科体育馆与普通的体育馆不同采用了钢结构,跨度相当大,四面不需要支点,采用了钢结构,加大了受力平衡的难度,也使整个体育馆显得更美观,更实用。

整个体育馆耗资金1。

5亿,占地2。

678万平方公里,高87。

5米,体育馆内有固定座椅3999个,两面分别有LED的显示屏,一面是彩色的,另一面是双基色的,整个体育馆安装了自动喷淋系统,以防止火灾,对于这个体育馆而言,就特别的莫过于了楼盖,整个“屋顶”面层层煤的铝合金,同形菅状,便于通风和保暖。

在楼盖中,还留下了一定的空隙,利于采光,体育馆用了专用的运动木地板,提高了运动场的磨擦性和弹跳性。

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索随着社会的发展,教育也在不断地改革和创新。

在工程领域,结构力学是一个重要的理论课程,学生在学习结构力学的过程中,需要掌握相关的基本原理和方法,但传统的结构力学教学往往显得枯燥乏味,缺乏趣味性和应用性。

为了提高教学质量和学生的学习积极性,需要进行结构力学教学的改革探索,使之既具有趣味性又具有应用性。

一、改革前的问题传统的结构力学教学大多以理论为主,课堂上老师讲解,学生听讲,缺少实践环节和趣味性。

学生学习兴趣不高,容易产生枯燥乏味的感觉,导致学习效果不佳。

传统的结构力学教学缺乏足够的应用性,学生学完相关知识后很难将其应用到实际工程中。

这种情况不利于学生的综合能力培养和实际应用能力的提高。

1. 创设趣味性的教学环境为了提高结构力学的趣味性,可以通过教学形式的改变和多媒体教学手段的运用来创设趣味性的教学环境。

可以结合实际工程案例,运用动画、视频等多媒体手段,直观地展示结构在受力时的变形和破坏过程,引导学生主动思考、积极参与。

可以注重教学用语的形象生动,采用幽默风趣的语言,增加趣味性,吸引学生的注意力,使学生在轻松愉快的氛围中学习结构力学。

2. 加强实践教学环节为了增加结构力学教学的应用性,需要加强实践教学环节。

可以通过实验教学和工程案例分析等方式,让学生参与到实际的结构受力和设计中去,让学生亲身体验和实践,加深他们对理论知识的理解和掌握,同时提高学生的实际应用能力。

可以组织学生到实验室进行受力实验,让他们亲自操作实验设备,观察实验现象,进行数据处理和分析,从而加深他们对结构力学理论的理解。

可以结合实际工程案例进行分析,引导学生将理论知识应用到实际工程中去,培养学生的工程设计能力。

3. 引入项目式学习4. 加强与产业的对接三、改革后的效果通过趣味性和应用性的结构力学教学改革探索,可以提高学生的学习兴趣和学习积极性,激发学生的学习激情,增加学生对结构力学的理解和掌握程度。

结构力学心得体会

结构力学心得体会

结构力学心得体会结构力学是一门重要的工程力学科目,通过学习和掌握结构力学的理论知识和应用技巧,可以帮助我们理解和分析各种结构的受力和变形特性,从而为工程设计和施工提供科学依据。

在学习结构力学的过程中,我结合课堂学习和实践实验,深入探究了结构的受力原理和力学行为,积累了一些心得体会。

首先,在学习结构力学的过程中,我深刻理解了结构受力原理的重要性。

结构受力原理是结构力学的基础,了解和掌握受力原理可以帮助我们准确地计算和分析结构的受力情况。

通过学习受力原理,我明白了结构中各个部位的受力特点和作用,了解了力的平衡条件和力的分析方法,学会了使用受力方法解决结构静力学问题。

同时,学习受力原理还能帮助我们预测和避免结构的失稳和破坏,提高结构的整体安全性。

其次,在学习结构力学的过程中,我进一步认识到了结构的变形行为和变形控制的重要性。

结构的变形是结构力学研究的重要内容,通过学习和掌握结构变形的原因和规律,可以帮助我们预测和控制结构的变形情况。

了解结构变形的影响因素和计算方法,可以有效地控制结构的变形量和变形速度,保证结构的正常使用和安全稳定。

在学习过程中,我学会了使用受力方法和变形方法相结合的方式,综合考虑结构的受力和变形情况,进行综合分析和评估。

通过实验实践,我也深刻体会到了结构的变形特点和实际工程中的变形控制方法。

再次,在学习结构力学的过程中,我逐渐培养了工程思维和解决实际问题的能力。

结构力学是应用性很强的学科,学习过程中需要结合实际问题和工程实践进行思考和分析。

在实践中,我逐渐培养了审视问题的能力,通过采用分析方法和计算手段,将抽象的理论知识转化为具体的问题解决方法。

同时,我也学会了运用工程经验和常识,合理假设和简化问题,提高问题的可解性和实际可行性。

通过实验实践,我进一步掌握了使用数值模拟软件和实验测试手段,分析和评估结构受力和变形的能力。

最后,结构力学的学习还培养了我良好的分析和解决问题的能力,提高了我的工程素质和综合能力。

结构力学心得体会范文(2篇)

结构力学心得体会范文(2篇)

结构力学心得体会范文结构力学是工程学的重要基础学科之一,它研究物体在受力作用下的变形和破坏规律。

作为一门理论与实践相结合的学科,结构力学的学习和应用对于工程专业的学生来说是非常重要的。

在学习过程中我获得了很多心得体会,以下是我对结构力学的理解和体会。

首先,结构力学是一门理论与实践相结合的学科。

在课堂上,我们学习了结构力学的基本理论和公式,掌握了求解结构受力和变形的方法。

然而,这些理论和方法只是一个工具,真正的应用是在实际工程项目中。

通过实验和实例的学习,我们能够将理论与实践相结合,理解和应用结构力学的知识。

例如,在进行结构设计时,我们需要考虑到结构材料的力学性能、受力情况和承载能力等因素,通过结构力学的方法对结构进行分析和计算,确保结构的安全可靠。

因此,在学习结构力学时,我们不能只停留在纸面上,更要注重实践和应用。

其次,结构力学的学习需要不断实践和思考。

结构力学是一门较为抽象和复杂的学科,它需要我们具备良好的数学基础和逻辑思维能力。

在学习过程中,我们需要进行大量的计算和推导,通过实践和思考来深化对结构力学的理解。

例如,在学习杆件受力分析时,我们需要运用静力平衡和力的平行四边形法则等基本理论,并进行复杂的受力分析和计算。

通过大量的练习和思考,我们能够逐步掌握结构力学的方法和技巧,提高解决问题的能力。

因此,在学习结构力学时,我们不能只停留在理论上,更要进行实践和思考,不断提高自己的能力。

此外,结构力学的学习需要团队合作和交流。

结构力学是一个综合性学科,它涉及到多个学科的知识和技术。

在进行工程设计和计算时,我们需要和其他专业的工程师进行合作和交流,共同解决问题。

例如,在进行结构设计时,我们需要和土木工程师、电气工程师和机械工程师等进行合作,共同研究和讨论结构的受力和变形情况。

通过团队合作和交流,我们能够充分发挥各个专业的优势,提高解决问题的效率和质量。

因此,在学习结构力学时,我们需要注重团队合作和交流,培养良好的合作意识和沟通能力。

2024年结构力学心得体会范本(三篇)

2024年结构力学心得体会范本(三篇)

2024年结构力学心得体会范本结构力学是一门广泛应用于建筑、桥梁、机械等工程领域的学科,它研究和分析结构的力学性能、稳定性和安全性。

在我学习结构力学过程中,我深刻体会到了它的重要性和应用价值。

通过课堂学习和实践操作,我掌握了一些基本原理和分析方法,并且在实践中运用这些知识解决了一些问题。

在此我将总结我学习结构力学的体会和心得,以期对未来的学习和实践提供一些启示。

首先,结构力学是一门理论与实践相结合的学科。

在课堂上,我们学习了许多结构力学的理论知识和分析方法,例如力的平衡、应力与应变、弹性力学等。

通过学习这些理论,我们可以理解结构的载荷和力的作用方式,并可以进行力的分析和计算。

然而,理论只是抽象的模型和假设,并不能直接应用于实际工程。

因此,在课程中,我们还进行了一些实验和实践操作,例如模拟各种力的作用、测试材料的性能等等。

通过实践,我们可以验证并实际应用所学的理论知识,提高自己的分析和解决问题的能力。

因此,在学习结构力学过程中,理论和实践是相互促进、相辅相成的,只有将二者结合起来才能真正理解和掌握这门学科。

其次,结构力学需要有严谨的思维和细致的分析。

结构力学是一门涉及复杂的力学和数学问题的学科。

在实际应用中,我们需要通过建立数学模型和假设,分析结构的受力情况和变形特征。

这需要我们具备良好的数学基础和逻辑思维能力。

在解决问题时,我们需要有严谨的思考和分析能力,不能够草率行事。

一旦出现错误的假设或计算,将会导致错误的结果。

因此,在学习结构力学过程中,我们需要培养自己的严谨性和细致性,保持良好的思维方式和分析能力。

再次,结构力学需要灵活运用知识和方法。

在实际工程中,结构的形式和受力情况各不相同,因此,我们需要根据具体问题灵活选择合适的解决方法和计算手段。

在课程中,我们学习了多种经典的解决方法,例如静力学方法、弹性力学方法等,但这并不意味着我们只能死板地应用这些方法。

在实际工程中,我们需要根据问题的实际情况灵活运用多种方法,甚至可以开拓新的解决思路。

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索

体现趣味性和应用性的结构力学教学改革探索贺丽丽(天津大学仁爱学院天津301636)摘要为了适应地方普通本科院校的教育转型,为了拓展专业知识和提高应用能力,进行了较少学时下土木工程专业体现趣味性和应用性的结构力学教学改革,改革主要从五个方面的进行了探索。

最后,根据试点班级的反馈的信息,及时更新教学内容,改进教学方法,使之更符合应用型人才培养的教学目标与时代的要求。

关键词地方本科结构力学趣味性应用性教学改革中图分类号:G642文献标识码:A在教育部、国家发展改革委、财政部联合出台《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》精神的指导下,为了适应院校教育转型,我校重新修订了教学培养计划,土木专业《结构力学A》授课学时由80学时减少为64学时,使得学时少内容多的矛盾更加突出。

众所周知,结构力学作为土木专业重要的专业基础课,在学生的专业学习中起着承上启下的关键作用,学好结构力学至关重要。

因此正确认识并解决教与学过程中存在主要问题是关键。

多年教学经验中总结出如下六个主要问题:传统的单一教学模式下,学生对学习《结构力学》大都存在畏难情绪,学习仅停留在被动接受上;对作为《结构力学》重要基础的《理论力学》和《材料力学》一知半解;每年考前背题记答案等机械性应付现象频出,且卷面不及格率居高不下;考研的学生对历年结构力学部分的题目感到困惑,无从下手;部分学生在后续专业课程的学习过程中,不能灵活运用结构力学基本方法来分析问题,学以致用的能力有待加强;师生间缺乏足够的互动。

为了切实解决或缓解教与学过程中的主要问题,为了夯实结构力学基础知识,拓展专业知识和应用能力,为了实现应用型人才培养目标,教学改革改革势在必行。

兴趣是最好的老师,改革旨在结构力学课程趣味性和应用性方面下功夫,实现向多样化的教学模式的转变,以增强学生学习结构力学的兴趣,培养具备扎实力学基础的“现场工程师”。

针对结构力学课程教学中的主要问题,进行了五个方面的改革探索。

2024年结构力学心得体会(2篇)

2024年结构力学心得体会(2篇)

2024年结构力学心得体会本学期结构力学的课程已经接近尾声。

主要是三部分内容,即渐近法、矩阵位移法和平面刚架静力分析的程序设计。

通过为期八周的理论课学习和六次的上机课程设计,我收获颇丰。

而对结构力学半年的学习,也让我对这门学科有了很大的认识。

结构力学是力学的分支,它主要研究工程结构受力和传力的规律以及如何进行结构优化的学科。

工程力学是机械类工种的一门重要的技术基础课,许多工程实践都离不开工程力学,工程力学又和其它一些后绪课程及实习课有紧密的联系。

所以,工程力学是掌握专业知识和技能不可缺少的一门重要课程。

首先,渐近法的核心是力矩分配法。

计算超静定刚架,不论采用力法或位移法,都要组成和验算典型方程,当未知量较多时,解算联立方程比较复杂,力矩分配法就是为了计算简洁而得到的捷径,它是位移法演变而来的一种结构计算方法。

其物理概念生动形象,每轮计算又是按同一步骤重复进行,进而易于掌握,适合手算,并可不经过计算节点位移而直接求得杆端弯矩,在结构设计中被广泛应用,是我们应该掌握的基本技能。

本章要求我们能够熟练得运用力矩分配法对钢架结构进行力矩分配和传递,然后计算出杆端最后的弯矩,画出钢架弯矩图。

其次,与上一学期所学的力法和位移法那些传统的结构力学基本方法相比,本学期所学的矩阵位移法是通过与计算机相结合,解决力法和位移法不能解决的结构分析题。

其核心是杆系结构的矩阵分析,主要包括两部分内容,即单元分析和整体分析。

矩阵位移法的程序简单并且通用性强,所以应用最广,也是我们本学期学习的重点和难点。

本章要求我们掌握单位的刚度方程并且明白单位矩阵中每一个元素的物理意义,可以熟练的进行坐标转换,最为重要的是能够利用矩阵位移法进行计算。

最后,是平面钢架静力分析的程序设计。

其核心是如何把矩阵分析的过程变成计算机的计算程序,实现计算机的自动计算。

我们所学的是一种新的程序设计方法—pad软件设计方法,它的程序设计包括四步:1、把计算过程模块化,给出总体程序结构的pad设计;2、主程序的pad设计;3、子程序的pad设计;4、根据主程序和子程序的pad设计,用程序语言编写计算程序。

结构力学课程设计实验心得

结构力学课程设计实验心得

结构力学课程设计实验心得一、课程目标知识目标:1. 理解结构力学的基本概念,掌握结构力学的基本原理;2. 学会运用结构力学的分析方法,对简单结构进行受力分析和计算;3. 掌握结构力学实验的基本步骤和操作方法,能够运用实验数据验证理论分析结果。

技能目标:1. 能够运用结构力学知识解决实际问题,具备一定的结构分析和设计能力;2. 通过实验操作,培养动手能力和团队协作能力;3. 提高运用专业软件进行结构力学分析的计算能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对结构力学的兴趣,激发学习热情,形成积极向上的学习态度;2. 培养学生的创新精神和实践能力,使其具备探索未知、勇于挑战的品质;3. 增强学生的安全意识,培养严谨的科学态度和良好的实验习惯。

分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在使学生在掌握结构力学基本知识的基础上,通过实验实践,提高学生的理论联系实际的能力。

课程目标分解为具体学习成果,包括:理论分析报告、实验操作演示、结构设计作品等,以便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 结构力学基本概念:结构、构件、受力分析、应力、应变等;2. 结构力学分析方法:静力平衡、位移法、力法、能量法等;3. 结构力学实验:实验原理、实验设备、实验步骤、数据处理;4. 结构设计:简单结构设计、结构优化、设计规范;5. 结构力学应用案例:桥梁、建筑、塔架等典型结构分析。

教学大纲安排如下:第一周:结构力学基本概念;第二周:结构力学分析方法(静力平衡、位移法);第三周:结构力学分析方法(力法、能量法);第四周:结构力学实验原理及设备;第五周:结构力学实验操作及数据处理;第六周:结构设计及优化;第七周:结构力学应用案例及讨论。

教学内容依据教材相关章节进行组织,确保科学性和系统性。

教学内容涵盖理论知识和实践操作,注重培养学生的实际应用能力。

教学进度适中,使学生能够充分消化吸收所学知识。

三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1. 讲授法:通过生动的语言、形象的比喻和具体的案例,讲解结构力学的基本概念、原理和方法。

趣味结构力学——探索与实践

趣味结构力学——探索与实践

•趣味结构力学——探索与实践东南大学单建1 学习需要趣味图1 孔子图2 爱因斯坦图3 陈省身学习需要趣味。

孔子(图1)说:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。

”爱因斯坦(图2)说:“兴趣是最好的老师。

”已故数学大师陈省身(图3)在被问到他为什么要把数学当作自己终身的事业时,回答得十分简单、可爱而又发人深省——因为数学“好玩”。

“好玩”者,有趣也。

研究一门学问或者学习一门课程,能否从中发现并获得乐趣,效果大不相同。

• 2 结构力学好玩吗?对于土木工程专业的学生来说,结构力学是一门十分重要,又相当难学的课程。

作者曾在课堂上谈到结构力学的趣味性问题,说“结构力学可能是你们在大学阶段最有趣味的课程之一”,结果非但没有引起如期的共鸣,反倒是有学生在下面窃窃私语,掩口而笑,似乎老师的话乃是诳语。

就在那一刻,作者产生了写一本《趣味结构力学》的冲动。

其实,结构力学不但有趣,而且相当有趣。

这是作者从多年的结构力学教学实践中获得的体会之一。

结构力学的趣味性来自于其研究思路的逻辑性、研究内容的系统性、研究对象和方法的多样性和它贴近工程的实践性。

逻辑性,故能引人入胜,使人乐此不疲;系统性,故能举一反三,时时温故知新;多样性,故能灵活运用,感到乐在其中;实践性,易于触类旁通,趣味层出不穷。

总之,结构力学的“趣”是和蕴含于其中的“道”联系在一起的。

学好结构力学,既能积累知识,又能启发心智、锻炼思维,开拓视野、提高能力,从而为今后的学习和工作打下良好的基础。

3 结构力学教师的责任能否收到上面所说的效果,重要的问题是“怎样教”和“怎样学”。

一门有趣的课程,不见得人人都觉得有趣,学生如此,教师未必不如此。

其中,教师是主导方面。

如果教师不能把课程的趣味性挖掘出来,在教学中有意识地加以阐发和利用,去激发、调动学生的学习兴趣,学生自己是很难去发现其中的趣味的。

教师干巴巴地教,学生苦巴巴地学,再有趣的课程也教不好、学不好。

质言之,结构力学教师的责任是:挖掘趣味性;引导学生“好之”、“乐之”;在“传道、授业、解惑”的过程中培养学生的学习能力和钻研精神。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

•趣味结构力学——探索与实践东南大学单建1 学习需要趣味图1 孔子图2 爱因斯坦图3 陈省身学习需要趣味。

孔子(图1)说:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。

”爱因斯坦(图2)说:“兴趣是最好的老师。

”已故数学大师陈省身(图3)在被问到他为什么要把数学当作自己终身的事业时,回答得十分简单、可爱而又发人深省——因为数学“好玩”。

“好玩”者,有趣也。

研究一门学问或者学习一门课程,能否从中发现并获得乐趣,效果大不相同。

• 2 结构力学好玩吗?对于土木工程专业的学生来说,结构力学是一门十分重要,又相当难学的课程。

作者曾在课堂上谈到结构力学的趣味性问题,说“结构力学可能是你们在大学阶段最有趣味的课程之一”,结果非但没有引起如期的共鸣,反倒是有学生在下面窃窃私语,掩口而笑,似乎老师的话乃是诳语。

就在那一刻,作者产生了写一本《趣味结构力学》的冲动。

其实,结构力学不但有趣,而且相当有趣。

这是作者从多年的结构力学教学实践中获得的体会之一。

结构力学的趣味性来自于其研究思路的逻辑性、研究内容的系统性、研究对象和方法的多样性和它贴近工程的实践性。

逻辑性,故能引人入胜,使人乐此不疲;系统性,故能举一反三,时时温故知新;多样性,故能灵活运用,感到乐在其中;实践性,易于触类旁通,趣味层出不穷。

总之,结构力学的“趣”是和蕴含于其中的“道”联系在一起的。

学好结构力学,既能积累知识,又能启发心智、锻炼思维,开拓视野、提高能力,从而为今后的学习和工作打下良好的基础。

3 结构力学教师的责任能否收到上面所说的效果,重要的问题是“怎样教”和“怎样学”。

一门有趣的课程,不见得人人都觉得有趣,学生如此,教师未必不如此。

其中,教师是主导方面。

如果教师不能把课程的趣味性挖掘出来,在教学中有意识地加以阐发和利用,去激发、调动学生的学习兴趣,学生自己是很难去发现其中的趣味的。

教师干巴巴地教,学生苦巴巴地学,再有趣的课程也教不好、学不好。

质言之,结构力学教师的责任是:挖掘趣味性;引导学生“好之”、“乐之”;在“传道、授业、解惑”的过程中培养学生的学习能力和钻研精神。

然而现实情况是:不少教师仅仅以使学生“知之”为目标,而很少去引导他们“好之”、“乐之”,结果往往是学生连“知之”的要求也做不到。

在结构力学的趣味性教学方面,作者的老师龙驭球先生堪称典范。

龙先生在他的《结构力学教程》中大讲“方法论”,不仅授业、解惑,更注重传道。

在“传道”时,他旁征博引,妙趣横生,引用诸葛亮、尼采、钱钟书、郑板桥、齐白石、孔子、苏东坡等中外古今名人的论述,使读者感到结构力学决不是什么“枯燥无味”的学问。

书中的语言生动,言简意赅:郑板桥的一副对联“删繁就简三秋树,领异标新二月花”,深刻地阐明了“学习”和“创新”的道理;“手算怕繁,电算怕乱”八个字,形象地总结了“手算”与“电算”两者的特点和区别……4 《趣味结构力学》六题(新)基于以上认识,作者近几年来在结构力学教学以及相关的科研乃至日常生活中对于“结构力学”和“趣味”的结合给予了特别的留意,积累、搜集了一定数量的素材,写成了《趣味结构力学》一书。

本书的目的很简单,就是使读者觉得结构力学确实有点“好玩”,从而对结构力学“教”与“学”两个方面的趣味性起到一定的促进作用。

它的部分内容曾在2006年教育部高校力学教学指导委员会结构力学及弹性力学指导小组工作会议上作过报告,题目是“《趣味结构力学》六题”,这里不再重复;下面是“新六题”。

4-1 形形色色的“链杆”链杆就是仅在两端与结构的其余部分铰接的杆件。

链杆可长可短,如图4所示;链杆可以是直杆,也可以是折杆、曲杆,图5中的折杆1和4、图6中的曲杆1和3都是链杆,它们的作用可以用图中虚线所示的直杆代替。

图 4 链杆可长可短图 5 折链杆图6 曲链杆在几何组成分析中,地基通常被当成“刚片”看待,但地基有时也可以当成链杆。

图7所示的体系,如果将地基看成链杆,如图中的虚线所示,就很容易用“三刚片规则”分析,得出“几何瞬变”的结论。

这里地基之所以能够当成链杆,是因为它符合链杆的基本要求,即仅在两点与结构的其余部分铰接。

图7 地基也能当链杆•4-2 瞬变,还是常变?关于瞬变体系和常变体系,常见的定义是:•常变体系是“可发生大量(或有限量)运动”的体系;•瞬变体系是“只能发生微小运动”且“微小运动后几何不变”的体系。

这两个定义存在着不明确之处,例如“大量”和“微小”的界限就很不清楚。

不少作者针对这一问题提出了改进的建议。

下面是由于上述定义不明确而导致“悖论”的一个例子。

图8a所示的体系显然是不能发生大量运动的,因此根据上述定义,它不是常变体系。

它的一种运动形式如图8b所示,按这一形式发生微小运动后,它并没有成为几何不变体系;这时它虽不能按原来的形式继续运动,但仍可通过微小运动变成其它形式,如图8c 所示;而图8c也不是什么“终极”状态,运动仍然可以按其它形式继续发生。

由此观之,图8a所示的体系也不是瞬变体系。

事实上,体系的计算自由度W= 1,这是体系无论怎样运动也不会改变的,因此它永远不会成为几何不变体系。

图8 瞬变,还是常变?以上例子说明:常变或瞬变的本质区别,不在机构运动量的大小,而在转变为不变体系的可能性是否存在。

“常变”就是“始终能变”。

常变体系“大量运动”的定义仅适用于只有一个机构位移模态的体系,而图8中的体系具有两个机构位移模态,它可以通过微小运动在不同模态及其组合形式之间不断“切换”。

4-3 直觉弄人对于研究者来说,敏锐的直觉是很宝贵的。

然而,有时直觉也会捉弄或误导我们,因而我们不能过分相信自己的直觉,甚至不能过分相信自己的眼睛。

图9是眼睛不能相信的两个例子。

在图9a中,两个梯形的上底长度相等,但看起来却是上边的那个长些;图9b 中梯形的上底长度好像长于下底的三分之一,其实两者也是等长的。

图9 眼睛不可信之二例图10 “跷跷板”的平衡结构力学中也有类似的例子。

图10a所示结构,利用静定结构的性质容易判断AB杆的内力为零,其弯矩图如图10b 所示,一般都不会画错。

但有人偏要这样想:如果移去AB杆,则BD杆在荷载作用下会发生图10c所示的变形,B端将会下降;而AB杆要限制这种变形,它会因BD杆的反作用而向下弯曲。

AB杆怎么会没有弯矩呢?以上困惑源自“错觉”。

第一,它将“平衡”和“对称”不必要地捆在了一起;第二,它混淆了“结构”和“机构”的概念。

如果移去AB杆,则BD杆在荷载作用下可在任意位置实现平衡(随遇平衡),如同一个跷跷板;它成了一个机构,在不同平衡位置之间转换不需要外力,因此AB杆不受力,也不会变形。

事实上,图10a所示结构的变形如图10d所示,其中B点不动而D点的位移是图10c中D点位移的两倍。

再举一个例子。

图11a中,CF杆受拉还是受压?这是个定性分析问题,根据“隔离体平衡法”可以判断CF杆受拉,如图11b所示。

但如果凭“直觉”,则容易得出相反的结论。

图11 CF杆受拉还是受压?有人想:如果没有CF杆,AD杆将发生图12a所示的弯曲。

CF杆要抵抗这一变形倾向,因此很显然:CF杆受压!然而实际情况是:如果没有CF杆,结构将变成机构,相应的机构位移如图12b所示,C、F间的距离将增大。

CF杆要抵抗这一变形倾向,因此同样很显然:CF杆受拉!图12 两种直觉从以上两个例子可见,人们之所以会被直觉所欺骗,之所以会产生错觉,往往与自己的“思维定势”有关,与某种“经验”的不假思索的推广有关。

为了获得真正可靠的、有益的直觉,必须在加强“三基”(基本概念、基本原理、基本方法)上多下功夫。

4-4 定性分析又一例定性结构力学或概念结构力学正在引起结构力学同人的广泛重视。

上面的第二个问题可作为定性分析的一个例子。

下面再贡献一个例子。

图13a所示的桁架中,各杆EA≠∞;问:BC杆是拉杆、压杆还是零杆?这个桁架是超静定的,题目没有给出各杆的长度和相对刚度,因此如果进行定量计算,条件是不够的,但这并不妨碍我们对它的杆件的受力情况作定性判断。

定性判断的一个思路是用力法。

切断BC杆,采用图13b所示的基本体系,容易判断基本结构在荷载作用下只有BD杆受压,而在单位多余力作用下,BD杆也受压。

因为EA≠∞,所以;而总是正的,所以,BC杆是压杆。

图13 BC杆受拉还是受压?本题还可以用更直接了当的方法来回答。

因为原结构中BD杆总是受压而它的EA≠∞,所以BD两点的距离将缩短,将BD杆连同它所承担的一部分荷载移去,得到的静定结构如图13c所示,显然BC杆是压杆。

4-5 随心所欲的刚度杆件截面的抗弯刚度EI和极限弯矩M u有何关系?回答是两者并无确定关系,它们不但不成比例,甚至可能EI大的截面M u反而小。

图14 求极限荷载的例题在求极限荷载的问题中,一般都只给出结构各部分的极限弯矩,而不给出抗弯刚度,因为第一,用平衡法或虚功法求极限荷载,只需要知道结构各部分的极限弯矩,不需要知道抗弯刚度;第二,用增量变刚度法求极限荷载,在结构变为静定之前的每个阶段都需要给出结构各部分抗弯刚度的相对值,但是抗弯刚度(包括结点刚度)可任意假设并且可以分阶段采用不同的相对刚度,这样只影响计算过程,不影响最终结果。

弄清楚了上面的第二点并且运用得当,在用增量变刚度法求极限荷载时可以收到简化计算的效果。

例如求图14所示刚架的极限荷载,图15 随心所欲的刚度可以采用以下步骤:1)弹性阶段。

设结点B、D的刚度为0,即设这两个结点为铰结点,求得F P1= 2 M u / l,本阶段结束,在支座A、E各形成一个塑性铰,如图15a所示;2)两个塑性铰阶段,设柱 EI≠∞,梁EI=∞,求得荷载增量ΔF P2 = M u / l,结点C形成第三个塑性铰,如图15b所示;3)三个塑性铰阶段,结构静定,荷载增量ΔF P3 = 0.5 M u / l,结点D形成第四个塑性铰,如图15c所示;4)将以上三步的荷载增量相加,得极限荷载F Pu = 3.5 M u / l,极限状态下的弯矩图如图15d所示。

在以上过程中,由于灵活假定结构各部分的相对刚度,特别是假定结构某些部分的刚度或为零、或为无穷大,计算比较简单。

4-6 飘忽的塑性铰讲到增量变刚度法,龙驭球、包世华二位先生主编的《结构力学Ⅱ》中有这样一段提醒:“……在上述计算过程中均假定在加载过程中,已经形成的塑性铰不再受到反向变形而恢复其弹性作用。

如果结构的实际变形不符合上述假定,则上述算法需要修改。

”换句话说,计算过程中有可能出现以下现象:加载→形成塑性铰→再加载→塑性铰消失(恢复弹性)→继续加载→形成新塑性铰→……→破坏(极限状态)似乎塑性铰是飘忽不定的,它会在此处出现,消失,然后又在别处出现,这未免有点难以置信。

下面举一个例子来打消这种怀疑。

图16a所示梁,M u =常数,求它的极限荷载。

相关文档
最新文档