工程力学论文(第3页)
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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。
