工程力学认识实习报告(共8篇)
一、心得体会 通过这五天的实习,让我学到了很多课堂上根本学不到得东西,仿佛自己 工程力学认识实习报告 3工程力学结业报告工程力学工程力学专业介绍工程力学试题及答案工程力学试题
一、心得体会
通过这五天的实习,让我学到了很多课堂上根本学不到得东西,仿佛自己一下子成熟了,不仅懂得了怎样做事而且懂得了很多做人得道理。我也明白了肩上得重任,看清了人生和今后努力的方向,不管遇到什么事情都要认真得思考,不能太过急躁,要对自己所做的事情负责,同时也理解了很多事情,为以后工作积累了一些经验。
我知道工作是一项热情得事业,并且要有持之以恒的品质精神和吃苦耐劳的品质。这次难得的认识实习经历,是我打开了视野,增长了见识,为我们今后进一步走向社会打下了基础。
二、成果总结
力学在机械工程中的应用
在视频力学在机械工程中的应用中,我们明白了一些力学研究中的问题,如:结构部件为什么在某种条件下失效?如何定量精确预报事故发生?等。机械是机构与机器的合成,我们重点了解构件承载能力的分析,机械振动的计算,机构运动的设计。承载力学是力学应用的重要方面,在对强度的计算中会运用到计算力学,机构的承载能力与刚度,稳定性,强度。在对机械振动的计算中我们还运用了机震力,在对机构运动设计中应用了理论力学与机械原理。
化学工业中的流体力学
在视频化学工业中的流体力学中,我们知道了板式塔中塔板的种类,有无溢流塔板,泡罩塔板,F型塔板,T型塔板等。填料塔中填料的种类,还有萃取塔,流化床与气液两相流等概念。
力学在土木工程中得应用
在观看力学在土木工程中的应用中我们知道了在土木建筑中会运用到结构力学、弹性力学、材料力学等力学知识。
力学与现代生活
在视频中我们了解到一些力学问题造成的重大影响,如86年挑战者号的爆炸知识因为没有考虑到温度对一个小小橡皮圈的影响,还有塔库马悬桥的倒塌,只是因为流动的空气形成了卡门涡街。我们运用伯努里定律设计飞机的机翼,再根据机翼上下面风速差产生压力使飞机飞起来。航天工程,生命领域,能源领域均是以力学为基础的,我们可以运用流体力学原理解决股市问题,连亚洲金融风暴也可以用连通器原理解释。
钻井设备与工艺,采油设备,压裂酸化,修井作业与设备,井下工具
在视频中我们了解到钻机的组成是由起升系统,旋转系统,循环系统,动力设备,传动系统,控制系统,井架和底座,辅助设备组成。钻机的工作过程是由正常钻进,接单根,下钻,起钻组成。采油的设备有抽油机抽油与电泵采油,井下工具有封隔器,喷砂器,配水器。
工程力学认识实习“工程力学实习报告”(2): 力学在水利工程中的应用 在视频力学在水利工程中的应用中我们了解到灌溉中的渡槽是由槽深和下部支撑构成的,它会承受水载荷,风载荷,自重的影响。解决这些问题会运用到理论力学,材 力学在水利工程中的应用
在视频力学在水利工程中的应用中我们了解到灌溉中的渡槽是由槽深和下部支撑构成的,它会承受水载荷,风载荷,自重的影响。解决这些问题会运用到理论力学,材料力学,结构力学进行受力分析。大坝分为重力坝和拱坝,重力坝的特点是体积大,在分析其受力时我们会运用到材料力学,弹性力学,塑性力学,有限单元法。而拱坝则是由梁和拱共同作用。在计算地震对坝体影响时会用到振动理论,在研究放水时对坝体影响时会运用到固体力学,流体力学,交叉学科。
力学在船舶及海洋工程中的应用
在视频力学在船舶及海洋工程中的应用中我们了解到在轮船的行驶中,轮船的平稳行驶是水轮机与船闸作用的结果,船闸的主题是闸手。浮力是指被物体排开水的重量,船舶的前进是靠反作用力做推力而推进的,轮船行驶中受到的阻力又与器速度有关。船梁是一种超静定的构件。
对于工程力学的认识
工程力学专业的特色和优势就是与任何学科都又联系,分类广泛。专业的培养目标是掌握理论分析能力,能将复杂的问题简单化处理然后再复杂的分析。要掌握计算工具,如Ansys,Fluent等。掌握实践能力,力学是与实践能力相挂钩的学科。
三、认识收获
土木工程专业是一个具有很强的实践性、社会性、综合性、创新性和群体性的专业, 其培养目标是培养具备土木工程技术、管理学、经济学的基本知识, 能灵活运用现代管理科学的理论、方法和手段, 获得工程师基本训练, 具有一定实践能力、创新能力的应用型高级工程技术及管理人才。该专业知识与技能并重, 因此实践性课程尤为重要。在土木工程的发展过程中, 工程实践经验常先行于理论, 至今不少工程问题的处理, 在很大程度上仍然依靠实践经验。
认识实习是土木工程教学计划中第一个实践性教学环节, 其目的旨在使学生了解和熟悉本专业的产业背景及专业课学习期间所要学习的主要内容;同时, 让学生在理论知识学习之外接触专业实际, 增加感性认识, 为学好房屋建筑学、土木工程材料、建筑结构和建筑施工技术与管理等课程打下一定的基础。
二、土木工程专业认识实习教学过程中存在的问题
(一) 实习时间过于紧张。
鉴于认识实习的目标是使学生对建筑类型、建筑构造、建筑施工技术等一系列专业知识能有个初步的认识, 大部分院校将此实践课程集中安排在大二下学期学完《房屋建筑学》课程之后, 一般实习时间为1~2周。这样安排虽然能让学生对刚学完的建筑设计、建筑构造等理论知识有一个更深刻的感性认识, 以补充课堂教学的不足, 但由于时间限制, 要让学生在短期内把整门课程甚至包括土木工程材料、建筑结构等其他课程的全部内容与实践相结合难度偏大, 学生吃不消。
(二) 实习途径过于单一。
绝大部分院校土木专业所有班级实习时间都安排在同一时段, 大批学生进入工地参观实习在一定程度上会影响施工企业的正常运行, 且要考虑学生的安全问题, 故现在多数院校的实习仍以参观已建成建筑为主。对于此类建筑无法对建筑内部结构和构造有更深入的认识, 实践效果大打折扣。
(三) 学生实习目的不够明确。
多数院校认识实习采用的是自主实习加教师统一指导实习相结合的方式。由于是第一次大型的实习活动, 而土木专业大一大二的课程以基础课为主, 学生对实践教学比较陌生, 且作为第一次大型的集体性活动, 很多学生实习目的不够明确, 把实习当作了一次旅游, 导致实习效果不尽如人意。
三、土木工程专业认识实习改革探讨
(一) 认识实习与现场教学相结合, 采用分阶段实习。
由于认识实习一般安排在《房屋建筑学》课程之后, 而《房屋建筑学》又是一门实践性很强的课程, 对现场教学要求较高, 故可将现场教学当作认识实习的阶段性教学内容, 每学完一个完整的构件, 分批组织学生现场参观周围建筑, 或让学生自主参观周边已建建筑, 及时完成此阶段的实习报告, 并作为认识实习总成绩的评定内容之一;学期末的时候再组织学生的统一实习, 对整个学期所学内容做一个总结, 完成最终的实习报告。这样既能在最佳记忆时间内让学生理论联系实际, 避免学期末实习的时候忘记所学内容, 又能使学生不至于在过短的时间内接受过多内容, 防止形成填鸭式教学, 还能对学生人数做一个分流, 避免大批学生在同一时间涌入某一实习基地。
(二) 加强学校与企业的联系, 创造更多实习途径。
前面提到大部分施工单位考虑到安全性不愿接收大批学生进入施工现场参观实习, 这一现状要改变需依靠学校与企业间纽带关系的强化, 形成长期的合作关系。学校应积极与各相关企业建立互利互惠关系, 签订相关安全协议, 为学生提供安全可靠的实习场所。此外, 学校有很多副高以上的专业课教师来自施工、设计等部门, 通过他们与各自企业的联系也可为学生提供更多实习基地。而学生毕业后也可为企业输送专业型人才, 达到学校与企业“资源共享、优势互补、利益共赢”的目的。同时, 平时的分阶段实习也可推荐学生利用业余时间去这些企业现场参观学习, 并及时给学生答疑解难, 让他们对专业学习保持较高的学习兴趣, 提高教学效果。根据笔者多年的教学经验, 学生自行联系实习单位一方面不安全, 另一方面困难较大, 如果指导老师或学校能主动给他们提供一个实训基地, 能大大提高学生的学习积极性。
(三) 提高学生主观能动性, 加强实习考核工作。
学生是学习的主体, 对于这种人数较多的实践性课程, 教学效果的好坏, 除了要提高教师自身的素养, 更重要还是取决于学生的自主学习能力及他们对实习的重视程度。为提高学生主观能动性, 首先要在认识实习前召开动员大会, 让学生意识到实习的重要性, 明确实习目标及要求, 做好实习前准备工作, 并可适当布置预习任务, 如让他们提前查找待参观建筑的相关资料, 并与所学知识相结合, 使学生对实习目标有更深入的认识, 参观过程中也更具针对性, 不至于把实习当作一种旅游;其次, 在实习过程中指导老师应及时给学生讲解, 提出问题, 促进学生做进一步的思考, 调动他们的主观能动性, 真正达到理论联系实际的目的;最后, 实习完成后要求学生按要求进行总结, 完成实习报告, 这是对实习内容的进一步巩固和吸收, 也可借此检验学生对所学知识的掌握程度。完成实习报告后, 指导老师应将批改意见及时反馈给学生, 一方面可以让学生认识到自己在实习过程中存在的不足, 也能促使学生在写实习报告的过程中端正态度, 不至于应付了事。
四、结语
认识实习作为土木工程专业教学过程中的关键实践环节, 教学效果的好坏直接影响学生的后续学习。针对目前高校认识实习过程中存在的较典型的问题, 通过合理安排实习时间, 提供多样的实习途径, 激发学生自主学习能力等措施, 能有效提高教学效果。
参考文献
[1].高等学校土木工程专业指导委员会.高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002
[2].蒋永生, 邱洪兴, 陈以一.土建类专业工程素质和实践能力培养的研究与实践[J].高等建筑教育, 2003
[3].文畅平.以工程实践能力为培养目标的土木工程专业实践环节教学计划的研究[J].现代企业教育, 2007
[4].张毅, 郭东明.土木工程专业认识实习课程革新探讨[J].科技创新导报, 2011
【关键词】交通工程 认识 实习环节 创新
【基金项目】盐城工学院2013年教改研究项目。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)09-0184-01
盐城工学院交通工程专业于2006年成立,隶属于材料工程学院。为主动适应当地社会人才市场的需求,在分析当代交通科学的特点和趋势的基础上,经过广泛的社会需求调研,以及结合我校以及材料学院的特点和专业优势,确定了交通工程专业的培养目标,即能够从事交通工程施工、监理、检测等方面工作的应用型高级工程技术人才。在交通工程企业、研究机构、高等院校、政府机关等部门从事施工、监理、检测、设计、研究开发、管理、经营、教学等方面工作。
认识实习是我校交通工程专业本科阶段第一个实践性教学环节,它是培养学生了解本专业内容,培养学生对本专业的兴趣,激发学生观察发现专业性问题,从而引导学生在后续课程中的学习。它的引导性是我们制定本科阶段交通工程认识实习内容的基本要求。
1.认识实习现实环境[1]
1.1 现状
1)本校交通工程专业教师理论知识扎实,科学研究能力强,但现场指导经验不足,造成实践与理论的衔接有一定程度的脱节;
2)盐城市的城市规模较小,缺乏先进的交通运输方式,道路类型也较为单一;
3)稳定的实习基地与实习单位数量较少,单位规模较小;
4)交通工程施工具有很强的季节性,实习时间、地点存在较大的随意性;
5)缺乏充足的实习经费;
6)认识实习由于兼顾到软、硬交通的实习,实习内容较多,但时间有限,更多的是走马观花,流于形式,实习效果差。
1.2 应对策略
盐城工学院交通工程专业教研组针对目前认识实习所面临的形势,结合其他专业的实习经验,采取了相应的应对措施。主要表现为三方面:
1)学院积极努力创造条件,发挥专业教师的积极性,为教师与企业建立联系;
2)实习地点考虑盐城和上海两地,盐城市进行道路、桥梁施工的课堂讲座等方面实习,上海市考虑城市交通、运输、规划等方面实习;
3)实习方式采用集中实习与分散实习相结合的方式。由于时间与经费紧张,实习覆盖量广等特点,在盐城市集中实习,主要是以课堂讲座以及录像的形式,上海市分散实习。
2.认识实习方案
盐城工学院材料学院是学校的老牌强势学科,其包含无机非金属材料专业等6个专业,交通工程专业属于其中之一。交通工程专业依托材料学院的优势,建立起与交通材料相关方向的专业特色。在制定认识实习内容时,就需要考虑交通工程专业本身的基础内容以及交通工程材料的制备、成型、养护、检测等内容。具体实习方案从三方面展开。
2.1 实习安排
1)时间安排
我校交通工程专业认识实习时间为2周,考虑到为后续专业基础课程学习作引导,安排在本科阶段第二学期末进行。
2)组织安排
我校交通工程专业认识实习指导教师主要负责学生实习期间的学习生活以及相应的实习任务,安全管理工作责任由专业系主任总负责,每班配备2位指导教师负责。
3)地点安排
我校交通工程专业认识实习考虑盐城和上海两地(包含两地往返途中实习)。
2.2 实习内容及目标
1)了解混凝土搅拌站、沥青拌合站的构成;
2)了解道路、桥梁组成、附属设施有哪些;
3)了解道路、桥梁、立交、隧道的区别,了解城市道路与公路的区别;
4)了解城市道路交叉口的类型,了解交通组织、信号配时的内容等;
5)了解高速公路的组成等;
6)了解城市交通管理与城市交通运输方式等。
2.3 实习成绩评定
成绩评定包含两方面成绩:平时表现与提交成果。平时表现占50%,提交的成果占50%。
3.认识实习实践教学改革
交通工程专业是多学科交叉与融合的学科,就业趋向实践能力强的学生[2]。因此,在認识实习实践教学方面做出了多项改革措施。
3.1实习管理科学化
交通工程专业认识实习期间强调“安全第一,层层管理,责任到人,互相监督”的思想,由系主任、指导教师、班长、组长、成员的组织管理体系,制定多项安全管理措施,对实习学生进行动态管理。
3.2实习模式多样化
交通工程专业认识实习采用讲座、录像、现场观摩等多种学习手段组成。针对不同的实习内容,选择最佳的教学手段,使得学生能够将实习与理论知识有机的联系起来,真正的掌握理论知识。
3.3实习内容具体化
交通工程专业认识实习印制了《交通工程专业认识实习指导书》,能够有效的指导学生实习内容及相关理论知识组成,使学生能够有目的有方法的学习实习内容,从而达到实习的目的。
3.4 实习报告规范化
交通工程专业认识实习印制了《交通工程专业认识实习报告》,要求学生按照实习内容、报告书的规范,每天撰写实习日记,并附有实习相关证据(如照片、车票、绘图等),最后并撰写实习心得总结。
4.结语
认识实习实践教学质量的提高是一个系统问题,单靠某一环节的加强或某一方面的管理不能从根本上解决问题,需要与理论教学配合以及实践教学各个环节提高,需要各方面齐抓共管,才能真正的提高认识实习实践教学质量[3]。
参考文献:
[1]苏会锋,王玉和.新形势下交通工程专业毕业实习的思考与对策[J].中国校外教育:2010,08(下旬刊):125-126.
[2]冯天军,梁春.岩交通工程专业大学生实践能力培养途径研究[J].吉林建筑工程学院学报,2011,28(1):112-114.
本次实习,我们首选观看了相关的视频,包括台湾雪山隧道、厦门翔安海底隧道、秦岭隧道tbm施工、纽约哈林大桥、重庆朝天门长江大桥、地铁施工、波音大跨度厂房建造等一些典型的隧道桥梁的施工方法、过程和设备,对土木工程施工有了大致的了解,为下一步实习奠定了基础。
德大线是我们本次生产实习的现场,德大铁路正线全长256公里,自德州市区黄河涯站引出, 途经济南市(商河县)、滨州市、东营市,止于潍坊市大家洼,德大铁路按一级铁路等级设计这是铁路等级的最高级别。该铁路按近期单线、远期双线设计,近期目标速度为160公里/小时,远期目标速度为200公里/小时。德大铁路由铁道部与山东省共同建设,工程投资初步概算近百亿元,项目工期3年,本次参观实习的中铁十局负责德大线综合ⅰ标段。
在中铁十局德大线,我们首先参观了高架桥的现场施工,负责修建的现场工作人员和李延强老师对我们参观过程中产生的问题进行了详细的解答,着重讲解了桥梁的分类和预应力混凝土的知识,这使得我们既学到了课本中没有的概念又把课本中有关的知识进行了加深和巩固,学以致用。参观完高架桥,我们接着去了中铁四局的德州制梁厂,在梁厂经理和总工的带领下我们现场参观了梁长的各个功能区和梁的制作流程、注意事项、分类等方面的详细知识,使我们对梁厂有了一定的认识,参观最后梁厂经理对我们提出的问题进行了回答和解释。
在本次实习过程中,我的收获就是学习到了梁的分类,现场我们看到的是槽型梁和t型梁,在参观的过程中还有一个就是预应力混凝土梁,可见梁有很多种类,每一种梁都有其适用的范围和制作的工艺要求。从简支梁、连续梁、悬臂梁到槽型梁、t型梁、预应力混凝土梁,因此对梁的了解应该首先从梁的分类开始:
一、梁按照结构力学属性可分为:静定梁和超静定梁,静定梁有简支梁、外伸梁,悬臂梁等;超静定梁有单跨固端梁、多跨连续梁。
在外力因素作用下全部支座反力和内力都可由静力平衡条件确定的梁即为静定梁,静定梁是没有多余约束的几何不变体系,其反力和内力只用静力平衡方程就能确定。
二、梁按照结构工程属性可分为:框架梁、剪力墙支承的框架梁、内框架梁、梁、砌体墙梁、砌体过梁、剪力墙连梁、剪力墙暗梁、剪力墙边框梁。
框架梁是指两端与框架柱相连的梁,或者两端与剪力墙相连但跨高比不小于5的梁。
三、梁按照其在房屋的不同部位,可分为:屋面梁、楼面梁、地下框架梁、基础梁。
基础梁简单说就是与基础上的梁。基础梁一般用于框架结构、框架剪力墙结构,框架柱落于基础梁上或基础梁交叉点上,其主要作用是作为上部建筑的基础,将上部荷载传递到地基上,基础梁作为基础,起到承重和抗弯功能,一般基础梁的截面较大,截面高度一般建议取1/4~1/6跨距,这样基础梁的刚度很大,可以起到基础梁的效果,其配筋由计算确定,基础梁断面一般作成梯形。
四、梁依据截面形式,可分为:矩形截面梁、t形截面梁、十字形截面梁、工字形截面梁、匚形截面梁、囗形截面梁、不规则截面梁。
五、梁依据梁宽与梁高的不同比值,可分为:深梁、梁、宽扁梁。
六、依据梁与梁之间的搁置与支承关系,可把梁分为:主梁和次梁。
主梁指的是在上部结构中,支承各种荷载并将其传递至墩、台的梁。
次梁在主梁的上部,主要起传递荷载的作用。在主梁和次梁的交接处,可以把主梁看成是次梁的支座。
七、按应力方式分:先张法预应力桥梁和后张法预应力桥梁。
八、按结构形式分;如简支梁、悬臂梁等。
简支梁只是梁的简化模型的一种,还有悬臂梁。
悬臂梁为一端固定约束,另一端无约束。
可以看出梁按照不同的分类标准有不同种类的划分方法,而且随着技术和材料的发展预应力钢筋混凝土梁在铁路桥梁中占有了越来越重要的地位,在本次实习看的槽型梁和t型梁就是预应力混凝土梁,在梁的上部和两端我们可以清楚的看到为施加预应力而配置的锚具,还有一部分没有切断的钢丝以及张拉设备,下面我就重点介绍预应力钢筋混凝土梁
在介绍预应力混凝土梁之前我们先了解什么是预应力混凝土。
为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象,在构件使用(加载)以前,预先给混凝土一个预压力,即在混凝土的受拉区内,用人工加力的方法,将钢筋进行张拉,利用钢筋的回缩力,使混凝土受拉区预先受压力。这种储存下来的预加压力,当构件承受由外荷载产生拉力时,首先抵消受拉区混凝土中的预压力,然后随荷载增加,才使混凝土受拉,这就限制了混凝土的伸长,延缓或不使裂缝出现,这就叫做预应力混凝土。
那么什么是预应力混凝土梁呢?预应力混凝土梁就是对梁预先施加使其在跨中产生负弯矩的力,以部分抵消梁在使用中的正弯矩。
预应力混凝土梁,除了具有钢筋混凝土梁的所有优点外,它的主要特点是:
1.预应力混凝土结构,由于能够充分利用高强度材料(高强度混凝土、高强度钢筋),所以构件截面小,自重弯矩占总弯矩的比例大大下降,桥梁的跨越能力得到提高。
2.与钢筋混凝土梁相比,一般可以节省钢材30~40%,跨径愈大,节省愈多。
3.全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝,即使部分预应力混凝土梁在常遇荷载下也无裂缝,鉴于全截面参加工作,梁的刚度就比通常开裂的钢筋混凝土梁要大。因此,预应力梁可显著减少建筑高度,使大跨径桥梁做得轻柔美观。由于能消除裂缝,这就扩大了对多种桥型的适应性,并提高了结构的耐久性。
4.预应力混凝土梁因其节省材料,自重轻,减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力,结构简单,安全可靠,便于安装等优点。
也就是说预应力混凝土梁的出现改变了之前的工程结构,在国内建设中得到广泛应用,适用于大跨度、大空间的房屋建筑工程,如大跨度的混凝土梁、大偏心的框架柱、大柱网的混凝土楼板;大悬臂梁、转换梁或转换板、抗拔桩、基础地梁、地下室底板;要求裂缝控制等级较高的结构;受力较大的构件;对结构的刚度和变形控制要求较高的构件。
由预应力混凝土梁的作用和适用范围我们可以确定预应力钢筋混凝土梁相比于普通的钢筋混凝土梁对材料的要就更高。
一、预应力筋要求
必须要求强度高,因为预应力的张拉应力在构件的使用过程中,会发生混凝土的收缩和徐变,钢材松弛等。这些都会造成预应力的损失,而强度越高的钢材,这种损失越小。有较好的塑性与良好的加工性能,以满足在施工中预应力筋需要的弯曲和转折,以及在锚夹具中受到较高的局部应力等。在外型尺寸上需要均匀,横断面特征值的误差小,使得控制应力准确。防腐性能良好,因为预应力筋腐蚀数量级及后果比普通钢筋严重得多。这不只因为强度高的钢材对腐蚀更敏感,主要是其直径较小,即使是一个小小的锈点,也能显著减小钢材的横断面,引起应力集中,最终导致结构提前破坏。因此,不但要求预应力筋本身对腐蚀不敏感,而且在使用前,需要对其外观检查和力学性能试验,并且要加强对其的合理保管与存放。
二、预应力锚固体系要求
工程流体力学水力学实验报告 实验一 流体静力学实验
实验原理
在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程
或
(1.1)
式中: z被测点在基准面的相对位置高度;
p被测点的静水压强,用相对压强表示,以下同;
p0水箱中液面的表面压强;
γ液体容重;
h被测点的液体深度。
另对装有水油(图1.2及图1.3)U型测管,应用等压面可得油的比重S0有下列关系:
(1.2)据此可用仪器(不用另外尺)直接测得S0。实验分析与讨论
1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线?
测压管水头指,即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。2.当PB<0时,试根据记录数据,确定水箱内的真空区域。,相应容器的真空区域包括以下三部分:
(1)过测压管2液面作一水平面,由等压面原理知,相对测压管2及水箱内的水体而言,该水平面为等压面,均为大气压强,故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域,均为真空区域。
(2)同理,过箱顶小水杯的液面作一水平面,测压管4中,该平面以上的水体亦为真空区域。(3)在测压管5中,自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等,亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。3.若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定γ0。
最简单的方法,是用直尺分别测量水箱内通大气情况下,管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0,由式,从而求得γ0。
4.如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响?
设被测液体为水,测压管太细,测压管液面因毛细现象而升高,造成测量误差,毛细高度由下式计算
式中,为表面张力系数;为液体的容量;d为测压管的内径;h为毛细升高。常温(t=20℃)的水,=7.28dyn/mm,=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小,可认为cosθ=1.0。于是有
(h、d单 位 为mm)
哈尔滨工程大学
一般来说,当玻璃测压管的内径大于10mm时,毛细影响可略而不计。另外,当水质不洁时,减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机玻璃作测压管时,浸润角较大,其h较普通玻璃管小。
如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象,但在计算压差时,互相抵消了。
5.过C点作一水平面,相对管1、2、5及水箱中液体而言,这个水平面是不是等压面?哪一部分液体是同一等压面?
不全是等压面,它仅相对管1、2及水箱中的液体而言,这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面:(1)重力液体;(2)静止;(3)连通;(4)连通介质为同一均质液体;(5)同一水平面。而管5与水箱之间不符合条件(4),因此,相对管5和水箱中的液体而言,该水平面不是等压面。
6.用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗?
关闭各通气阀门,开启底阀,放水片刻,可看到有空气由c进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知,测压管1的液面始终与c点同高,表明作用于底阀上的总水头不变,故为恒定流动。这是由于液位的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例,医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。
7.该仪器在加气增压后,水箱液面将下降而测压管液面将升高H,实验时,若以P0=0时的水箱液面作为测量基准,试分析加气增压后,实际压强(H+δ)与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。
加压后,水箱液面比基准面下降了,而同时测压管1、2的液面各比基准面升高了H,由水量平衡原理有
则
本实验仪
d=0.8cm, D=20cm, 故
H=0.0032 于是相对误差有
因而可略去不计。
其实,对单根测压管的容器若有D/d10或对两根测压管的容器D/d7时,便可使0.01。
实验二 不可压缩流体恒定流能量方程(伯诺利方程)实验
实验原理
在实验管路中沿管内水流方向取n个过断面。可以列出进口断面(1)至另一断面(i)的能量方程式(i=2,3,„„,n)
取a1=a2=„an=1,选好基准面,从已设置的各断面的测压管中读出值,测出通过管路的流量,即可计算出断面平均流速v及,从而即可得到各断面测管水头和总水头。
哈尔滨工程大学
成果分析及讨论
1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同?为什么?
测压管水头线(P-P)沿程可升可降,线坡JP可正可负。而总水头线(E-E)沿程只降不升,线坡J恒为正,即J>0。这是因为水在流动过程中,依据一定边界条件,动能和势能可相互转换。测点5至测点7,管收缩,部分势能转换成动能,测压管水头线降低,Jp>0。测点7至测点9,管渐扩,部分动能又转换成势能,测压管水头线升高,JP<0。而据能量方程E1=E2+hw1-2, hw1-2为损失能量,是不可逆的,即恒有hw1-2>0,故E2恒小于E1,(E-E)线不可能回升。(E-E)线下降的坡度越大,即J越大,表明单位流程上的水头损失越大,如图2.3的渐扩段和阀门等处,表明有较大的局部水头损失存在。2.流量增加,测压管水头线有何变化?为什么? 有 如 下 二 个 变 化 :
(1)流量增加,测压管水头线(P-P)总降落趋势更显著。这是因为测压管水头,任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时,Q增大,就增大,则必减小。而且随流量的增加阻力损失亦增大,管道任一过水断面上的总水头E相应减小,故的减小更加显著。
(2)测压管水头线(P-P)的起落变化更为显著。因为对于两个不同直径的相应过水断面有
式中为两个断面之间的损失系数。管中水流为紊流时,接近于常数,又管道断面为定值,故Q增大,H亦增大,(P-P)线的起落变化就更为显著。
3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题?
测点2、3位于均匀流断面(图2.2),测点高差0.7cm,HP=
均为37.1cm(偶有毛细影响相差0.1mm),表明均匀流同断面上,其动水压强按静水压强规律分布。测点10、11在弯管的急变流断面上,测压管水头差为7.3cm,表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”,而在急变流断面上其质量力,除重力外,尚有离心惯性力,故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。在绘制总水头线时,测点10、11应舍弃。4.试问避免喉管(测点7)处形成真空有哪几种技术措施?分析改变作用水头(如抬高或降低水箱的水位)对喉管压强的影响情况。
下述几点措施有利于避免喉管(测点7)处真空的形成:(1)减小流量,(2)增大喉管管径,(3)降低相应管线的安装高程,(4)改变水箱中的液位高度。
显然(1)、(2)、(3)都有利于阻止喉管真空的出现,尤其(3)更具有工程实用意义。因为若管系落差不变,单单降低管线位置往往就可完全避免真空。例如可在水箱出口接一下垂90弯管,后接水平段,将喉管的高程降至基准高程0—0,比位能降至零,比压能p/γ得以增大(Z),从而可能避免点7处的真
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空。至于措施(4)其增压效果是有条件的,现分析如下: 当作用水头增大h时,测点7断面上
值可用能量方程求得。
取基准面及计算断面1、2、3,计算点选在管轴线上(以下水柱单位均为cm)。于是由断面1、2的能量方程(取a2=a3=1)有
(1)因hw1-2可表示成此处c1.2是管段1-2总水头损失系数,式中e、s分别为进口和渐缩局部损失系数。又由连续性方程有
故式(1)可变为
(2)式中可由断面1、3能量方程求得,即
(3)由此得
(4)代入式(2)有(Z2+P2/γ)随h递增还是递减,可由(Z2+P2/γ)加以判别。因
(5)若1-[(d3/d2)4+c1.2]/(1+c1.3)>0,则断面2上的(Z+p/γ)随h同步递增。反之,则递减。文丘里实验为递减情况,可供空化管设计参考。
在实验报告解答中,d3/d2=1.37/1,Z1=50,Z3=-10,而当h=0时,实验的(Z2+P2/γ)=6,将各值代入式(2)、(3),可得该管道阻力系数分别为c1.2=1.5,c1.3=5.37。再将其代入式(5)得
表明本实验管道喉管的测压管水头随水箱水位同步升高。但因(Z2+P2/γ)接近于零,故水箱水位的升高对提高喉管的压强(减小负压)效果不显著。变水头实验可证明该结论正确。
5.由毕托管测量显示的总水头线与实测绘制的总水头线一般都有差异,试分析其原因。
与毕托管相连通的测压管有1、6、8、12、14、16和18管,称总压管。总压管液面的连续即为毕托
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管测量显示的总水头线,其中包含点流速水头。而实际测绘的总水头是以实测的值加断面平均流速水头v2/2g绘制的。据经验资料,对于园管紊流,只有在离管壁约0.12d的位置,其点流速方能代表该断面的平均流速。由于本实验毕托管的探头通常布设在管轴附近,其点流速水头大于断面平均流速水头,所以由毕托管测量显示的总水头线,一般比实际测绘的总水线偏高。
因此,本实验由1、6、8、12、14、16和18管所显示的总水头线一般仅供定性分析与讨论,只有按实验原理与方法测绘总水头线才更准确。
实验三 不可压缩流体恒定流动量定律实验
实验原理
恒定总流动量方程为
取脱离体,因滑动摩擦阻力水平分离
即
式中:
hc——作用在活塞形心处的水深;
D——活塞的直径;
Q——射流流量;
V1x——射流的速度;
β1——动量修正系数。
实验中,在平衡状态下,只要测得Q流量和活塞形心水深hc,由给定的管嘴直径d和活塞直径D,代入上式,便可验证动量方程,并率定射流的动量修正系数β1值。其中,测压管的标尺零点已固定在活塞的园心处,因此液面标尺读数,即为作用在活塞园心处的水深。实验分析与讨论
1、实测β与公认值(β=1.02~1.05)符合与否?如不符合,试分析原因。
实测β=1.035与公认值符合良好。(如不符合,其最大可能原因之一是翼轮不转所致。为排除此故障,可用4B铅笔芯涂抹活塞及活塞套表面。)
2、带翼片的平板在射流作用下获得力矩,这对分析射流冲击无翼片的平板沿x方向的动量力有无影响?为什么?
无影响。
因带翼片的平板垂直于x轴,作用在轴心上的力矩T,是由射流冲击平板是,沿yz平面通过翼片造成动量矩的差所致。即
式中
Q——射流的流量;
Vyz1——入流速度在yz平面上的分速;
Vyz2——出流速度在yz平面上的分速;
α1——入流速度与圆周切线方向的夹角,接近90°;
α2——出流速度与圆周切线方向的夹角;
r1,2——分别为内、外圆半径。,可忽略不计,故x方向的动量方程化为
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该式表明力矩T恒与x方向垂直,动量矩仅与yz平面上的流速分量有关。也就是说平板上附加翼片后,尽管在射流作用下可获得力矩,但并不会产生x方向的附加力,也不会影响x方向的流速分量。所以x方向的动量方程与平板上设不设翼片无关。
3、通过细导水管的分流,其出流角度与V2相同,试问对以上受力分析有无影响? 无影响。
当计及该分流影响时,动量方程为
即
该式表明只要出流角度与V1垂直,则x方向的动量方程与设置导水管与否无关。
4、滑动摩擦力为什么可以忽略不记?试用实验来分析验证的大小,记录观察结果。(提示:平衡时,向测压管内加入或取出1mm左右深的水,观察活塞及液位的变化)
因滑动摩擦力<5墸,故可忽略而不计。
如第三次实验,此时hc=19.6cm,当向测压管内注入1mm左右深的水时,活塞所受的静压力增大,约为射流冲击力的5。假如活动摩擦力大于此值,则活塞不会作轴向移动,亦即hc变为9.7cm左右,并保持不变,然而实际上,此时活塞很敏感地作左右移动,自动调整测压管水位直至hc仍恢复到19.6cm为止。这表明活塞和活塞套之间的轴向动摩擦力几乎为零,故可不予考虑。
5、V2x若不为零,会对实验结果带来什么影响?试结合实验步骤7的结果予以说明。
按实验步骤7取下带翼轮的活塞,使射流直接冲击到活塞套内,便可呈现出回流与x方向的夹角α大于90°(其V2x不为零)的水力现象。本实验测得135°,作用于活塞套圆心处的水深hc’=29.2cm,管嘴作用水头H0=29.45cm。而相应水流条件下,在取下带翼轮的活塞前,V2x=0,hc=19.6cm。表明V2x若不为零,对动量立影响甚大。因为V2x不为零,则动量方程变为
(1)就是说hc’随V2及α递增。故实验中hc’> hc。
实际上,hc’随V2及α的变化又受总能头的约束,这是因为由能量方程得
(2)而
所以
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从式(2)知,能量转换的损失实验原理 较小时,实验四 毕托管测速实验
(4.1)
式中:u-毕托管测点处的点流速;
c-毕托管的校正系数;
-毕托管全压水头与静水压头差。
(4.2)
(4.3)
联解上两式可得
式中:u -测点处流速,由毕托管测定;
- 测点流速系数;
ΔH-管嘴的作用水头。
实验分析与讨论
1.利用测压管测量点压强时,为什么要排气?怎样检验排净与否?
毕托管、测压管及其连通管只有充满被测液体,即满足连续条件,才有可能测得真值,否则如果其中夹有气柱,就会使测压失真,从而造成误差。误差值与气柱高度和其位置有关。对于非堵塞性气泡,虽不产生误差,但若不排除,实验过程中很可能变成堵塞性气柱而影响量测精度。检验的方法是毕托管置于静水中,检查分别与毕托管全压孔及静压孔相连通的两根测压管液面是否齐平。如果气体已排净,不管怎样抖动塑料连通管,两测管液面恒齐平。
2.毕托管的动压头h和管嘴上、下游水位差H之间的大关系怎样?为什么? 由于
且
即
一般毕托管校正系数c=11‟(与仪器制作精度有关)。喇叭型进口的管嘴出流,其中心点的点流速系数=0.9961‟。所以Δh<ΔH。
本实验Δh=21.1cm,ΔH=21.3cm,c=1.000。3.所测的流速系数说明了什么?
若管嘴出流的作用水头为H,流量为Q,管嘴的过水断面积为A,相对管嘴平均流速v,则有
称作管嘴流速系数。
若相对点流速而言,由管嘴出流的某流线的能量方程,可得
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式中:为流管在某一流段上的损失系数;为点流速系数。
本实验在管嘴淹没出流的轴心处测得=0.995,表明管嘴轴心处的水流由势能转换为动能的过程中有能量损失,但甚微。
4.据激光测速仪检测,距孔口2-3cm轴心处,其点流速系数为0.996,试问本实验的毕托管精度如何?如何率定毕托管的修正系数c?
若以激光测速仪测得的流速为真值u,则有
而毕托管测得的该点流速为203.46cm/s,则ε=0.2‰ 欲率定毕托管的修正系数,则可令
本例:
5.普朗特毕托管的测速范围为0.2-2m/s,轴向安装偏差要求不应大于10度,试说明原因。(低流速可用倾斜压差计)。
(1)施测流速过大过小都会引起较大的实测误差,当流速u小于0.2m/s时,毕托管测得的压差Δh亦有
若用30倾斜压差计测量此压差值,因倾斜压差计的读数值差Δh为,那么当有0.5mm的判读误差时,流速的相对误差可达6%。而当流速大于2m/s时,由于水流流经毕托管头部时会出现局部分离现象,从而使静压孔测得的压强偏低而造成误差。
(2)同样,若毕托管安装偏差角(α)过大,亦会引起较大的误差。因毕托管测得的流速u是实际流速u在其轴向的分速ucosα,则相应所测流速误差为
α若>10,则
6.为什么在光、声、电技术高度发展的今天,仍然常用毕托管这一传统的流体测速仪器?
毕托管测速原理是能量守恒定律,容易理解。而毕托管经长期应用,不断改进,已十分完善。具有结构简单,使用方便,测量精度高,稳定性好等优点。因而被广泛应用于液、气流的测量(其测量气体的流速可达60m/s)。光、声、电的测速技术及其相关仪器,虽具有瞬时性,灵敏、精度高以及自动化记录等诸多优点,有些优点毕托管是无法达到的。但往往因其机构复杂,使用约束条件多及价格昂贵等因素,从
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而在应用上受到限制。尤其是传感器与电器在信号接收与放大处理过程中,有否失真,或者随使用时间的长短,环境温度的改变是否飘移等,难以直观判断。致使可靠度难以把握,因而所有光、声、电测速仪器,包括激光测速仪都不得不用专门装置定期率定(有时是利用毕托管作率定)。可以认为至今毕托管测速仍然是最可信,最经济可靠而简便的测速方法。
实验五 雷诺实验
实验原理
实验分析与讨论
⒈流态判据为何采用无量纲参数,而不采用临界流速?
雷诺在1883年以前的实验中,发现园管流动存在两种流态——层流和紊流,并且存在着层流转化为紊流的临界流速V’,V’与流体的粘性ν及园管的直径d有关,即
(1)
因此从广义上看,V’不能作为流态转变的判据。
为了判别流态,雷诺对不同管径、不同粘性液体作了大量的实验,得出了用无量纲参数(vd/ν)作为管流流态的判据。他不但深刻揭示了流态转变的规律,而且还为后人用无量纲化的方法进行实验研究树立了典范。用无量纲分析的雷列法可得出与雷诺数结果相同的无量纲数。可以认为式(1)的函数关系能用指数的乘积来表示。即
(2)
其中K为某一无量纲系数。式(2)的量纲关系为
(3)
从量纲和谐原理,得
L:2α1+α2=1 T:-α1=-1
联立求解得α1=1,α2=-1 将上述结果,代入式(2),得
或
雷诺实验完成了K值的测定,以及是否为常数的验证。结果得到K=2320。于是,无量纲数vd/ν便成了适应于任何管径,任何牛顿流体的流态转变的判据。由于雷诺的奉献,vd/ν定命为雷诺数。
随着量纲分析理论的完善,利用量纲分析得出无量纲参数,研究多个物理量间的关系,成了现今实验研究的重要手段之一。
⒉为何认为上临界雷诺数无实际意义,而采用下临界雷诺数作为层流与紊流的判据?实测下临界雷诺数为多少?
根据实验测定,上临界雷诺数实测值在3000~5000范围内,与操作快慢,水箱的紊动度,外界干扰等密切相关。有关学者做了大量实验,有的得12000,有的得20000,有的甚至得40000。实际水流中,干扰总是存在的,故上临界雷诺数为不定值,无实际意义。只有下临界雷诺数才可以作为判别流态的标准。
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凡水流的雷诺数小于下临界雷诺数者必为层流。一般实测下临界雷诺数为2100左右。
⒊雷诺实验得出的圆管流动下临界雷诺数2320,而目前一般教科书中介绍采用的下临界雷诺数是2000,原因何在?
下临界雷诺数也并非与干扰绝对无关。雷诺实验是在环境的干扰极小,实验前水箱中的水体经长时间的稳定情况下,经反复多次细心量测才得出的。而后人的大量实验很难重复得出雷诺实验的准确数值,通常在2000~2300之间。因此,从工程实用出发,教科书中介绍的园管下临界雷诺数一般是2000。⒋试结合紊动机理实验的观察,分析由层流过渡到紊流的机理何在?
从紊动机理实验的观察可知,异重流(分层流)在剪切流动情况下,分界面由于扰动引发细微波动,并随剪切流速的增大,分界面上的波动增大,波峰变尖,以至于间断面破裂而形成一个个小旋涡。使流体质点产生横向紊动。正如在大风时,海面上波浪滔天,水气混掺的情况一样,这是高速的空气和静止的海水这两种流体的界面上,因剪切流动而引起的界面失稳的波动现象。由于园管层流的流速按抛物线分布,过流断面上的流速梯度较大,而且因壁面上的流速恒为零。相同管径下,如果平均流速越大则梯度越大,即层间的剪切流速越大,于是就容易产生紊动。紊动机理实验所见的波动→破裂→旋涡→质点紊动等一系列现象,便是流态从层流转变为紊流的过程显示。
⒌分析层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面各有何差异? 层流和紊流在运动学特性和动力学特性方面的差异如下表:
运动学特性:
动力学特性:
层流: 1.质点有律地作分层流动
1.流层间无质量传输
2.断面流速按抛物线分布
2.流层间无动量交换
3.运动要素无脉动现象
3.单位质量的能量损失与流速的一次方成正比
紊流: 1.质点互相混掺作无规则运动
1.流层间有质量传输
2.断面流速按指数规律分布
2.流层间存在动量交换
3.运动要素发生不规则的脉动现象
3.单位质量的能量损失与流速的(1.75~2)次方成正比
实验六 文丘里流量计实验
实验原理
根据能量方程式和连续性方程式,可得不计阻力作用时的文氏管过水能力关系式
式中:Δh为两断面测压管水头差。
由于阻力的存在,实际通过的流量Q恒小于Q’。今引入一无量纲系数µ=Q/Q’(μ称为流量系数),对计算所得的流量值进行修正。即
另,由水静力学基本方程可得气—水多管压差计的Δh为 实验分析与讨论
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⒈本实验中,影响文丘里管流量系数大小的因素有哪些?哪个因素最敏感?对d2=0.7cm的管道而言,若因加工精度影响,误将(d2-0.01)cm值取代上述d2值时,本实验在最大流量下的μ值将变为多少? 由式
可见本实验(水为流体)的μ值大小与Q、d1、d2、Δh有关。其中d1、d2影响最敏感。本实验中若文氏管d1 =1.4cm,d2=0.71cm,通常在切削加工中d1比d2测量方便,容易掌握好精度,d2不易测量准确,从而不可避免的要引起实验误差。例如当最大流量时μ值为0.976,若d2的误差为-0.01cm,那么μ值将变为1.006,显然不合理。
⒉为什么计算流量Q’与实际流量Q不相等?
因为计算流量Q’是在不考虑水头损失情况下,即按理想液体推导的,而实际流体存在粘性必引起阻力损失,从而减小过流能力,Q 如图6.4所述,⒋试应用量纲分析法,阐明文丘里流量计的水力特性。 运用量纲分析法得到文丘里流量计的流量表达式,然后结合实验成果,便可进一步搞清流量计的量测特性。 对于平置文丘里管,影响ν1的因素有:文氏管进口直径d1,喉径d2、流体的密度ρ、动力粘滞系数μ及两个断面间的压强差ΔP。根据π定理有 从中选取三个基本量,分别为: 共有6个物理量,有3个基本物理量,可得3个无量纲π数,分别为: 哈尔滨工程大学 根据量纲和谐原理,π1的量纲式为 分别有 L:1=a1+b1-3c1 T:0=-b1 M:0= c1 联解得:a1=1,b1=0,c1=0,则 同理 将各π值代入式(1)得无量纲方程为 或写成 进而可得流量表达式为 (2) 式(2)与不计损失时理论推导得到的 (3) 相似。为计及损失对过流量的影响,实际流量在式(3)中引入流量系数µQ计算,变为 (4) 比较(2)、(4)两式可知,流量系数µQ与Re一定有关,又因为式(4)中d2/d1的函数关系并不一定代表了式(2)中函数所应有的关系,故应通过实验搞清µQ与Re、d2/d1的相关性。 哈尔滨工程大学 通过以上分析,明确了对文丘里流量计流量系数的研究途径,只要搞清它与Re及d2/d1的关系就行了。由实验所得在紊流过渡区的µQ~Re关系曲线(d2/d1为常数),可知µ因恒有μQ随Re 的增大而增大,<1,故若使实验的Re增大,µQ将渐趋向于某一小于1 的常数。 另外,根据已有的很多实验资料分析,µQ与d1/d2也有关,不同的d1/d2值,可以得到不同的µQ~Re关系曲线,文丘里管通常使d1/d2=2。所以实用上,对特定的文丘里管均需实验率定µQ~Re的关系,或者查用相同管径比时的经验曲线。还有实用上较适宜于被测管道中的雷诺数Re>2×105,使µQ值接近于常数0.98。 流量系数µQ的上述关系,也正反映了文丘里流量计的水力特性。 ⒌文氏管喉颈处容易产生真空,允许最大真空度为6~7mH2O。工程中应用文氏管时,应检验其最大真空度是否在允许范围内。据你的实验成果,分析本实验流量计喉颈最大真空值为多少? 本实验若d1= 1.4cm,d2= 0.71cm,以管轴线高程为基准面,以水箱液面和喉道断面分别为1—1和2—2计算断面,立能量方程得 则 > 0 认 识 实习报 告 学号1208091810 班级工程力学1001班 姓名袁点 指导老师娄平曾志平涂鹏 汪优 陈宪麦 日期年 实习时间: 9月2日、9月3日 实习目的: 1、对铁道工程专业有个整体的认识 2、了解铁道工程在土木工程里与其它专业方向的区别 3、给自己今后的学习明确方向 实习内容: 安排了两天的认识实习。第一天是汪老师的多媒体课给我们介绍铁道工程的专业内容和在实践中的应用;第二天我们在娄老师、曾老师、涂老师和陈老师的带队下去新开铺附近铁路进行了现场实习。 实习体会: 这次实习我的收获不少,最主要的是我对自己的专业有了更加清晰的认识,也为之后专业方向的选择打好了基础。 在9月2号,汪老师的多媒体课给我们总体上介绍了铁道工程这个土木工程里的一个重要专业方向。通过课堂上的学习和下课后自己上网查询的一些相关资料,了解到铁道建设对国家经济发展的贡献和未来发展的方向以及它所需求的专业人才标准。 我们知道,现代交通运输分为公路、铁路、航空、水运、管道五类。铁路运输的特点是:载运量大、运费较低、行驶速度较高、连续性强、一般不受气候、地形等自然条件的影响、适合于中长途客货运输。 铁路是国家重要的基础设施,大众化交通工具。铁路在综合交通体系中占有重要地位。铁路为经济和社会的全面、协调、可持续发展,发挥着更加有效的促进作用。通过老师的介绍和自己课后的学习,我从以下九个方面对铁道有了更加细致的认识。 1.铁路的由来与发展 世界第一条铁路:1825年9月27日,在英国的斯托克顿和达灵顿之间开通。 世界上第一条高速铁路:1964年10月1日投入运营的日本东海道新干线,最高时速达210公里。 铁路的发展趋势:客运高速化、货运重载化。 2.铁路选线设计 铁路选线设计的基本任务: 1)根据国家政治、经济、国防的需要,结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况,规划线路的基本走向,选定 设计线路的主要技术标准。 2)根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施等具体情况,设计线路的空间位置(线路平面、立面),并在保证行车安全的前提下,力争提高线路质量、降低工程造价,节约运营支出。 3)与其他个体工程专业共同研究,布置线路上各种建筑物,如车站或交叉、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等,并确定其类型或大小,使其总体上互相配合,全局上经济合理,为进一步单项设计提供依据 3.铁道工程建筑物 铁道工程建筑物:包括路基、轨道、桥梁、隧道以及车站与其他各种附属设备等。 1)轨道:轨道的作用:引导列车运行,直接承受来自列车的荷载,并将其分布传至路基或桥隧结构物。轨道的组成:一般由钢轨、轨枕、联接零件、道床、防爬设备和道岔等组成。 2)钢轨:钢轨的作用:直接和车轮接触,并提供运行阻力最小的接触面,引导列车按规定的方向运行。钢轨的型号:根据每米钢轨的质量分为75、60、50和43。轨钢轨的标志:在每根钢轨的轨腰轧制有生产厂标志、钢轨型号、制造年月等。 3)联接零件-接头连接零件:接头连接零件:联接两根钢轨端部。功能:接头联接零件使车轮能顺利滚过钢轨接头,并保持前后两根钢轨协调工作。 4)联接零件-中间连接零件:中间连接零件:联接钢轨和轨枕,称为扣件。功能:钢轨和轨枕连为一体构成轨道框架,使两股钢轨保持正确的相对位置;扣件提供足够的压力,防止钢轨倾覆,阻止钢轨的纵向移动。 5)轨枕:轨枕的功能:支承钢轨、保持轨距和线路方向,并将来自钢轨的压力经其分布后传于道床。轨枕的分类:按材料可以将轨枕分为木枕、混凝土轨枕和钢枕。钢枕在我国很少使用。我国的钢筋混凝土轨枕分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。 6)轨枕-木枕:木枕断面一般为矩形。分为普通木枕、道岔木枕及桥梁木枕 7)道床:功能:承受来自轨枕的压力并均匀地散布到路基面上,降低路基面的应力集度。构造:道床断面包括道床厚度、顶面宽度及边坡坡度三个主要特征。 8)道岔:道岔是使机车车辆从一股轨道分支进入另一股轨道,或跨越另一股轨道的线路设备,它的基本功能是实现线路的连接和交叉。线路连接和交叉设备总称为道岔和交叉,铁路工程界习惯称为道 岔。现介绍铁路工程上最常用的单开道岔,单开道岔由转辙器、辙叉与护轨、连接部分以及岔枕组成。 9)转辙器:转辙器由两根基本轨、两根尖轨及各种联结零件组成。转辙器主要零件是滑床板、限位器、轨撑、道岔拉杆及连杆、辙叉及护轨、可动心轨辙叉、护轨、连接部分等等。 10)路基:路基是为满足轨道铺设和运营条件而修建的土工构筑物。路基必须保证轨顶设计标高,并与桥隧建筑物连接组成完整贯通的铁路线路。路基工程包括路基本体工程、排水工程、防护工程和支挡工程四项主要工程。 11)桥梁:桥梁是在铁路架空的部位承托轨道。桥梁由上部结构及下部结构组成,上部结构为桥跨,下部结构为桥墩、桥台及墩台基础。轨道传来的力,通过桥跨、墩台及基础,逐次传递至基底面上。 12)隧道:隧道是铁路穿越山岭所开凿的地下孔道,其底部承托着轨道,其四周承受着围岩的压力的地下工程结构。 13)车站:火车站按作业性质分为客运站、货运站和客货功能兼备的客货运站3种。根据列车作业的性质可分为编组站、区段站、中间站、越行站和会让站5种。车站按业务量,地理条件划分为特,一,二,三,四,五等站。 4.轨道铺设与施工资料 轨道铺设是指将在轨排组装基地组装的轨排铺设于道床上。整个铺设工作由轨排的组装、运送和铺设,以及道碴的运送和铺设等环节组成。施工资料主要是沙石、混凝土和钢轨等等。 5.无碴轨道 无碴轨道是一种少维修的轨道结构,它利用成型的组合材料代替道碴,将轮轨力分布并传递到路基基础上。无碴轨道按照结构可以分为整体结构式和直接支承式。无碴轨道可分为:板式无碴轨道、长枕埋入式无碴轨道、弹性支承块式无碴轨道等等。 6.高速铁路 根据UIC的定义,高速铁路是指营运速率达每小时200公里的铁路系统。高速铁路除了在列车在营运达到速度一定标准外,车辆、路轨、操作都需要配合提升。广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。 7.重载铁路 重载铁路是指用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。一般火车单列运输量约为2000~3000吨,而重载火车单列运输量至少在5000吨以上。总重大可达1~2万吨,轴重大可达30吨,行车密度大可达1万吨千米/千米。重载列车需着重研究的问题是运行管理、轨道的适应性,以及大 宗散货的装卸等。 8.城市轨道交通 由于城市轨道交通具有较高的准时性、速达性、舒适性和安全性,能充分利 用地下空间、节省城市用地,并具有良好的环保效益,一直处于世界发达国家主 要城市公共交通系统的主导地位。 目前我国城市轨道交通尚未形成规模,但已将城市轨道交通发展作为拉动国民经济、特别是大城市经济发展的重大战略。北京、上海等11个城市在建城市轨道交通线路达1000km。 9.我国铁路现状与发展 我国路网欠发达,装备水平低,与世界发达国家铁路之间存在不小的差距。 我国铁路是世界上最繁忙的铁路,据1998年统计,换算运输密度高达2777.9×104t﹒km/km,远高于世界第二位的俄罗斯,分别是日本、美国、法国、德国的2.0倍、2.9倍、8.6倍和8.9倍。 长期以来,铁路投资比重偏低,与国民经济发展的需要很不适应。因此,要解决铁路发展滞后的问题,尽快适应国民经济和社会发展要求,铁路小发展不行,慢发展不行,必须大发展、快发展。 9月3号,我们在老师的带领下参观了位于长沙新开铺的铁路。那段铁路早已经废弃了,钢轨已经生锈了,看来不能再行车运行了。经过现场对铁路的观察,我对铁路了解更透彻了,对昨天老师讲的有关铁路工程的概念理解更加明白了。 这天下午,老师给我们看了有关铁路的视频,最让我感动的是青藏铁路。建设青藏铁路是党中央、国务院在新世纪之初做出的战略决策,是西部大开发的标志性工程,对加快青藏两省区的经济、社会发展,增进民族团结,造福各族人民,具有重要意义。铁路已于2006年7月1日9:00全线通车。青藏铁路由青海省西宁市至西藏自治区拉萨市,全长1956公里。青藏铁路建设面临着多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱“三大难题”的严峻挑战,工程艰巨,要求很高,难度很大。青藏铁路是目前世界上海拔最高的铁路,沿线常年平均气温在零摄氏度以下,空气中的含氧量仅为平原地区的一半。铁路穿越海拔4000米以上的地段为960公里,其中翻越唐古拉山最高点海拔达到5072米。为了青藏铁路早日开通运营,青藏铁路全线上万名建设者,放弃节假日等休息时间,正在为青藏铁路建设奔波忙碌着。青藏铁路的开通将进一步加快西藏、青海两省区的经济发展,“出国容易进藏难”的历史将一去不复返,铁路运输将大大降低进出藏客运和货运的成本。 充实而不乏趣味的两天实习过去了,我们在老师的指导下进行了实习总结。同学们从大方向、大的感性认识上了解了铁道工程,并借此激发我们的学习兴趣。 关键词:农业水利工程,认识实习,教学实践 实践教学环节在高等教育中占有重要地位, 对于大学生全面深入理论联系实际、培养思维和创新能力有着至关重要的作用[1,2]。我国是一个农业大国, 农业水利工程作为典型的工科专业, 在建设我国社会主义强国进程中扮演着重要角色[3], 实践教学环节的重要性更加突出。农业水利工程专业人才培养方案中实践教学一般包括测量实习、地质实习、认识实习、毕业实习等。其中的认识实习是农业水利工程专业人才培养方案的重要组成部分, 是学生在校学习期间理论联系实际、增长实践知识的重要手段和方法之一。学生经基础课学习后, 对专业虽形成了一定认识, 但仍不甚了解。在学习专业课之前, 通过参观大、中型水库枢纽等水工建筑物工程及灌区灌排渠系等农田水利工程, 使学生初步了解专业内容。它为实现专业培养目标起着重要作用, 是学生对各种农业水利工程设施建立感性认识的重要步骤, 同时也是激发学生对专业的热爱以及学习后续专业课程的重要环节。笔者担任了三峡大学农业水利工程认专业识实习指导工作, 在教学的学习和实践过程获得了一些经验和体会, 并结合相关理论学习和文献研究归纳了几种解决问题以及提高实践教学质量的方法与技巧, 旨在为本课程今后教学工作的进一步改善提供参考。 1 认识实习的目的 认识实习是农业水利工程专业教学工作的重要组成部分, 它引导学生将前期的理论与后期的专业课程和实践知识相结合的重要过程, 使本专业的学生对专业知识有一个大致的了解, 增加对水工建筑物、灌溉排水工程、水泵与水泵站等专业知识的感性认识和运行管理的经验。农业水利工程专业认识实习主要目的包括以下几方面: (1) 认识实习的目的是使学生巩固和运用所学的前期基础理论、基础知识和基本技能, 获取感性认识和运行管理的经验, 增强学生在农业水利工程专业各种工作岗位上的独立工作能力; (2) 认识实习过程中进一步锻炼学生与人合作共事的能力, 专业能力, 组织能力, 应变能力, 说教能力以及善于思考的能力; (3) 认识实习引导学生对专业知识的了解, 培养其对专业的热爱; (4) 在认识实习中, 总结经验教训, 肯定成绩, 发现问题, 积极采取改进措施, 进一步提高教育与教学质量; (5) 学生在实践中, 树立吃苦、耐劳的思想品德。 2 认识实习实践模式 由于农业水利工程专业是培养具备农业水利工程专业基本理论和基本技能知识, 能在农业、水利、水电、水保等部门从事水利工程 (灌排工程、农业水土资源开发、水库枢纽、渠系建筑物等) 勘测、规划、设计、施工、管理和教学科研等方面工作, 也可在土木建筑相关部门工作的综合性高级工程技术人才。因此认识实习的实习点必须丰富多样, 涵盖主要典型水利工程。结合实际情况, 因地制宜, 三峡大学初步形成了相对稳定而又具优化组合的认识实习点。实践过程及具体环节安排主要包括以下几点: 水工建筑物实习点:三峡水利枢纽, 包括枢纽中心学习听取三峡工程报告、参观南北双线五级船闸、升船机、大坝坝顶、坝后电站厂房;葛洲坝水利枢纽。 灌排工程灌区实习点:湖北省漳河工程管理局, 包括管理局听取漳河灌区报告, 参观南桥渡槽、水库副坝及观音寺大坝枢纽、管理局防办水利信息化建设以及团林灌溉试验站 (湖北省灌溉试验中心站) 。 具体实习模式根据当年实际执行本科人才培养方案以及接洽单位具体情况安排, 优化实习路线。实习指导教师是实习环节的关键因素。学生在专业实习中是否有所收获以及收获的大小, 在很大程度上取决于指导教师主导作用的发挥。结合实际情况, 三峡大学实习指导教师队伍主要由经验丰富的农业水利工程专职教师加外聘教师以及实习单位工程技术人员组成。 3 实习保障措施 3.1 实习前调研准备工作 认识实习是在校外实施的教学环节, 相比课堂教学, 存在较多的影响正常教学过程的不稳定因素。一旦实习在外展开实施, 出现了和预期相异情况, 解决起来会比较困难。这就要求实习前的调研准备工作尽可能做足做充分。例如联系出行车队, 实习单位报销发票、实习经费预算支出、在外住宿等, 均需要提前安排好。该部分工作主要由带队指导老师完成。 3.2 实习前动员会 实习动员是实习进行的第一个环节。实习前动员会包括:安全教育, 认真学习实习大纲和指导书, 明确实习分组及其他问题。认识实习是学生第一次深入生产现场, 由于安全意识相对淡薄, 不熟悉生产环境, 自我保护能力差等方面原因, 安全问题令人担忧。专业认识实习离开封闭的课堂在户外实施, 且实习地点往往是涉水的水利工程现场, 具备一定危险性, 环境的改变加之大自然的诱惑弱化了学生原本就不强的自控能力, 就更易滋生安全事故。所以, 为确保实习安全, 安全教育是认识实习必不可少的重要环节。安全教育不可按照安全规程照本宣科, 而应该结合具体、生动的案例, 讲解学生第一次深入生产现场应注意的安全问题。安全教育的实施地点一般安排在学校进行。 实习大纲和指导书是指导实习顺利进行的纲领性文件, 应根据实习地点的实际情况和要求, 提前了解相关专业知识。使学生预先充分了解实习目的、实习单位及内容、实习计划安排、实习成果格式、考核方式、实习纪律等相关要求。由指导教师明确实习性质, 简略介绍实习地点工程情况, 强调实习的重要性。认识实习, 性质归根结底是学习, 不是游山玩水, 一定要遵守集体活动纪律和秩序。指导老师需制定相关惩处措施, 例如发现不听指挥的学生, 要求班委记录名单, 成绩一律下调一级, 严重者直接不及格、补考或重修。明确实习任务, 要求实习过程中, 要把所学理论知识、规范、制度等与实际问题紧密结合, 力求融会贯通。做好实习衣食住行等相关准备工作。明确应该有哪些收获, 注意培养团队精神。强调安全注意事项和实习纪律是保证实习效果的基本要素。三峡大学专业教师制定编写了实习手册, 内含上述内容及空白的实习日记和实习报告, 力求做到实习成果归档合理化、规范化。 实习前动员会另一个重要目的在于明确实习分组和指导教师组成以及确立班委的责任感。现场具体实习过程的秩序和纪律主要是在带队老师指导下由主要班委 (班长、团支书等) 组织协调, 若班委组织到位, 纪律、秩序等都不会是问题;反之, 主要班委责任感未树立起来, 实习过程中可能只顾自己, 把同学丢在一旁。同时, 对班委的要求还在于要随时出现在带队老师的视线范围内, 学生随时出现在班委视线范围内, 以应对野外可能出现应急情况, 第一时间将指导老师的处理方案传达到各同学。 3.3 实习实施及反馈 实习方式主要包括会议室听取专题报告, 现场参观和全程进行的指导老师及工程技术人员的实践讲解、提问互动交流等环节。其中交流互动环节应贯穿于整个实习过程。通过交流互动, 可以调动学生的学习主动性, 使学生通过发表自己的观点锻炼表达能力, 面对不同的见解时培养自己的分析能力, 在与他人的交流中启发思维。参观交流互动不同于一般的课堂教学互动。它不拘泥于课堂教学的形式, 可以在参观的过程中随时发生。边参观讨论, 使主题更有针对性、更直观, 容易为刚刚接触到农业水利工程专业的学生所接受。 实习结束后, 督促学生尽快完成实习报告、实习心得体会、实习建议意见。重视实习过程和效果, 主要考虑实习前的专业知识预习和准备工作、实习中出勤、组织纪律、团队精神、吃苦耐劳、奉献精神等实习综合表现、报告撰写、心得体会、建议意见等, 给出实习成绩。实习成绩评定标准分为优、良、中、及格、不及格。 4 结语 经过对认识实习实践教学的总结和不断探索, 逐渐形成了具有我校特色的农业水利工程专业认识实习实践教学模式, 即面向工程应用为核心的实习前调研、实习动员、实习实施及反馈的认识实习实践教学模式。为进一步提高农业水利工程专业认识实习教学效果, 增强认识实习实践教学环节在人才培养中的重要作用, 除了要做到具体指导、严格要求和考核外, 还需调研学习其他高校农业水利工程专业认识实习先进经验模式, 以确保专业认识实习更加安全、顺利、高质量地完成。 参考文献 [1]张敏树, 肖敏.认识实习的教学改革实践[J].高教论坛, 2006, (6) :71-72. [2]肖键.认识实习分解进行初探[J].中国电力教育, 2011, (9) :139. 摘 要:建筑力学作为建筑学专业的专业基础课,是一门知识面广、专业性强的课程,对学生的综合能力和工程素质的培养有很重要的作用。建筑力学课程内容抽象,学生基础相对薄弱,学生学习兴趣不高。针对建筑学专业建筑力学课程教学现状,从教学思路、教学方法和教学内容等方面进行一些探索改革,以期对广大教学工作者有所帮助。 关键词:建筑力学;教学改革;实践应用 一、建筑力学课程面临的问题 1.课程学时严重不足,教学压力大 建筑力学课程选用教材有15章内容,涵盖了理论力学、材料力学、结构力学三大部分的内容,每一章都包含新的知识结构,课程执行64个学时,平均一个新的知识点的课时量是4个学时,如果把每一个知识点都作为要点,教师只能勉强完成教学内容,没有时间留给学生思考和消化新知识。因此,学生普遍反映讲授太快,无法跟上课程进度,学习压力大。 2.学生基础相对来说较差 目前,建筑力学课程理论性强,数学推导难度大,计算方法复杂,对课程内容的理解受到高等数学、建筑材料等相关课程的制约,要求学生有较强的数学功底和建筑材料方面的相关知识。由于学生高等数学基础较差,也没有开设建筑材料等相关课程,建筑力学新知识新内容太多,学生普遍反映学习难度大,内容难接受。 3.学生缺乏兴趣,学习动力不足 兴趣是学生学习的动力,学生学习兴趣越浓,学习的自觉性和主动性就越强。建筑力学这门课程比较抽象,面对大量的公式、定理,学生在学习中往往感到枯燥无味,缺乏学习兴趣。另外,建筑学的学生有一种根深蒂固的观念,即建筑是艺术,大部分学生只重视建筑色彩、建筑素描和建筑设计等课程,对于建筑力学课程重视程度不够,学习动力也就相对不足,学习效果不好。 4.教学观念陈旧 目前的建筑力学教学内容偏向于土木工程的力学教学模式,主要关注力学计算,注重计算方法和技巧,基本就是土木工程力学课程内容的简单化,没有考虑建筑学与土木工程两个专业学习目的的不同,缺乏带领学生认识结构受力特点等方面的定性分析。以上问题使得本课程对建筑学的后续课程(如建筑结构)的帮助并不大。所以,要从建筑学专业的特点出发,做好教学内容的取舍,将力学结构的受力特点等知识系统作为建筑力学的教学重点,为后续课程教学做好铺垫。 5.教师素质有待提高 有些教师存在“建筑力学不是建筑学主线课程、不需要花大力气在该课程上”这样的错误观念。教师本位观念严重,上课时照本宣科,不考虑学生的接受能力和理解程度,仅仅是机械完成教学任务。 二、建筑力学课程改革的紧迫性 建筑力学的教学目标是学生通过本课程的学习,能对建筑工程结构进行力学简化并建立初步的力学分析模型,能对一般建筑工程问题进行初步结构分析,掌握结构强度、刚度和稳定性分析的一般方法,培养学生的结构分析能力和结构选型能力,为学习建筑结构方面的专业课程提供相应的力学基础。同时,建筑力学是建筑学专业关于结构方面的先头课程,承担着启蒙学生结构思想的重担。但是,由于存在以上问题,建筑力学课程教学质量不高,远不能达到上述教学目标,改革迫在眉睫。 三、建筑力学教学改革的思路 1.整合教学内容,强调实践应用 针对建筑力学课程时间紧、任务重的问题,教师前期准备时应优选教材,精心备课,教学内容尽量精简,剔除重复讲解的内容,突出重点,以掌握力学概念为基础,把不同结构的受力特点和承载特性作为课程的教学重点,强化学生建筑结构概念认识方面能力的培养。同时,针对学生未来参加国家注册建筑师执业资格考试的需要,平时例题、习题可以从注册试题中选取,既具有代表性、实用性,又让学生切身体会建筑力学的重要性。 2.转变教学理念,贯穿设计意识 建筑力学的学习应从注重计算方法和技巧的思路上转变过来,弱化理论推导,以强化力学在建筑结构中的应用为重点。具体方法有很多,首先,做好课程结构设计,积极引导学生。在课程开始就强调结构设计中有强度、刚度和稳定性三个方面的要求,以解决这三个方面的任务为主线,不仅让学生看到了本课程的学习方向,而且给他们建立了结构设计的宏观意识,讲到后续章节时,启发学生本章是解决以上三个问题的哪一个,帮助学生学以致用。其次,突出重点,结合实际工程。在讲到静定结构内力计算时,应弱化解题技巧,优选简支梁、刚架、三铰拱和桁架等有代表性的例题,详细讲解,总结各结构的受力特点,把例题与实际结构结合起来,并将常见的结构的受力特性进行比较分析,引导学生理解各类结构分别适用于哪些情况,强调建筑力学在建筑设计中的应用,有助于建筑结构设计和建筑结构选型等后续课程的开展。 3.革新教学方式,激发学生兴趣 为了激发学生的学习兴趣和提高课堂授课效率,教师可以借助多媒体教学手段,通过过程分析、仿真模拟等手段,克服单纯教师讲课的不足,带动学生参与到教学中来,提高学生在课堂上的学习效率。例如:在学习绪论时,应充分展现不同类型的国内外著名建筑,阐明这些建筑成功的重要原因是建筑力学知识的正确运用。 4.转变教师观念,变“教本位”为“学本位” 在教学过程中,教师应转变观念,以学生为本,常倾听学生的意见,站在学生的角度看问题。例如:本课程中的新概念多,讲解时应多列举生活中的实例,联系学生已有的生活常识和力学知识,引入新的知识点。又如:在讲到剪切的概念时,可联系生活中常见的剪刀,使同学们理解纸张被剪开是因为纸张相近的横截面被剪刀上下两个剪刀片施加了两个集中力,相邻截面之间发生上下错动变形。杆件的剪切变形也是这样的一个状态,学生即可轻松接受这个概念。 参考文献: [1]夏江涛.建筑学专业建筑力学课程教学设计探讨[J].黑龙江教育,2010,(11). [2]李前程,安学敏.建筑力学[M].北京:中国建筑工业出版社,1998. 【工程力学认识实习报告】推荐阅读: 工程力学开题报告07-12 工程力学专业导论报告10-17 工程热力学上机实验报告07-15 工程力学动量定理10-09 工程力学的发展论文10-09 工程力学考试题库309-19 土力学与基础工程总结07-11 《工程力学课程教学规范》a11-05 力学与建筑工程学院 个人学年总结05-26 理论力学学习报告07-02铁道工程认识实习报告 篇6
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