對工程力學的認識

1、對工程力學的認識工程力學是什么？工程力學是研究有關物質宏觀運動規(guī)律，及其應用的科學。工程給力學提出問題，力學的研究成果改進工程設計思想。從工程上的應用來說，工程力學包括：質點及剛體力學，固體力學，流體力學，流變學，土力學,巖體力學等。工程力學主要研究平衡現(xiàn)象，如氣體、液體、固體的狀態(tài)方程,各種熱力學平衡性質和化學平衡的研究等.對于這類問題，工程力學主要借助統(tǒng)計力學的方法.工程力學對非平衡現(xiàn)象的研究包括四個方面：一是趨向于平衡的過程,如各種化學反應和弛豫現(xiàn)象的研究；二是偏離平衡狀態(tài)較小的、穩(wěn)定的非平衡過程,如物質的擴散、熱傳導、粘性以及熱輻射等的研究；三是遠離于衡態(tài)的問題，如開放系統(tǒng)中所遇到的各

2、種能量耗散過程的研究；四是平衡和非平衡狀態(tài)下所發(fā)生的突變過程,如相變等。解決這些問題要借助于非平衡統(tǒng)計力學和不可逆過程熱力學理論。工程力學的研究工作，目前主要集中三個方面：高溫氣體性質，研究氣體在高溫下的熱力學平衡性質（包括狀態(tài)方程）、輸運性質、輻射性質以及與各種動力學過程有關的弛豫現(xiàn)象；稠密流體性質,主要研究高壓氣體和各種液體的熱力學平衡性質（包括狀態(tài)方程）、輸運性質以及相變行為等;固體材料性質，利用微觀理論研究材料的彈性、塑性、強度以及本構關系等現(xiàn)階段，數(shù)值分析已經成為巖土工程開挖與結構建造動態(tài)過程模擬、工程結構優(yōu)化設計和穩(wěn)定性分析的最有利手段。本研究方向主要研究各種數(shù)值分析方法,包括有限

3、元法、邊界單元法、離散單元法、不連續(xù)變形分析法和問題反分析方法和優(yōu)化設計等在巖土和結構工程中的應用。重點在于應用上述方法合理、準確地模擬和分析、解決巖土和結構工程中的實際問題。要求培養(yǎng)的人才必須具有堅實的數(shù)學、力學基礎，通曉數(shù)值分析的基本原理和方法，有不斷發(fā)展現(xiàn)有的分析理論和技術,使之具有更加廣泛的實用性和更高的精度的能力。同時還應具有編制實用程序軟件的能力。這門專業(yè)的就業(yè)前景怎么樣呢？本專業(yè)是力學與現(xiàn)代機械、水利、土木、生物、材料、航空航天工程應用相結合的綜合性專業(yè)，研究機器與結構的設計思想和分析方法,應用理論、計算和實驗等手段為設計的可靠性和經濟性提供科學的依據(jù)，在國民經濟建設中起重要作用

4、.本專業(yè)畢業(yè)生是上述領域中企業(yè)和研究單位必需的人才。它的培養(yǎng)目標就是讓學生具有以下能力，應具有雄厚的數(shù)學、力學理論基礎和分析能力；熟練掌握理論、計算和實驗等研究方法和工具.在企業(yè)及研究機構中,能夠成為厚基礎、寬口徑、勝任強度、振動和計算機仿真等方面與力學相關的工程設計、技術開發(fā)及技術管理等工作的高級技術人員，并為培養(yǎng)高層次力學研究及軟件開發(fā)人才打下基礎。這個專業(yè)還有自己的特色，重視工程中常用的基礎方法訓練,具有適應面廣闊的特點。主要培養(yǎng)方向為：結構分析軟件應用方向,突出國際知名軟件的應用和特殊分析軟件開發(fā)方面的培養(yǎng)；結構工程方向,突出對建筑、水利和機械結構的強度與安全進行分析方面的培養(yǎng)。對于這

5、個專業(yè)的就業(yè)情況，畢業(yè)生可在機械、土木、水利工程類企、事業(yè)單位從事設計、計算和強度分析等工作,在研制工程應用軟件的高新技術公司中從事軟件設計工作,在科技、教育部門從事科研、教學工作。也可以繼續(xù)攻讀力學、機械、土木與經濟管理學科的研究生。我們如何學好這門課呢?1。 需要的預備知識：力學和數(shù)學是密切相關的，因此要想學好工程力學必須首先掌握相關的高等數(shù)學知識。工程力學中涉及到的高等數(shù)學的主要知識點包括函數(shù)和極限、導數(shù)和積分、空間解析幾何與向量代數(shù)等，在工程力學的相關定義、公式及問題求解過程中經常會涉及上述數(shù)學知識，如果缺乏相關數(shù)學知識會直接影響工程力學的學習效果。希望在學習工程力學之前以及在學習過程

6、中能夠熟練應用上述數(shù)學知識. 工程力學中的許多問題是在大學物理的基礎進行分析和研究的，學習工程力學之前還應掌握大學物理中力學部分的知識。大學物理中是以質點為主要研究對象（同時也涉及質點系)，研究其受力及運動規(guī)律.工程力學是在大學物理基礎上的延伸和擴展，以剛體和變形體（即特殊的質點系和質點系)為研究對象，研究其受力及強度、剛度、穩(wěn)定性。因此大學物理也上學好工程力學的基礎.2。 學習中的幾點建議： (1） 關于學習態(tài)度：由于工程力學中涉及到許多數(shù)學運算和物理知識,需要考慮的因素比較多，人們在學習工程力學時，常常感到上課老師講的都懂了，可是一遇到實際問題又無從下手，覺得學起來比較困難，容易厭學。通常

7、，一件事如果沒有興趣是一定做不好的，態(tài)度決定一切,此時，一定要有信心克服學習中遇到的困難，通過努力學好工程力學。 （2) 關于學習內容：在工程力學的學習過程中，要把學習的重點放在基本概念、基本定理、基本公式（這些內容詳見自學指導書)以及應用工程力學這些基本內容分析解決實際問題上。初學者一般會感到工程力學的基本概念、公式較多，為了更好的理解和掌握這些基本概念和公式，在學習過程中要注意尋找這些基本概念和公式在推導過程及其結論、公式表達式上的相同點和不同之處。例如在推導基本變形橫截面上應力計算公式時，僅根據(jù)靜力關系無法獲得應力在橫截面上的分布規(guī)律，都需要通過實驗分析首先研究構件在產生相應基本變形時橫截面上變形應滿足的關系，再根據(jù)變形和力之間的物理關系，找到應力在橫截面上的分布規(guī)律。又譬如在強度和變形計算中,會遇到很多應力、變形計算公式,這些公式無需死記，要注意抓住這些公式中各項的含義及表達形式上的規(guī)律.下面是基本變形時橫截面上應力的計算公式:由上述公式可知：分子中的第一項均是相應的內力，可以用截面法確定；第二項均是所求點所在的位置（軸向拉伸與壓縮時，由于應力在截面上上均勻分布的，與點的位置無關,因此公式中沒有此項）；分母均是相應的幾何性質;這些公式的適用范圍都是在線彈性范圍內。按照這種方法,這些公式掌握起來就變得簡單了、容易了。 （3.）