工程力学的发展论文

工程力学的发展论文（精选8篇）

工程力学的发展论文 篇1

摘要：工程力学是力学的一个分支，它主要涉及机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各种工程与力学结合的领域，分为六大研究方向：非线性力学与工程、工程稳定性分析及控制技术、应力与变形测量理论和破坏检测技术、数值分析方法与工程应用、工程材料物理力学性质、工程动力学与工程爆破。学制一般为四年，毕业后授予工学学士。就业面相当广泛，可以继续读博、从事科学研究、教师、公务员，或到国防单位工作，去外企等等。总的来说，工程力学专业具有现代工程与理论相结合的的特点，有很大的知识面和灵活性，对国家现代化建设具有重大意义。

工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。工程给力学提出问题，力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用来说，工程力学包括：质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变学，土力学，岩体力学等。

工程力学的产生

工程力学作为力学的一个分支，是20世纪50年代末出现的。首先提出这一名称并对这个学科做了开创性工作的是中国学者钱学森。

在20世纪50年代，出现了一些极端条件下的工程技术问题，所涉及的温度高达几千度到几百万度，压力达几万到几百万大气压，应变率达百万分之一～亿分之一秒等。在这样的条件下，介质和材料的性质很难用实验方法来直接测定。为了减少耗时费钱的实验工作，需要用微观分析的方法阐明介质和材料的性质。

在一些力学问题中，出现了特征尺度与微观结构的特征尺度可比拟的情况，因而必须从微观结构分析入手处理宏观问题。出现一些远离平衡态的力学问题，必须从微观分析出发，以求了解耗散过程的高阶项。

由于对新材料的需求以及大批新型材料的出现，要求寻找一种从微观理论出发合成具有特殊性能材料的“配方”或预见新型材料力学性能的计算方法。

在这样的背景条件下，促使了工程力学的建立。工程力学之所以出现，一方面是迫切要求能有一种有效的手段，预知介质和材料在极端条件下的性质及其随状态参量变化的规律；另一方面是近代科学的发展，特别是原子分子物理和统计力学的建立和发展，物质的微观结构及其运动规律已经比较清楚，为从微观状态推算出宏观特性提供了基础和可能。

工程力学虽然还处在萌芽阶段，很不成熟，而且继承有关老学科的地方较多，但作为力学的一个新分支，确有一些独具的特点。

工程力学着重于分析问题的机理，并借助建立理论模型来解决具体问题。只有在进行机理分析而感到资料不够时，才求助于新的实验。

工程力学注重运算手段，不满足于问题的原则解决，要求作彻底的数值计算。因此，工程力学的研究力求采用高效率的运算方法和现代化的电子运算工具。

工程力学注重从微观到宏观。以往的技术科学和绝大多数的基础科学，都是或从宏观到宏观，或从宏观到微观，或从微观到微观，而工程力学则建立在近代物理和近代化学成就之上，运用这些成就，建立起物质宏观性质的微观理论，这也是工程力学建立的主导思想和根本目的。

虽然工程力学引用了近代物理和近代化学的许多结果，但它并不完全是统计物理或者物理化学的一个分支，因为无论是近代物理还是近代化学，都不能完全解决工程技术里所提出的各种具体问题。工程力学所面临的问题往往要比基础学科里所提出的问题复杂得多，它不能单靠简单的推演方法或者只借助于某一单一学科的成就，而必须尽可能结合实验和运用多学科的成果。

工程力学的主要内容

工程力学主要研究平衡现象，如气体、液体、固体的状态方程，各种热力学平衡性质和化学平衡的研究等。对于这类问题，工程力学主要借助统计力学的方法。

工程力学对非平衡现象的研究包括四个方面：一是趋向于平衡的过程，如各种化学反应和弛豫现象的研究；二是偏离平衡状态较小的、稳定的非平衡过程，如物质的扩散、热传导、粘性以及热辐射等的研究；三是远离于衡态的问题，如开放系统中所遇到的各种能量耗散过程的研究；四是平衡和非平衡状态下所发生的突变过程，如相变等。解决这些问题要借助于非平衡统计力学和不可逆过程热力学理论。

工程力学的研究工作，目前主要集中三个方面：高温气体性质，研究气体在高温下的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质、辐射性质以及与各种动力学过程有关的弛豫现象；稠密流体性质，主要研究高压气体和各种液体的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质以及相变行为等；固体材料性质，利用微观理论研究材料的弹性、塑性、强度以及本构关系等。

物质的性质及其随状态参量变化规律的知识，无论对科学研究还是工程应用都极为重要，力学本身的发展就一直离不开物性和对物性的研究。

近代工程技术和尖端科学技术迅猛发展，特别需要深入研究各种宏观状态下物体内部原子、分子所处的微观状态和相互作用过程，从而认识宏观状态参量扩大后物体的宏观性质和变化规律。因此，工程力学的建立和发展，不但可直接为工程技术提供所需介质和材科的物性，也将为力学和其他学科的发展创造条件。

工程力学的研究方向

（一）非线性力学与工程

主要研究非线性力学的基础理论和工程实用技术。研究土木建筑、水利水电、采矿、交通等部门中的地下峒室、采场、隧道、井巷、高层建筑基础、桥梁与基础、公路边坡、矿山边坡、水利水电坝基与边坡等工程在普通力场和耦合力作用下发生变形、位移和破坏的规律。通过现场监测、实验室模拟及计算机数值分析等综合研究，为工程设计和施工、实现工程设计优化、保证生产和施工安全提供科学依据。本研究方向致力于将现代前沿科学技术，如人工智能技术、灰色理论、数值模拟、非线性力学和不确定性分析技术等应用到岩土、结构材料力学分析和工程应用研究中来，不断提高工程设计和施工的科学水平。

（二）工程稳定性分析及控制技术

主要研究建筑结构、建筑地基、地下铁道、地下隧道、地下峒室、矿山井巷和岩土边坡、坝坡等结构和岩土工程的稳定性和可靠性分析、预测及其控制技术。通过现场监测、物理模拟及数值法计算，研究各种因素及其耦合作用对工程稳定性的影响，研究符合静、动力学和耦合特征的稳定性控制技术，特别是研究岩土体加固的作用机理、参数确定和新技术开发，新奥法在岩土工程中的应用。

（三）应力与变形测量理论和破坏检测技术 应力和变形状态及其分布规律是一切工程稳定性的最基本方法。应力和应变测量是了解工程中应力、变形与破坏状态及其分布规律的重要手段。本方向研究重点为以下列两个方面：

(1)地应力测量理论和技术。研究地应力测量的原理和方法，特别对目前国内外应用最广泛的应力解除法和水压致裂法在不连续、非均质、各相异性和非线性岩体中的工作性能进行系统的试验和研究。发展实用的测量和分析技术、仪器，以提高应力解除法和水压致裂法在复杂岩体和地质条件下的测量精度和可靠性。同时，发展新的地应力测量理论和监测技术、仪器。

(2)在无损检测技术。现代无损检测技术、岩土材料和工程结构内部损伤、破坏、寿命评估、反分析理论和技术方法。

（四）数值分析方法与工程应用

数值分析已经成为岩土工程开挖与结构建造动态过程模拟、工程结构优化设计和稳定性分析的最有利手段。本研究方向主要研究各种数值分析方法，包括有限元法、边界单元法、离散单元法、不连续变形分析法和问题反分析方法和优化设计等在岩土和结构工程中的应用。重点在于应用上述方法合理、准确地模拟和分析、解决岩土和结构工程中的实际问题。要求培养的人才必须具有坚实的数学、力学基础，通晓数值分析的基本原理和方法，有不断发展现有的分析理论和技术，使之具有更加广泛的实用性和更高的精度的能力。同时还应具有编制实用程序软件的能力。

（五）工程材料物理力学性质

此研究方向以固体力学为基础，运用断裂力学、损伤力学和流变力学的新成就，研究岩土材料和建筑材料的力学性能。

研究完整岩石的力学性质，在室内试验基础上研究岩石的应力应变关系、岩石破坏类型及破坏机制、岩石强度准则；研究节理岩体的力学特性，研究结构面对岩石强度、变形的影响；研究岩石流变力学，岩石和岩体的流变特性；研究软岩的力学特性，研究膨胀岩的力学特性、膨胀机制，研究软岩、膨胀岩稳定性的控制。研究混凝土及人工复合材料的细观破坏机理与宏观断裂与强度，徐变、疲劳以及环境因素对材料性能和寿命的影响。根据现场试验和实验室试验的结果，运用相关的力学理论，以及概论统计、模糊数学、灰色理论、人工智能理论和不确定性分析理论等建立岩石、岩体和混凝土等材料的本构模型也是本方向的重要研究内容。

（六）工程动力学与工程爆破 研究冲击和动荷载对岩石的作用及其在岩体和地壳中引起的应力、应变、位移、裂隙和破坏等效应。在工程上主要研究凿岩、岩石破碎、桩基工程、地下开挖工程、岩爆、冲击地压、矿震和地震等与岩石动力学与工程有关的实际问题。

研究炸药与爆炸的基本理论，现代岩石爆破理论，地质结构面的力学特征与爆破作用，工程爆破(一般土岩爆破、大爆破、拆除爆破和特种爆破)的设计与施工，爆破的量测技术和爆破过程的计算机模拟。

工程力学的就业前景

就业单位：主要到各种工程(如机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等)中从事与力学有关的科研、技术开发、工程设计和力学教学工作。去些民办的事业、企业单位从事产品的检测或开发，这类企业以机械、建筑等重工业行业为主，毕业生可在机械、土木、水利工程类企、事业单位从事设计、计算和强度分析等工作，在研制工程应用软件的高新技术公司中从事软件设计工作，在科技、教育部门从事科研、教学工作。也可以继续攻读力学、机械、土木与经济管理学科的研究生。工程力学这个专业 最好以后考研究生。

目前已经就业的情况，工程力学专业的毕业生的去向有：

1、学校和科研单位，选择研究所的人占了很大一部分比例。大多数是航空集团下属的研究所。这种单位的工资水平不是很高，但是也是比较安稳的。工作地点主要在沈阳、西安、北京、上海。去学校当老师的相对少一些，主要是由于目前硕士生的扩招，学校对老师的学历要求也随之提高。

2、继续读博，这也是很多工程力学硕士生的选择。而且很大一部分选择了继续在武大读博，除了武大的工程力学实力比较雄厚原因之外，导师因素和本身对硕士课题比较了解也是一个原因。由于硕士期间对课题有一定的理解，有利于博士期间展开研究。这一部分人将来博士毕业基本上是去学校当老师。

3、国防单位，很大原因是南航在本科的时候招收了国防生，这些国防生读完了硕士就去部队工作了。

4、外企，一些人进了外企，比如三星、爱默生、福特等等。这些单位做的工作包括有限元计算，优化，软件开发等等。这种单位待遇相对好一些，当然劳动强度也高。

5、其他，除了以上这些去向，还有人选择考公务员，或者到和本科专业相关的单位，比如就有本科专业是土木工程的同学毕业后去建筑设计研究院。

工程力学的发展论文 篇2

一、研究目的

岩石力学与工程学科是一门典型的应用科学学科, 与人类的生产活动紧密相关。它不仅与国家基础设施的工程建设有密切关系, 而且也是矿业工程、水利水电工程、交通工程等事业的支柱。岩石力学与工程学科与社会具有价值关联, 在学科发展的过程中, 是哪些“与价值和兴趣密切相关的问题”被岩石力学与工程科技工作者所关注?关注的程度又如何?随时间的推移, 这些对某类问题的关注程度又产生了哪些变化?对这些疑问的回答将为研究学科的发展提供重要线索。

二、研究方法

目前大多数学术期刊在发表文章的时候都需提供中图法分类号对文章进行分类。本文将以此为指标开展研究。所选文献样本《学报》由中国科协主管、中国岩石力学与工程学会主办, 是我国岩石力学与工程领域公认最有影响力的中文核心期刊, 也是唯一一部以岩石力学为主题的学术期刊, 被美国《工程索引》 (EI) 和国内许多权威数据库确认为收录期刊, 是记载我国岩石力学发展的重要的信息源。

三、我国岩石力学与工程的研究侧重

我们将所有论文的中图分类号按三级层次做数据统计及分析, 如:TU313 (岩石力学性质) , 第一上位类取TD31 (矿山压力理论) , 第二上位类取TD3 (矿山压力与支护) , 第三上位类取TD (矿业工程) 。对每个层次类目内论文数量进行归类统计。

由于中图法版本的修订和其自身的一些原因, 有些目类并不存在, 如:O2目类就不存在, 但其下位类的分类是属O1 (数学) 类的, 为了忠实反应这种层进关系, 我们采取一个虚拟的目类号对其进行数量统计, 按层进式真实反映文章分类和数量状况, 得到最终大目类下的论文数量。

通过统计我们得出如下数据:O (数理科学) 类论文318篇、P (地球科学-主要为工程地质) 类论文304篇、TD (矿业工程) 类论文598篇、TE (石油、天然气工业) 类论文39篇、TL (原子能技术) 类论文18篇、TP (自动化技术、计算机技术) 类论文45篇、TV (水利工程) 类论文230篇、U (交通运输) 类论文267篇、X (环境科学) 类论文16篇、TU45 (岩石/体力学) 1074篇。

通过以上数据, 我们可以发现, 在工业技术类研究中, 有关矿业工程类研究的论文比率达21%;水利工程次之, 论文比率达8%。交通运输类论文比率占9%, 同样也是一个重要因素。这说明在这25年间, 岩石力学与工程科技人员对矿业、水利水电、交通运输类研究给予了相当大程度的关注。我们知道, 岩石力学与工程是一门复杂的综合性学科, 其目的是要解决工程问题[6], 与国民经济建设关系密切。通过以上的分析, 反映了矿业、水利水电、交通运输这三个领域的研究在学科发展过程中起到的重要作用。我们知道, 我国社会经济发展的战略重点有三个:一是农业, 二是能源和交通, 三是教育和科学。结合以上数据分析, 验证了在经济的作用下, 能源与交通事业发展的需要是该学科与社会的价值关联与互动的一个重要方面, 也有力地说明了该学科的发展与社会具有强烈的价值关联和互动。

四、我国岩石力学与工程的研究侧重的演进

我们做如下分析, 将每年每类论文数量除以当年论文总数, 即每年某类论文占当年的百分比。为了使数据更为直观, 再将这些百分数乘以100, 得到“学科研究侧重演变指标”, 即:

学科研究侧重演变指标=当年某类论文数量/当年论文总数×100

需要说明的是, 这些指标的变化只能反映一个相对的趋势。比如有的类目的指标是0, 即当年无该类目的文章, 但这并不代表该方面的研究不存在, 只能说明该类目研究处在一种相对的停滞的状态。其实, 这些指标的本质意义在于它们为考察学科发展的趋势提供了基础。短期内指标反映的起伏有可能是偶然的、意外的, 受科学研究以外各类因素的影响, 我们所考察的25年内的学科发展趋势 (此时也是中国科学技术进入蓬勃的发展时期) , 可被看作近似地反映学科实际的发展情况。

通过统计分析我们得出如下结果:

一、1982-1991年, 属于纯科学研究的岩石 (岩体) 力学 (TU45类) 、矿业工程 (TD类) 和水利工程 (TV类) 研究占主导地位;

二、整体上看, 交通运输 (U类) 与水利工程 (TV类) 研究强度基本持平;水利工程 (TV类) 研究在2000年之前都要强于交通运输 (U类) , 这与90年代我国对水利水电工程建设的重视 (以三峡工程为代表的一系列水电站的规划与动工) , 随着90年代末我国对交通事业的重视以及大规模交通建设时期的到来 (尤以高速公路的大规模建设为代表) , 交通运输 (U类) 研究故渐呈上升趋势, 甚至有超过水利工程 (TV类) 之势;

三、以回归统计的观点来看, 指标较高的类目都有平缓下降的趋势, 如岩石 (岩体) 力学 (TU45类) 、矿业工程 (TD类) 和水利工程 (TV类) ;自1998年起, 科技工作者研究侧重指标趋于均匀展布, 这也体现了学科呈成熟、平稳发展的态势;

四、2003年后, 岩石 (岩体) 力学 (TU45类) 、地球科学 (P类) 、自动化技术、计算机技术 (TP类) 、原子能技术 (TL类) 、交通运输 (U类) 和环境科学 (X类) 研究都有不同程度的上扬趋势, 其中以交通运输 (U类) 、地球科学 (P类) 和岩石 (岩体) 力学 (TU45类) 尤为明显;

结语

通过这些信息, 我们大致能为1982年至今的我国岩石力学发展勾勒出这样的脉络:

20世纪80年代, 随着我国改革开放和社会大发展, 工业建设突飞猛进, 一系列大规模工程建设被付诸实施。资源开发是国家和社会发展的命脉, 正是由于能源开发和矿产资源的需要, 对岩石力学与岩石工程学科提出了更多的要求。作为国家资源开发基础的采矿业对学科的发展影响深远;此外国家对水电事业的重视也导致了一批大型水电站的上马, 这也是对学科发展的有力刺激;交通工程建设对学科的发展也起到了重要作用, 但在前期不如采矿和水电业对学科发展的影响。

进入90年代, 得益于“六五”至“八五”的科技攻关, 有力推动了学科的发展, 呈现了百花齐放、百家争鸣的蓬勃发展态势。90年代末, 我国大规模交通建设的需求为岩石力学与工程学科的发展提供了又一契机, 而有关此领域的研究也呈现了大幅度的提升。

进入21世纪, 以核废物地址处置和环境科学为代表的新研究方向开始兴起;研究对象尺度和范围的扩大[4]也使地球科学类研究得到了复兴;国家对交通事业的大投入和重视使得交通类研究较其他工业技术类研究呈上升趋势。

在近30年的变迁中, 在与社会价值关联的领域的导向下, 从相对自由探索到与国民经济建设紧密联系, 我国岩石力学与工程学科从一门地学、工程学、力学的交叉学科逐渐成为一门独立的学科。

参考文献

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[2]王思敬:《中国岩石力学与工程的世纪成就与历史使命》, 《岩石力学与工程学报》, 2003年第22期。

[3][美]默顿, 范岱年等译:《17世纪英格兰的科学、技术与社会》, 商务印书馆, 2000年。

工程力学的发展论文 篇3

[摘 要]“工程流体力学”在热能工程专业教学中占据着举足轻重的地位，但在教学过程中存在“老师难教，学生难学”的问题。解决问题的方法在于提高学生的学习兴趣，教学内容分块，CFD在工程流体力学上进行应用，多媒体和板书结合，改革考试方式，采取科学的教学方式和多元合理的考核方法，提高“工程流体力学”课程的教学质量，培养学生的专业能力，提升学生的综合素质。

[关键词]工程流体力学 热能工程 教学探讨

[中图分类号] G642.3[文献标识码] A[文章编号] 2095-3437（2015）06-0125-02

一、引言

“工程流体力学”是研究工程中流体（液体和气体）的力学运动规律及其应用的学科，它主要研究在各种力的作用下，流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用和流动的规律。它不追求数学上的严密性，而是趋向于解决工程中出现的实际问题。由于热能工程中所研究的传热介质通常都是固体小颗粒，液体（水、汽、油），空气等，因而只有熟练地掌握工程中流体的力学运动规律才能了解热能工程工业过程中的流动、传热和传质过程，建立热过程数学模型，为改进工艺、优化工艺参数和开发、研制新型高效节能的工业热设备提供必要的理论基础。

然而，要想学好这门课程却不容易。一方面是这门课程所涉及的面广，需要非常熟练地运用高等数学、材料力学、大学物理这些课程的公式，另一方面流体本身就比较抽象，相比其他学科这门课程非常枯燥，学生如果不在课下多下工夫很难跟上老师课上的节奏。因而总有老师反映该课程难教，学生诉苦课程难学。由于“工程流体力学”在热能工程专业中占据着举足轻重的地位，因而这门课程的教学改革显得尤为重要。

二、工程流体力学和热能专业学科的联系

（一）“工程流体力学”和“传热学”的联系

传热不仅是常见的自然现象，而且广泛存在于工程技术领域。就教学内容来说，“传热学”与“工程流体力学”课程有紧密的关联性和延续性。传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。工程上广泛遇到的对流换热，是指流体与其接触的固体壁面之间的换热过程，是流体边界层热传导和流体运动热对流综合作用的结果。因此，“工程热力学”和“传热学”这两门专业基础课程紧密相连，有些学校直接将“流体力学与传热学基础”作为一门课程进行教授。

（二）“工程流体力学”与“工程热力学”的联系

“工程热力学”也是热能工程专业的专业基础课。“工程热力学”和“工程流体力学”这两门课程的内容既有区别，又有联系，通过对比教学可以加深学生对概念的理解。比如对于“理想气体”与“理想流体”的概念，工程热力学中的“理想气体”指分子是弹性的、不占体积的质点，且分子间没有相互作用力;而流体力学课程中的“理想流体”是假想的、无黏性的流体。这两种流体虽然都是假想流体，但概念完全不同。通过对比分析，使学生更容易理解概念间的差别，利于专业素质的培养。

三、教学方法的探讨

（一）提高学生的学习兴趣

由于“工程流体力学”这门课程比较抽象和枯燥，因而学生在学习过程中效率很低。兴趣是成功之父。如果能够抓住学生的学习兴趣，那么就相当于完成了该课程一半的教学任务，学生在接下来的学习就会变被动为主动。比如男生喜欢汽车，可以在教学过程中找一些流体力学成功运用在汽车行业的例子，这样就能激发学生对感兴趣领域的探索，主动学习这门课程。如果能够引导学生解决学习上遇到的难题也将会收到很好的效果。学生在学习过程中遇到难题时，老师不应直接把答案告诉学生，而是通过循循善诱的方式引导，让学生自己征服一个又一个困难，获得心灵上的满足和智力上的发展。

（二）教学内容分块

流体力学的教学内容可以分为偏理论和偏工程实际两大块，不同的学生对流体力学知识需求不同，因而在教学过程中老师可以将流体力学分为学术类和工程技术类。许多同学在大三就确定接下来继续深造还是找工作。所以，在开始教学的时候让决定继续深造的学生接受偏理论的学习，使他们集中精力考研;让毕业要找工作的学生学习技术类的内容，为他们接下来找工提供一份有分量的筹码。

（三）CFD在“工程流体力学”上的应用

CFD是近代流体力学与数值计算方法和计算机科学结合的产物。它以电子计算机为工具，应用各种离散化的数学方法，用以模拟仿真实际的流体流动情况，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究。CFD软件一般都能推出多种优化的物理模型，如定常和非定常流动、层流、紊流、不可压缩和可压缩流动等等。CFD引入教学可以将抽象概念变成形象的画面，提高学生的学习兴趣和积极性，有利于加深学生对概念和相应知识的理解与运用。

（四）多媒体和板书的结合

正确处理多媒体和板书的关系，既要将多媒体这种现代化的教学方式充分利用起来，开阔同学们的视野，还要加强传统的板书教学，加深学生对关键公式的理解记忆。多媒体教学能够将很抽象的流体流动形象的展现出来，能够激发学生的联想能力，使学生对流体力学模型有一定的感性认识。如讲到卡门涡街，有风吹过电线发出嗡呜声的动态画面;在讲到机翼升力原理，有飞机在起飞和降落时机翼的画面;在讲到伯努利方程，有水库储水和放水的画面。流体在流动过程中的动态过程如果不是亲眼所见，很难建立起清晰的数学物理模型。但是光有对现象表面的认识是不够的，要想透过表面的现象认清本质还应该建立起数学物理模型，要通过大量的公式推导求证得出，这样就需要老师通过对重点知识的反复书写讲解，加深学生对公式的理解和记忆。这两种教学方法相辅相成，既避免了学生的长时间精力高度集中产生疲劳，又加深了他们对这门课程的理解。

（五）考试的改革

考试成绩能够反映出学生对课程的掌握程度，但这并不是绝对的，因而要减少期末成绩在该课程评定上所占的权重。以往考试内容客观题占大多数，包括概念、原理、理论计算题，而运用流体力学知识来解决工程实际问题和培养创新性思维的主观题非常少。考试形式几乎都是闭卷，因而在课程期末考试普遍存在死记硬背的突击现象，这对学科知识的理解和运用是非常不利的，不仅降低了学生学习的主动性，更限制了大学生创造力的培养。但是以考试督促学生对课程的学习还是非常必要的，使考试试题规范、科学、新颖，才能既考查了基本知识，又提高了学生解决实际问题的能力。同时，老师应该多增加课堂和学生的互动，并且增加这一方面的考核。改革后的考试方法避免了学生只注重记忆，是对学生知识、能力和素养的全面考核，提高学生的不同能力，提升综合素质。

四、结束语

为使学生更好地学习和掌握“工程流体力学”课程的内容，教学改革是必要的和紧迫的。以上教学方法的改革与实践可以开阔学生的视野，激发学生的学习兴趣，培养学生创新能力，提高教学质量。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 王福军.计算流体动力学分析[M].北京：清华大学出版社，2004.

[2] 严宗毅，苏卫东.在流体力学教学中调动学生学习主动性，培养创新精神[J].力学与实践，2001（3）：53-56.

[3] 赵琴，杨小林，严敬.CFD技术在工程流体力学教学中的应用[J].高等教育研究，2008（1）：28-29.

[4] 李夏隆，白振飞，刘波.普通高等院校课程考试现状分析及对策初探[J].榆林学院学报，2009（5）：88-90.

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[责任编辑：钟 岚]

[收稿时间]2014-12-28

[基金项目]本文系“江苏大学高级专业人才科研启动基金”（No.11JDG152）和“江苏大学大学生实践创新训练项目”（No.201310299007W）的研究成果。

工程力学硕士生的自我评价 篇4

在本科四年和保送研究生的三年期间，本着“艰苦朴素、实事求是、严格要求、勇于探索”的校训严格要求自己，学习刻苦，工作认真，成绩优秀，年年获得奖学金，并积极参加社会实践。系统地学习专业知识的同时广泛地涉猎了大量书籍，不断拓宽知识面和社会阅历，积极参与生产和科研项目。

我的计算机和英语水平良好。计算机通过了计算机国家二级，能熟练地运用VB、VC、Fortran语言编制程序，并为同学和自己编制过不少实用的程序；能熟练使用AutoCAD、ANSYS、Flac、Abaqus等专业软件。英语通过了大学英语四级考试，能比较熟练的阅读行业资料。

专业英语 工程力学 篇5

gasis represented as an assemblage of subdivisions called finite elements.these elements areconsidered to be interconnected at specified joints which are called nodes or nodal points.the nodes usually lie on the element boundaries where adjacent elements are considered to be connected.在有限元方法中，本来连续体物质像固体液体气体被看做是一个划分后有限单元的集合。这些单元被认为是在指定的关节是相互联系的,这些关节被称为节点。这些节点通常附着在与附近单元相联系的边界上

2.With the program registered in some information support, and the data and proper control

commands added, the program is ready to be tested by submitting it for processing.At the beginning, the program will include some errors that may be syntax errors and logic errors.Syntax errors appears because some of the rules of the language are violated.Normally these can be easily detected and corrected.Logic errors correspond to the case that a syntax error-free program is submitted for execution, but it does not produce the desired results.随着程序的编写在信息的支持下，数据和合适的控制命令的增加，这个程序快速的被测试，通过提交它给过程。在开始时，这个程序会包含一些错误，语法错误和逻辑错误。语法错误出现，是因为一些语言规则被违反。通常这些能容易被发觉和改正。逻辑错误相应的原因，是一个语法自由错误程序被提交执行，但是它没有产生想要的结果。

3.This large discrepancy was explained by the proposal of Griffith that glassy materials

contained cracklike defects which are as stress raisers.Griffith argued that for the case of uniaxial tensile loading of a material containing a crack in the plane perpendicular to the tensile axis, the crack would begin to grow and cause ultimate failure at stresses below the theoretical strength.这个大的差异被Griffith的提议解释，这个提议是玻璃质材料存在易碎的缺陷即应力集中。Griffith认为，例如单轴拉力荷载作用一个物体上，附体在垂直于拉力轴线的平面上有裂纹，裂纹将开始增在，在理论强度应力下导致最终的破坏

4.In recent years, high-strength alloys have become increasingly widely used.Because

fabrication methods are often imperfect, many structures made from these materials contain cracklike defects.As a consequence of this, fracture prior to plastic yield has become an increasingly familiar mode of failure.Under these circumstances,designs based solely on resistance to plastic deformation are often inadequate when high-strength materials are used.It is, therefore, important for many applications to have a theory for metals which can either predict the breaking loads for structures containing flaws or cracks of known geometry, or predict the maximum tolerable flaw size for a given load.The subject of relating the fracture strength of a part to the size of the flaws it contains is called fracture mechanics.在最近几年，高强度合金的应用变得越来越广泛。因为制作方法常常不完美。许多用这些材料做成的结构存在易碎的缺点。这个导致的后果就是，断裂提前于屈服的破坏模式变得越来越平凡。在这些情况下，建立在完全抵抗塑性变形的基础上设计，在使用高强度合金时，常常不适当。因此，一个应用对于能够预测有裂纹和几何缺陷的结构的破坏，或是预测在一个荷载作用下，最大允许裂纹尺寸的理论就很重要。这个关于断裂强度和相应的断裂尺寸的学科被称为断裂力学

5.If the strain in the sample were to be strictly uniaxial, the holes would tend to elongate in

the tension direction and become smaller in the transverse direction.This would result in

long stringlike holes which would have little detrimental effect on the strength of the body.如果例子中的应变是严格的单轴应变，这些洞会趋向于拉伸沿着拉力方向，在横向上变小。这会产生长线型的洞，这些洞对物体的强度会有一些不利的影响

6.Civil engineering is claimed to be the art of directing the great sources of power in nature for

the use and convenience of man.The part played by civil engineers in pioneering work and in developing wide areas of the world has been and continues to be enormous.Civil engineers must make use of many different branches of knowledge including mathematics, theory of structures, hydraulics, soil mechanics, surveying, hydrology, geology and economics.建筑工程被称作竖起来的艺术，力量的来源于现实生活中人们的使用和舒适。发挥工程师在创业和在世界的发展中的广大地区扮演着并将继续充当重要的角色，土木工程师一定使用许多不同的学科，包括数学，结构理论，水力学，土力学，测量，水文，地质学和经济学

7.In a world that is becoming more and more interdependent, there is an ever-increasing need

工程力学学习心得 篇6

1． 外效应：力使物体运动状态发生改变的效应 2． 内效应：力使物体形状发生改变的效应

3． 刚体：在任何条件下都不发生形变（能当做刚体的条件：研究物体的性质有关）

4． 力的三要素：大小，作用、作用线 5． 变形体

6． 静力学研究物体只限于刚体，又称为刚体静力学

7． 二力杆也叫二力构件：只受到二个力且处于平衡状态的构件，二力杆：只受二个力作用下能保持平衡的构件，也叫二力杆 8． 加减平衡力系、力的传递性只能适合于刚体 9． 胶带 10． 链

11．平衡力系、力系的加减、作用力与反作用力、三力汇交原理：前提是刚体

12． 刚化原理：变形体在某一力系中保持平衡，则有把变形体变成刚体也平衡、即变形体平衡，则刚体也平衡，反之就不成立了 13． 自由体：能在空间作自由位移的物体

工程力学的发展论文 篇7

1.1 施工中的重力荷载变化

土木工程施工建设是一项动态化的过程,在整个施工周期内,建筑的重力荷载也会发生较大的变化,主要表现在两方面:一方面是由于施工材料的不断增加,例如混凝土、钢筋结构等,使得建筑自身呈现出逐渐上升趋势。另一方面是由于施工过程中内部结构形状发生改变,原来建筑结构所受重力荷载被重新分配,导致各个建筑结构所受重力不均匀。施工力学就是通过分析各个工程构件承受重力荷载的变化情况,做到有针对的结构调整,防治因荷载过大导致建筑主体出现裂缝等质量问题。完善的设计计算,应同时考虑常规竣工结构在使用载荷下分析,以及结构施工过程中内力时空变化影响

1.2 工程安全度分析

土木工程的建设周期较长,在整个施工过程中,很可能遇到各种意外情况,例如地震灾害、地基沉降等,因此在进行前期工程建设规划时,要充分结合当地的具体情况,对潜在的安全隐患进行系统、全面的分析。例如在东北地区,要充分考虑到地基施工中冻土层的影响,并在施工中有针对性的采取地基加固措施,防止后期冻土层周期性冻融给土木工程的整体安全造成影响;而在西南软土质地区,则要充分考虑地下水给地基造成的侵蚀影响,做好土木工程的防水、排水工作。考虑到影响工程安全因素具有多样性和随机性的特点,必须在工程施工之前做好防范措施,防患于未然。

1.3 材料特性的变化分析

土木工程中所使用的大量材料(混凝土、钢筋框架等),其物理强度、刚度以及其它属性,会随着建筑使用年限的增加而发生变化。除此之外,土木工程本身还会受到其他外在因素的影响,也会在一定程度上加剧建筑材料的特性变化。例如,某一建筑内部钢筋主体框架的使用寿命约为50年,但是由于受到地震灾害的影响,建筑墙体出现许多微小裂缝。在降雨天气条件下,雨水会沿着这些裂缝渗入到建筑内部的钢筋框架上,导致钢筋出现锈蚀,不仅钢筋的抗剪切力和物力强度降低,而且严重缩短了钢筋框架的使用寿命,给建筑后期使用安全造成严重影响。

1.4 对其他建筑物的影响分析

无论是何种类型的建筑施工,都需要进行地基开挖、打孔灌注桩等一系列操作。在开展此类施工活动时,会对施工区域的周边建筑产生影响,具体可分为以下几类:第一类是对地基结构产生破坏影响。土木工程周边的其他建筑物、道路桥梁工程,在受到施工震动影响时,地基会出现不同程度的破坏影响,例如地基防水层震裂、地基加固带裂缝等。由于地基工程相对隐蔽,并且危害影响反应较慢,因此在施工初期往往不会明显的表示出来,如果不能及时修复,后期建筑就会出现倾斜、裂缝问题。第二类是对地下管道产生影响。土木工程往往占地面积较大,在打桩、开挖施工时,不可避免的会遇到地下管线。如果没有采取事前预防措施,或是由于工作人员的误操作,导致地下管线破裂或受损。通常情况下,地下管线布局较为杂乱,如果施工导致地下水管破裂,可能只会导致工期延误;但是如果煤气管道、石油管道破裂,不仅会造成严重的资源浪费和经济损失,还会给土木工程施工人员的身体健康带来威胁。

2 土木工程施工分析的力学、数学基础与方法

2.1 土木工程施工分析的力学基础

传统的工程设计分析对象为恒定结构物,与经典力学(材料力学、结构力学、弹塑性力学、岩土力学等)相对应。而施工力学的主要特征,在于研究对象随时间发生变化,其力学基础为时变力学。几百年力学发展历史中所研究的众多对象,都具有一个共同特征是其外部条件(如施加载荷场、温度场、电磁场等)可以随时间发生变化,但内部参数(包括几何形状、物理特性、边界状态等)在研究时段内,总是认为恒定、保持不变的,众多力学学科分支的基本理论与控制方程都是建立在这个前提下。近代科学技术的迅速发展,要求研究内部参数随时间变异的物体的力学现象与规律,形成一门新的时变力学学科分支。时变力学是重大工程施工分析、高新技术器件工艺分析、时变机械动力分析的共同力学基础。土木工程施工分析将涉及线弹性时变力学、粘弹性时变力学、非线性时变力学、热弹性时变力学、物性时变力学等学科分支。

2.2 土木工程施工分析的数学基础

施工过程分析研究对象(如结构物、地基、围岩等)的几何参数(形状)、物理参数(材料性能)、边界参数(边界坐标)是时间函数,因此其控制方程为变系数(常、偏)微分方程(组)或时变边值条件,属时变数学范畴。时变数学是研究时变体物理现象的数学理论,同时含有物体空间变量及参数时变的时间变量,故将主要探讨变系数偏微分方程或通过数值化后形成的变系数常微分方程组。一般“数理方程”是研究描述物理现象的(常系数)偏微分方程,得到解析解也十分有限;而“时变数学”研究的变系数偏微分方程在数学上求解变得十分困难通过综合对比上述集中数学计算方法,对比其实用性和计算简单性,最终采用数值方法。

2.3 土木工程施工力学分析的数值方法

土木工程施工力学及相应时变力学、时变数学的数值化求解是一个重要手段。施工力学问题通过数值方法建立的离散化方程组中刚度阵、质量阵、阻尼阵以及热刚阵等运算矩阵中,元素不再为常系数而是时间变量函数,存在时域数值积分的稳定性与收敛性等一系列新问题,是一般计算力学所未遇见的,因此形成“计算时变力学”新分支。施工力学数值方法主要包括一般有限元法、时变单元法及拓扑变化法。施工力学采用一般数值方法分析主要是有限单元法,这基于有限元法具有域内全离散特点,便于单元集合时采取增减单元办法来实现解域的时变,但这类方法可能存在运算矩阵奇异问题。

时变单元法特点在于解域时变时,其离散网格格式不变,而是通过单元大小随时间变异来实现解域时变,因此可克服方程奇异问题但也存在数值积分的稳定性问题,这可通过采用辛算法等加以解决。拓扑变化法则应用拓扑学原理,用数值手段实现解域随时间变化,可以不重复求解数值方程得到解域变化的结果。

参考文献

[1]张志新,胡振东.考虑弹丸与身管轴向运动耦合的火炮系统时变动力学分析[J].振动与冲击,2013(20):131-133.

[2]郭彦林,田广宇,周绪红,陈国栋.大型复杂钢结构施工力学及控制新技术的研究与工程应用[J].施工技术,2011(1):164-165.

工程力学的发展论文 篇8

关键词：工程力学；特色；专业建设；人才培养

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0177-02

力学是基础学科，应该在科学的前沿摆开战场，力学又是技术学科，应该与工程实际紧密结合。随着科学技术的发展，力学学科也不断发展，学科分化和交叉越来越广泛和深入。进一步拓宽力学人才的知识面，培养交叉型、复合型人才，是力学专业改革和发展的方向。对于地方工科院校的工程力学专业来说，制定符合自身特点的力学人才培养方案，势在必行。

我校地处汽车产业七大示范基地之一的柳州，依托地理优势，随着汽车行业对工程力学人才需求量的不断增大，将工程力学专业与柳州汽车产业结合起来就自然而然地成为我们专业建设的思路。作为教学型大学，我们主要承担高等教育大众化的任务，培养符合地方发展战略和重大产业需求的高级人才。因此我校工程力学专业的培养目标是培养适应我国社会主义建设事业需要的德、智、体、美全面发展，基础扎实、知识面宽、能力強、素质高、有创新意识，具有扎实的力学基础和汽车专业理论知识，掌握现代设计方法，能在汽车、交通、机械等行业从事技术开发、科学研究、工程设计以及力学教学等工作的应用型高级专门人才。经过这些年的摸索和实践，我们逐渐形成了具有地方特色的工程力学专业。

一、加强学生对“汽车”特色的工程力学专业的认识

学生不仅是“教”的对象，还是“学”的主体。只有这个主体主动配合“培养”，培养计划才能得到最大程度的、最有效的、真正的落实，因此必须加强学生对专业的认识，激发学生的专业兴趣，提高“培养”效率。

1.入学专业教育。很多新生刚入学的时候，由于缺乏对力学专业的深入了解，存在一些消极的情绪，甚至于要求转专业。针对这个问题，系里在新生入学专业教育方面投入了很多精力，邀请汽车行业以及力学领域的专家和学者，以力学和汽车的交叉领域作为背景，对工程力学专业的新生进行一些有针对性、深入浅出的入学专业教育，让学生从一个个鲜活生动的工程实践中体会力学的魅力，树立专业信心。

2.举行高年级或往届毕业生的交流会。通过学习交流会、考研交流会、就业交流会等形式与师兄师姐们进行面对面交流，低年级的学生对于专业的应用、前景以及就业情况有了更加具体、直观的了解。参加完这些交流会，很多学生反映他们少了很多的盲目和迷茫，学习方向进一步明确，学习动力也比以前大了很多。

3.加强教学过程中专业认识教育。力学教研室的每一位教师都自觉地将加强学生专业认识作为日常教学工作中一项任务，通过多种形式向学生展示专业的应用和发展，既激发学生的学习兴趣，又使学生对于工程力学专业有了更加直接、更加深刻的认识。

二、“汽车”特色的课程体系改革

1.在加强数学与力学基础之上，实现力学课程与汽车专业课程的有机结合。工程力学专业学生的优势在于数理基础好、适应面宽、后劲足。在力学课程和汽车专业课程的结合上，我们始终坚持既要发扬力学专业学生的传统优势，又要向汽车行业大力拓展的原则。在课程设置上，数学与力学课程仍占较大比重，其中数学与力学课程的学分在必修课占到总学分的54%，目的在于努力夯实学生的数理基础，确保工程力学专业的传统优势。选修课开设数学实验、数学建模、塑性力学、流体力学、实验力学、工程断裂力学、板壳理论、空气动力学、结构优化设计、振动测试与分析等数学力学课程，以兼顾部分学生希望继续在力学专业深造的要求。在实现力学与汽车的结合上，我们在学科基础课中增设机械、汽车类的课程，包括电工电子技术、制图与计算机绘图、工程材料与金属工艺学、机械设计基础、互换性与技术测量、单片机原理与应用、UG建模等。所开设的汽车类专业课主要有汽车构造、汽车理论、汽车设计、汽车电气设备、汽车改装设计、车身机构与设计、汽车车身制造工艺学等。相应的删减部分力学的专业课程或学时，但这样的课程体系改革不是在做简单的加减法，而是将力学专业课程融入到增设的汽车类专业课程中，从力学的角度讲汽车专业知识，真正实现汽车课程与力学专业有机结合。力学专业的汽车专业课程都是单独开课，教学大纲也与汽车专业的有很大不同，侧重点放在汽车与力学的交叉点上。

2.注重计算机与英语学习。随着计算机网络的高速发展，信息化社会的逐步深入，计算机和英语已经成为现代大学生必须掌握的基本工具。我们在课程设置上采取四年不断线教学的方式，加强学生计算机和英语的学习。除了大学英语和专业英语、毕业设计英文要求等，还在计算力学课程设计、有限元软件设计及应用中分别增加了8学时的计算力学设计英文翻译、有限元设计英文翻译。

3.重视学生实践能力的培养。以培养应用性人才为目标，必须重视培养学生的工程实践意识和实践能力。同济大学前任校长万钢说：基本的动手操作训练是为学生的知识集成、为他们的创新思维和工程意识的发展提供一个经验的起点。以多种形式开展实践活动，让学生有机会将力学知识运用到机械、汽车行业上。首先，充分利用汽车系实验室，积极开展校内实验。工程力学专业就设置在汽车系，我们有着得天独厚的优势。其次，校内实验与校外实践相结合，基础实验、金工实习、驾驶实习等在校内进行，认识实习和毕业实习尽量选在柳州的机械、汽车企业。学生通过在这些企业实习，对企业运作和管理的内在规律和相关规定有了一定了解，通过接触工程实际，加深对所学专业知识的理解，同时也可以让企业更加了解力学的学生，增加就业机会。此外，通过举行机械设计创新大赛、汽车设计大赛、周培源力学竞赛、大学生科研立项等，锻炼学生动手能力、创新能力和工程意识，提高学生的实践能力。

三、“汽车”特色的专业教师队伍培养

建设具有地方特色的工程力学专业，就需要培养具有特色的专业教师队伍。力学教研室与汽车教研室定期开展教学和科研交流活动，并以借调的形式，选派力学专业教师到汽车教研室工作，促进两个专业的交流和合作。我校重型车辆零部件先进设计制造教育部工程研究中心成立后，很多力学专业教师加入了相关的科研团队，开展力学与汽车交叉学科的科研工作，这不仅有利于提高教师的学术水平和工程实践的能力，而且对于培养“汽车”特色的力学专业人才也有着重要意义。

另一方面通过不断引进高学历、高水平人才为专业教师队伍注入新鲜血液，同时选派现有教师队伍中的骨干外出进修学习，提高专业教师队伍的教学水平和学术水平。近几年新来的年轻老师，学历高，科研能力强，但教学经验少，对教学活动的重视也不够。通过举办青年教师教学技能竞赛，组织老教师传、帮、带等教研活动，帮助青年教师尽快适应和熟悉教学内容，渡过教学关，提升他们的教书育人能力和责任感。

四、结语

通过这几年的摸索和实践，“汽车”特色的工程力学专业建设取得了一些成绩。学生就业率、上研率稳步提高，用人单位对我校工程力学专业的学生评价较高，通过前几届毕业的学生，我们已与很多用人单位建立了良好的就业合作关系。

21世纪，力学在国家现代化建设中的作用是加强了而不是削弱了，只是表现形式发生了变化，这就要求力学专业建设也随之改变，适应社会发展的需要。对于地方工科院校，工程力学专业要立足地方经济，形成特色，才能永葆青春。

参考文献：

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[2]刘人怀.我国力学专业教育现状与思考[J].中国大学教育，2007，（1）：30-32.

[3]姜嘉乐.工程教育永远要面向工程实践——万钢校长访谈录[J].高等工程教育研究，2006，（4）：1-7.

基金项目：新世纪广西高等教育教学改革工程“十一五”项目（2009B077）；广西高等教育教改项目（2011JGB092）；广西工学院教改项目（J0909）