时间：2023-12-15 11:32:03
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇工程力学受力分析，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
高职《工程力学》课程，是将原属于理论力学、材料力学课程的内容，加以融合、贯通和相互渗透，形成新的工程力学体系。它是高等职业教育机械类、土木类、材料类、电子类专业的一门专业基础课。是和工程联系极为广泛、实践性较强的学科。其实践性在高职教学中表现为既重视知识层次的要求，又重视技能层次要求，它不仅要求学生掌握相应的力学知识，又要具备解决工程实际问题的能力。在工程力学课程的教学中，通过计算简图对物体进行受力分析并正确的绘制受力图是学生学好工程力学的第一步。课程中的物体平衡问题的求解、构件强度、刚度、稳定性是计算等都要正确绘制受力图之后才能进行。所以，正确的对物体进行受力分析，准确绘制受力图是本课程学习的基础。
在工程力学课程的教学中，发现学生在刚开始接触受力分析时，常常会将高中物理中的受力分析用过来，对力的三要素理解不够，对静力学公理和推理不能正确掌握，对约束和约束反力没有深入理解，所以在绘制受力图的过程中会出现各种各样的困惑。为此，我们总结出对物体进行受力分析、绘制受力图的思路和方法，使学生通过学习能够掌握这一难点内容，正确绘制受力图，为以后的学习打下坚实的基础。
二、掌握基本概念
正确的进行受力分析需要掌握一些基本的概念。
1.力的概念，其中要强调力的三要素。
举例1：试画出图1中小车的受力图。
在教学中常常会发现有部分的学生都画成了图2所示的样子，而正确的受力图应为图3，这就是因为对力的三要素理解不够清楚，要跟学生解释在《工程力学》受力图中要强调力的作用点的位置，不能像中学物理中一律画在物体的重心上。
2.约束与约束反力。首先要跟学生讲清楚自然界的一切事物总是以各种形式与周围的事物相互联系又相互制约的。一个物体的运动受到周围其他物体的限制，这种限制条件称为约束。约束作用于被约束物体上的限制其运动的力，称为约束反力。约束反力的三要素中，约束力的大小是未知的，它与主动力的值有关，在静力学中将通过刚体的平衡条件求得；约束力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反；约束力的作用点，在约束与被约束物体的接触处。然后要对不同的约束类型及其约束反力的表示方法理解透彻，否则就会有同学把约束反力画错。要熟记典型约束的表示符号，这些符号是工程技术人员的共同语言，如图6中我们会用RC和RC＇来表示是一对作用力与反作用力。
三、受力分析思路
第一步，确定研究对象，取分离体。按问题的条件和要求，确定所研究对象（它可以是一个物体，也可以是几个物体的组合或者整个物体系统），解除与研究对象相连接的其它物体的约束。在这里要求学生不能出现改变分离体的形状和尺寸的情况（因为在平衡问题的运用几何法求解，如果图形的形状和尺寸会影响解题）和不能改变脱离体的相对位置摆布。同样图1例题，有同学会画成图4或者图5，这种错误是因为摆布的位置没有能按照原样来画所致。
第二步，画主动力。要在分离体上依葫芦画瓢地把所有的已知力（包括集中力、分布载荷和力偶）画上即可，切忌漏力。
第三步，画约束力。在接触约束的位置，根据约束的不同类型，画出约束力。在这个过程中要结合静力学公理进行作图。例如，做出图6所示刚架AC和CB的受力图，刚架自重不计。有同学作出图7所示
的受力图，正确的受力图应如图8所示。针对图6的问题，主要解决对策有：（1）对这个物体系统的作受力图，要确定研究的顺序，而不是统统按照从左往右的顺序。在本题中应该先找二力杆CB——刚架CB不计自重，两端均用铰链的方式与周围物体相连接，且不受其它外力作用，有同学对于前面所讲的约束与约束反力理解不好的时候，就很难找出二力杆，因为他们不能够明白为什么在讲约束反力的时候，圆柱铰链约束以及固定铰支座有时候可以用一个方向不定的力来表示，有时又可以用两个方向待定的相互正交的力来表示。所以，在这约束与约束反力的讲解中要强调圆柱铰链约束的实质（销钉与销钉空洞之间的约束其实就是接触位置在变化的光滑接触面约束）。找到二力杆后，这就要用到二力平衡公理来绘制二力杆所受的力（如图8中的刚架CB的受力图）。（2）绘制其他受力图时要运用作用力与反作用力公理以及三力平衡汇交原理。图8中刚架AC的中C端的约束反力RC＇应该由刚架CB中C端的RC根据作用力与反作用力原理绘制；刚架AC中A端的约束反力RA则由三力平衡汇交原理绘制（当然，A端的约束是固定铰支座约束此时也可如图7中A端所示，画出两个相互正交的力RAX和RAY）。注意在运用三力平衡汇交原理的时候有同学会存在滥用的现象，比如一个物体受四个力作用平衡时，很多同学会出现四个力中的三个力汇交于一点的错误。
第四步，根据前面所学的有关知识，检查受力图画得是否正确。要求学生根据静力学公理等使受力图不出现多画或者少画力的情况。
三、结语
经过多年的教学实践证明，只要学生在学习过程中按照我们设定的分析问题的思路，在练习中加以运用，那么力学中的受力分析问题就迎刃而解，为后面的学习打下坚实的基础。
参考文献：
[1]张定华.工程力学（少学时）[M].北京：高等教育出版社，2000.
摘要：本文根据工程力学的课程特点，结合笔者的教学实际，阐述了如何学好工程力学，对提高高职院校学生的综合能力有一定的参考价值。
关键词：高职 工程力学 学习方法
工程力学是高职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。下面我谈谈如何学习工程力学。
1、注意理论联系实际，培养学习兴趣，让学习由被动变主动。有些同学总认为工程力学课程肯定是很难的，自己肯定学不好的，就失去了学习的信心，甚至放弃了工程力学课程的学习，这是极其错误的。其实工程力学课没那么可怕，应该把它当作“纸老虎”。不要带着思想包袱进行学习，可以把它们当作是普通的课程学习，甚至当作自己的一种兴趣爱好来学。兴趣是一个人力求认识某种事物或爱好某种活动的倾向。它伴随着一定的情感体验，并能使人的注意力高度集中，它是人们有意识、有目的地认识与反映现实和从事某种活动的一种动力。当一个人对某种职业活动发生浓厚的稳定的兴趣时，不仅能充分集中自己的注意力，还能唤起积极地思索和深入地探究该职业的热情，使人的心理活动处于积极兴奋状态，可见兴趣在完成学习任务中的重大作用。在学习工程力学时，应常结合实际给课程增添趣味色彩，如：我们用板手拧紧螺母时，用大板手省劲，而用小板手很费劲，这用力矩理论很容易解释：又如一直径不同的钢杆，两端受外力作用而拉伸，当力F增大到一定值时，由经验可知，断裂必发生在直径较小的一段上，这验证了衡量构件强度的物理量是应力。通过开阔视野，将趣味性的感性知识升华到理性认识，达到愉快学习的目的，激活对工程力学的学习兴趣，把学习由被动变为主动。
2、注意掌握公理、定理、定律、基本概念。工程力学的公理、定理、基本概念很多，如：二力平衡公理，力的平行四边形公理，三力平衡汇交定理，胡克定律，力的概念，约束的概念，力矩的概念等，这些我们必须熟记，同时对其内涵、要素、适用条件等要反复理解，做到真正掌握，这样我们在分析力学问题时不致于无从下手。工程力学的概念、公理、基本规律很多，我们在学习中要注意它们之间的联系，比较它们的含义和表达形式，找到它们的异同点，以利于真正理解和掌握。如：平面任意力系、平面汇交力系、平面平行力系，它们的共同点是各力都在同一平面内，不同点是力的方向、力的作用点不同；又如二力平衡公理与作用与反作用公理的共同点是两力都是大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上，不同点是一个是两力作用在同一物体上，一个是两力作用在不同物体上。通过比较，可以从本质上理解和掌握概念、规律、公理，提高认知能力、强化记忆、提高综合思维能力。
3、注意力学模型和假设。在解决工程力学问题时，常将实际物体抽象为力学模型，或对物体做某种假设，使问题大为简化，更能准确地反映客观事物的本质。我们在学习中要注意力学模型。如：理论力学中刚体模型，应用在物体受力时主要改变运动状态而变形很小的情况；计算内力时的截面法，假设截面所受内力用外力代替；计算应力的平面假设等。
4、注意解应用题，加强课堂练习。解应用题是工程力学学习的一个重点，解题能力的高低既是衡量学生对基本概念、基本规律掌握的牢固程度，也是度量学生综合分析能力和解决问题能力高低的标准。通过解题，我们会发现许多规律性的东西。如：所有平面力系的平衡方程都是方程∑Fix=0，∑Fiy=0，∑Mo（Fo）=0的演变：我们画受力图时，只要严格按照下面的步骤做，就不容易在受力图上少画、多画力或画错力，这就是，先确定研究对象并画出分离体图，再分析研究对象的约束类型及约束反力的方向、作用点，然后在分离体上画出所有主动力和约束反力，并用正确的符号表示出来。课堂练习是以学生为中心、重视学生的学习过程、提高学生语言表达能力、培养学生综合分析及解决问题的能力的学习方式，我们应在学习中追求高的学习境界，学会学习，使学习成为一件愉快的事，提高自身分析问题解决问题的能力。
总之，工程力学虽然是一门难度较大的课程但是只要我们坚定信心，并且用科学、有效的学习方法，我想一定能学好它。
参考文献：
[1]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学[M].北京：高等教育出版社，2009
[2]张勤.工程力学[M].北京：高等教育出版社，2007
关键词 工程力学 教学改革 实践
中图分类号：G424 文献标识码：A
Engineering Mechanics Course Teaching Innovation and Practice
ZHOU Ping
（Jiangxi Yuzhou Institute of Science and Technology， Xinyu， Jiangxi 338000）
Abstract According to the characteristics of the engineering mechanics course for better application of cultivating vocational college student ability to innovate， improve the teaching effect， put forward the application of engineering mechanics teaching reform practice and improvement of teaching methods， evaluation means， make the teaching efficiency and quality was improved.
Key words Engineering mechanics； teaching reform； practice
0 引言
工程力学课程是机电、土木工程等工科专业的一门重要专业基础课，课程主要是研究物体在力的作用下平衡的规律和材料在外力作用下应变、应力、刚度、强度、稳定性及结构受力、传力的规律。课程由静力学、材料力学、结构力学三部分组成，以静力学和材料力学为主。该课程理论知识比较抽象，和高中物理联系较多，而职业院校学生普遍高考分数较低，基础薄弱，因而工程力学被普遍认为是难度很大的一门课程。因此研究教学方法、探索教育创新，在有限的学时内提高教学质量，激发学生的兴趣，增强学生解决工程实际问题的能力，有重要意义。
1 教学改革与实践
1.1 理论教学和工程实例相结合
工程力学的理论知识相对普遍缺乏工程应用实践的职业院校学生比较抽象，在教学基本知识和内容的要求基础上，选择适当的工程实例及生活中的力学问题，通过对这些实例的观察、分析、建模，提出解决问题的方法，提高学生的学习兴趣，加深学生对理论知识的理解，培养其应用能力。
在材料力学部分的教学中，以带式输送机皮带滚筒的力学分析为教学实例，首先利用有限元仿真软件ANSYS建立滚筒三维模型，如图1所示。
图1 滚筒三维模型
然后对滚筒模型施加边界条件即力的约束和位移约束，调用ANSYS软件中的通用后处理模块计算分析得到滚筒的应力云图，如图2所示。利用软件的三维可视性直观形象显示滚筒在不同的外力及约束反力条件下，不同位置的应变、应力、变形情况。学生通过思考和研究实例中的图像，总结出了传动滚筒的应力主要是集中在滚筒轴两端与轴承连接处，进而激发学生的兴趣，加深对理论知识的掌握和理解。
图2 滚筒力学仿真云图
1.2 力学思维的培养
在课程教学的过程中，注重引导学生分析各种力学问题，掌握力学计算的方法和技巧。如在讲授压杆稳定时，首先介绍压杆稳定的概念，了解细长压杆的临界载荷，进行稳定安全校核，使学生掌握提高压杆承载能力的主要途径。在教学过程中重点讲授力学问题研究方法，如静定平面桁架结构内力分析方法的节点法、截面法、联合法；静定组合结构内力计算的截面法、节点法；超静定结构分析的位移法及连续梁的力矩分配法等。
1.3 教学内容优化
根据职业教育专业培养方案和主干课程教学大纲要求，本着必需、够用的原则，合理安排教学内容，教学重点放在对基本原理和基本公式应用上，加强基本力学定理在工程实践中的应用教学。教学内容经有机组合，分为上下两个模块。上篇包括力学基本概念、受力分析与结构计算简图、力系合成与分解、杆件变形形式、组合变形等内容。下篇包括静定结构内力分析、结构位移计算、影响线、压杆稳定等内容。通过学习，学生能熟练对物体进行受力分析，掌握杆件强度计算，了解结构设计方法，能处理工程中的一般问题。
1.4 课程考核方式的改革
工程力学课程的考核采用理论考核、项目任务考核、平时考核相结合的考核模式。（1）理论考核：采用闭卷方式对工程力学理论知识进行考核，考核的内容主要是测试学生对力学重点公式及基本定理的理解和记忆，选取典型试题，考重点、基本原理和基础知识，更深入地了解学生对理论知识的掌握情况。（2）项目和任务考核：主要考核学生对工程项目力学实例项目解决理解过程中的团队意识、敬业精神、开拓创新能力等社会能力和专业能力以及完成情况。（3）平时考核：采用作业、课程设计、力学实验操作相结合，考核学生平时在各个方面的综合素质和能力。
2 教学方法革新
2.1 研讨式教学
通过工程力学专题研讨的形式让学生参与教学，使学生主动吸收和拓展理论知识，培养学生的跳跃思维和创新能力。教师通过设置适当的讨论题目，让学生查找文献，提出解决思路，分析和解答。研讨课上学生通过图片、多媒体等多种形式展示问题的解决方法，期间教师与其他同学对相关疑点提问讨论，最后教师进行总结和点评。研讨式教学设计如图3所示。
图3 研讨式教学设计
2.2 项目驱动式教学
选择贴近当前企业实际且能够包含工程力学课程教学目标所确定的绝大部分知识、能力和素质的要求的力学设计课题作为课程的教学项目，学生在完成设计项目的过程中，逐步掌握工程结构的设计方法，具备利用工程力学知识解决实际问题的能力。教学的重点是要制定详细的项目设计指导书，其中包括：确定完成项目操作的步骤，制定具体的、对学生有指导作用的项目实施流程，配以必要的工程图纸及说明；提出实施项目的要求；给出符合企业标准的项目考核标准和考核办法等。具体项目教学流程如图4所示。
2.3 启发式教学
利用学术讲座、多媒体等多种形式结合专业背景介绍工程力学的最新前沿知识和发展史中一些创新案例，让学生了解到工程力学是推动科技进步的基础学科，从而激发学生的学习兴趣。在教学过程中结合讲授工程实例，启发学生提出自己的见解，打开学生的想象空间，锻炼学生自主学习。
图4 项目驱动式教学流程
3 结语
通过分析工程力学课程教学的特点，提出通过创新教学方法，应用先进的教学手段并付诸教学实践，使学生积极主动学习，掌握理解工程力学课程知识，培养学生的实践应用能力和动手能力，取得较好的教学效果。
基金项目：江西省新余市社科课题“依托项目的工程力学课程高职教育模式”阶段性成果。课题编号：13YGY024
参考文献
[1] 段洁利.工程力学教学方法的创新探索与实践.中国现代教育装备，2011（11）.
[2] 王涛.工程力学课程教学改革实践体会.装备制造技术，2011（10）.
[3] 刘新柱.基于创新能力培养目标的工程力学教学改革与实践.黑龙江教育，2014（1）.
[4] 国洪建.对高职高专工程力学课程教学的几点思考.卫生职业教育，2012（7）.
【关键词】工程力学；教学；改革
《工程力学》是一门研究物体机械运动和物体承载能力的科学，是工科各类专业中一门必不可少的技术基础课，在基础课和专业课中起着承前启后的作用，是基础课与工程技术的综合。学习这门课程，既可以直接解决一些简单工程实际问题，又可以为后续的有关课程打好基础。同时掌握工程力学的研究方法，将有利于其它科学技术的学习。
1 《工程力学》课程的内容和特点
《工程力学》课程的内容包括理论力学和材料力学两门课程的经典内容。主要是：物体的受力分析，力系的简化与平衡；构件的内力、应力、应变计算，点的应力状态分析，强度理论的建立及运用，杆件的强度、刚度、稳定性计算。工程力学课程具有如下特点：
1.1 理论联系实际
工程力学的基本规律是通过观察自然现象及生活、生产中的各种现象后，经过科学实验、分析、综合、归纳、总结而得；工程力学中的计算机简图和力学模型都是由具体实物经过抽象化、理想化简化而得的。
1.2 灵活性较大
工程力学中的一些问题可以一题多解，因而要对实际问题进行具体分析，要灵活运用理论知识分析、解决问题。
1.3 综合性较大
工程力学中的许多问题都需要综合运用多个定理或多方面的知识、理论才能求解。
2 目前高职工程力学课程存在的主要问题
2.1 课时少，内容多
目前内蒙古建筑职业技术学院开设的《工程力学》课程总课时为60学时，讲授的内容主要有：物体的受力分析，力系的简化与平衡，构件的内力、应力、应变计算，点的应力状态分析，强度理论的建立及应用，杆件的强度、刚度、稳定性计算等等。
2.2 听得懂，不会做
学生在教学活动中常常出现课程内容听得懂，而做作业时总是出错的现象。究其原因：一是在课程设置上，《工程力学》课程安排在第一学期，学生刚进大学，缺乏实践经验和识图能力，理论基础相对薄弱；二是《工程力学》课程概念多、公式多且易混淆。
2.3 教材过分强调知识体系的完整性
目前使用的《工程力学》教材，在详细推导一些公式时运用了大量的高等数学知识。对这些公式的推导，如果不具备扎实的数学基础是很难理解的。
2.4 忽视培养学生工程意识
在工程力学课程教学过程中往往会碰到一些学生不曾见过的工程问题，例如工程中的铰链、排架、连续梁等，授课时，学生不能清楚地把实物与力学简图联系起来。学生对工程实例接触较少，在工程力学理论教学过程中，即使是简单工程实例，也能成为学生理解问题的障碍。
2.5 理论与实际联系不紧密
很多学生都能解答课本上的习题，但遇到工程实际问题时，不懂得如何运用所学知识来解决问题，因为课本上的题目都是简化后的理想模型及简图。理论知识与实际工程之间的差距，导致学生学习《工程力学》缺乏兴趣。
3 工程力学课程改革的尝试
3.1 强化工程意识，树立能力本位思想
我们在课程的绪论部分教学时，列举工程实例，从构件的安全性与经济性关系入手，讲清强度刚度稳定性的基本概念。其次，我们在课堂理论教学时，为了保证教学质量，在课堂上使用课件及教具演示，淡化公式的推导过程，重视学生应用结论来解决工程实际问题能力培养。再次，我们在编写教材时，避免学科化倾向，与工程实际紧密联系，设法提高学生对工程力学在生产实际的重要作用的认识，开发学生学习工程力学课程的能力，进而有针对性地培养学生运用所学的理论和方法去分析和解决工程实际问题的能力教学实践证明，强化学生工程意识，对培养应用能力有明显的效果
3.2 精选内容，妥排顺序
根据高职教育的培养目标，以够用为基本原则，删除后续课程和工程实际中用不到的内容，精讲与后续课程及专业实际直接相关的内容。例如：少讲或不讲力的定义、力的效应、力的三要素等概念，因为这些内容在高中物理中已详细介绍过；“拉伸与压缩”这一章是《工程力学》的重点和难点，又由于该章与“剪切”、“扭转”、“弯曲”各章在教学内容、研究方法上有可类比性，所以应讲深讲透在教学过程中把四种基本变形综合在一起讲授，既可以节省时间，又可以对比各种基本变形的异同，便于学生对知识的记忆和融会贯通。
3.3 在考核形式上，应采用多种形式
加强对学生平时学习的考核与督促，增加平时成绩在总成绩中所占的比重。而对学生平时的考核，可以采用作业检查课堂提问、实验操作、实验报告以及阶段性测验等多种形式。学习全过程定论的考核形式，有利于课程逐个阶段目标的实现，更能引导学生掌握良好的学习方法，可以较为准确地考查学生在每个阶段掌握知识的实际水平，客观地反映出一个学生的真实成绩和综合能力。
工程力学课程改革，需要长期坚持，与时俱进，要积极深入研究，工程力学课程教学改革涉及各专业课程结构的改革，所以工程力学教学改革应该有针对性地进行，在探索中求改革，在发展中求提高。
【参考文献】
[1]孙孔懿.素质教育概论[M].人民教育出版社，2000.
[2]郑孙辉.高职工程力学课程教学改革探讨[J].大众科技，2009.
[3]李艳芳.高职高专《工程力学》教学改革的尝试与总体思路[J].2011，3.
关键词工程力学教学导向
一般说来，技校招收的学生，大都学习素质和心理素质较差。虽然他们的观察力强，记忆力好，想象丰富，思维活跃，接受新知识快，但学习目的往往不够明确，理想层次低，就业目标模糊，对技术工人在经济建设中的地位认识不足，往往认为学习成绩再好也是打工，学习缺乏动力。因此，必须改革教学方法，以人为本，努力采用目标导向教学，让学生在富有吸引力、好奇与感性的氛围中获取知识，才能完成“工程力学”的教学任务。要用就业目标导向和职业行为导向的方法让学生认识“工程力学”在现实中的地位、研究对象、学习方法，懂得为什么要学和怎样学，帮助学生做到“学有方向”，增强学习的责任感，培养自觉学习的精神。因此要通过组织学生到工厂见习，了解冲床、剪床等机械设备的运动情况，设备破坏的特点及危害，现场提出一些与课本关系密切的力学问题让学生思考，激发学生的好奇心，培养良好的学习动机，激励强烈的学习欲望，培养良好的意向动力。这样，才能为顺利完成教学任务铺平道路。
技校学生形象思维能力较强而抽象思维能力较弱。在教学中必须对学生的实际，采用案例导向和教具导向的教学方法，坚持科学性和思想性的统一，做到理论联系实际，遵循直观性的原则由浅入深、由易到难、由近及远、由简到繁的认识规律，才能达到既教书又育人的目的。对学生来说，力是抽象的、概念是空洞的。因此在教学中要重视运用案例、教学模型导向，充分利用实物、力学模型、卡片、电化教具等富有针对性的协助教学手段，增加学生的感性认识，从而加深对理论的认识。首先要充分利用教具、多举一些现实而具体的例子让学生思考，并尽可能把例子描述得生动具体。其次要结合机械等实物分析问题，帮助学生加深理解。然后要结合挂图、板书，把抽象的力分析成具体的力。如讲授三角构架的受力分析，要制作木条三角构架，帮助学生分析各木条的受力特点，再通过画力图分析解除约束后3根木条的受力情况，帮助学生掌握受力分析的步骤。又如讲授摩擦力，要通过作用力发生变化时运动状态也发生变化的实验帮助学生理解滑动趋势、静止状态、临界状态、滑动状态的特点、掌握各种状态下摩擦力的变化规律，理解静摩擦力和最大静摩擦力的关系与区别、摩擦力的方向及其计算方法等。再如，讲授圆轴扭转时要借助软橡胶棒（教具）的扭转变形帮助学生理解糨的实质是剪切变形和剪应变；讲授直梁弯曲可利用两块等长、等截面的长方体木板钉在一起作为模拟木板的变形，进而理解内力是剪应力和弯矩。这样，通过具体的观察、形象的思考、抽象的分析这些从具体到抽象的认识过程，一步一步地深化启发学生思考，才能较好地提高学生的抽象思维能力和分析能力，有效地促进难点的转化。
技校生分析判断问题的能力不强，因此在教学中要帮助学生掌握理论基础课研究分析问题的思想方法，提高分析判断问题、解决问题的能力。对基本定理、基本公式的推导应重点阐述分析问题的思路，发掘问题的内在规律。如材料力学4个基本变形中横截面上应力的平衡条件、应变的几何条件以及应力与应变之间的物理条件，着重分析应用公式的条件和物理意义，让学生从不同角度分析事物本质的和非本质的属性，加深对问题理解。要帮助学生理顺各部分知识的关联，加强对比、推导，使知识系统化。如：力系的平衡方程
∑Fi=0
共线力系∑Fix=0∑Fix=0
∑Fiy=0平面任意力系∑Fiy=0
平面力偶系∑Mi=0∑M0（Fi）=0
平面平行力系∑Fi=0
∑M0（Fi）=0
又如表1中所示材料变形的基本形式及强度条件。
表1材料变形的基本形式及强度条件
变形基本形式
变形公式应力方向
拉伸与压缩σ＝≤［σ］σ与A面垂直
剪切τ＝≤［τ］τ与A面相切
挤压σjy＝≤［σjy］σjy与A面垂直
圆轴扭转τmax＝Τmax/Wn≤［τ］τ沿截面半径成直线规律分布
直梁弯曲σmax＝M/Wz≤［σ］σ与截面垂直
通过这样系统的分析对比，学生才能比较好地掌握这些知识的联系与区别，达到正确运用公式进行受力分析和强度计算的目的，从而提高分析判断能力。
同时教师要讲好知识的关键点。纵观静力学和材料力学，关键知识是受力分析和截面法求内力。这些知识点，虽然课本安排的内容不多，但它们对完成整个教学任务起着举足轻重的作用。如前所述，用模拟梁演示简支梁的约束反力、用三角构架演示它的整体受力和解除约束后的各杆件的受力、用能重新组合的模拟梁演示平面假设和截面法求内力，通过这些从立体到平面的有针对性的协作教学行为，学生才能较快理解问题。学生只有掌握了这些关键知识，才能对完成整个教学任务创造决定性的条件。
还应注重培养学生的智能，这是提高教学质量的关键。智能包括解决问题的定向能力、表达能力、组织能力、动手操作动力、迁移能力和创造能力，其中动手操作能力是核心，它的最高目标是养成学生的职业行为能力。意向是学习的动力，学生的学习过程是一个以“意向是动力”为核心和智能发展过程。因此在教学中要善于运用问题导向教学法，启发学生发现、探索问题。一切研究、探索都是从提出问题开始的，只有在教学中注意引发问题，才能激发学生的思考能力。讲课要条理清楚、层次分明、声情并茂、引人入胜，关键在于教师能根据学生实际恰当地提出问题。例如应力分布，可以提问：为什么同一材料在受力时不同地方的应力会不同？最容易破坏的地方在哪里？为什么铸铁受压时的许用应力大、受拉时的许用应力小？启发学生用截面法、平衡条件等知识来分析解决。通过分析、计算，引导学生总结塑性材料和脆性材料拉、压、扭、弯许用应力的变化。这样一步一步地深化，才能达到启发学生思考，提高学生智能的目的。
关键词：工程力学；刚体静力学；实例
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）07-0191-02
《工程力学》这门课主要包括刚体静力学、材料力学及运动力学，是机械类专业学生必须掌握的一门重要的基础课。这门课的特点是概念多、理论性强并且比较抽象，需要联系工程与生活中的实例来建立概念，由基本力学规律出发，经数学演绎建立理论，再应用于工程实际[1]。刚体静力学部分是整个课程的基础，因此学好刚体静力学部分对学好工程力学起着至关重要的作用。结合自己的教学经验，我认为要学好刚体静力学部分，需要在下述几方面努力。
一、多关注生活中的实例
理论知识来源于生活，那么我们在讲理论知识的时候，必然能找到该理论知识在现实生活中的影子。只有学生通过生活中的例子加深对知识点的理解，才能更加准确地把握知识，再通过知识来指导生活。比如刚体静力学部分“力对轴之矩”我们可以举开门、关门的例子；还有受力图中各种符号比如铰链、固定铰支座、活动铰支座我们可以举剪刀、闸刀、挖土机、翻斗车等例子，方便同学形象地记忆；比如球形铰链，可以举游戏操作杆、汽车变速杆的例子；在讲解力偶概念的时候，可以向学生演示拧紧拧开水杯盖时两个手指给瓶盖的力以及骑自行车时车把及脚踏板的受力。在讲课中通过实际生活案例结合理论基础进行教学，学生比较容易理解，能提高学生的学习兴趣，培养学生积极思考的能力[2]。
二、上课多练习
工程力学这门课程有很多计算公式，老师在推倒出计算公式后，最好举几个能直接套用公式的例子，然后深入浅出，再用公式解决实际生活中应用的例子。不要一讲完计算理论公式，马上就让学生做实际中运用的例子。因为一看到实际中的例子，题目中列出一大片的文字，学生在潜意识里就会有种蒙的感觉，自己先把自己吓倒了，更没信心接着做题了。比如“力对点之矩”中课本中推导出力矩的公式为一矩阵，这个矩阵仅仅和力的作用点A在空间坐标轴的位置及力在空间坐标轴的投影有关，那么我们就举简单的直接套用公式的例子。
当然我们也可以用其他方法来得到答案。通过求力F对通过O点的各坐标轴的矩合起来就是对点O的矩。
还有画受力图，讲完各种类型的约束力后，在讲的过程中要举各种类型约束力的例子，讲完后要综合练习，把各种类型的约束力的类型都练习到，让学生一看到题就能明确地画出它的受力图。
工程力学这门课我建议用板书来教学，因为这是一门需要学生紧紧跟着老师思维学习的课程。在老师进行板书的时候，学生可以思考，可以把不懂的问题搞懂。当老师接着讲课的时候，学生就会跟上老师的思维。而如果用多媒体对这门课进行教学的话，虽然多媒体可以形象地展示各种模型、物体受力发生的变化等等，但由于多媒体的幻灯片都是老师事先做好的，有些突发的情况老师就可能没有想到，再加上老师如果上课紧张的话，讲课速度就会加快。那么学生还没搞清楚一个问题下一个问题就来了，这样打击了学生的积极性，最终学生就会放弃听课。所以我建议这门课用板书的形式来授课。
三、章节前后联系，融会贯通
每次上新课我都会用十分钟左右的时间来回顾学过的知识，因为每一课的内容都是在前面特别是上一节课内容的基础上深化的。通过复习，学生对学过的知识有个总结，同时能更好地学习新的课程。比如说力系的简化与平衡这一章，这章内容先介绍力系的分类，再讲最简单的力系――汇交力系的简化与平衡，接着进一步讲空间任意力系的简化与平衡，每一课的内容都要用到上节课讲的内容。所以复习和回顾前面所学的知识是非常有必要的。
对于有些题目，我们可以用多种方法得到答案。我们尽量在最后复习的时候，用多种方法来解答，这样学生就能把知识学活，而不是一味地认为某个题只能用某种方法。
四、结束语
《工程力学》这门课要学好，老师主要要激发学生的学习兴趣，培养学生良好的学习习惯。老师的作用不仅在于传授知识，更重要的在于教会学生学习方法。老师所传授的知识是有限的，老师更重要的作用是培养学生学习的方法。学生一旦学会方法，离开老师他也可以自己学习。所谓的“授人以鱼，不如授之以渔，授人以鱼只救一时之急，授人以渔则可解一生之需”。我相信在老师对自己的教学过程的不断思考和改进下，在学生的主动学习和思考下，《工程力学》这门课将会学起来越来越简单有趣。
参考文献：
[1]徐庆乡.《工程力学》多媒体教学方法的探讨[J].高教论坛，2006，4（2），80-81.
[2]葛群.生活实例在工程力学教学过程中的应用[J].中华少年，2015，11（28），74-75.
论文摘要：《工程力学》是工程管理专业的一门主要的技术基础课，在专业课程学习中起着承上启下的重要作用，但是由于教学对象的特殊性，使得工程力学在工程管理专业的教学过程中遇到了很多问题：学生们对于课程的不重视、学生们觉得学习起来特别难、力学课堂容易沉闷、在较少课时内需要完成三大力学的教学内容……这些问题使得工程力学课程在工程管理专业学生的授课过程中往往不容易取得良好的教学效果，所以本篇文章就针对教学过程中容易存在的问题进行进一步的探讨，提出相应的改革措施，以供大家参考。
《工程力学》是工程管理专业的一门主要的技术基础课，在专业课程学习中起着承上启下的重要作用，其任务是使学生具备解决工程实际问题所需的基础知识。本课程涉及到的重要内容是研究物体的受力分析、平衡规律和各类构件承载力（强度、刚度、稳定性方面）的分析方法、计算理论；研究杆系结构的组成与受力特点，及求解杆系结构内力与变形的方法，其教学内容里包含了很多力学理论推导和计算过程，这些知识在传授给工程管理专业学生的过程中，他们通常觉得接受起来比较有难度，所以根据多年的教学经验，对工程管理专业《工程力学》课程进行一定的教学改革探讨是非常有必要的。
1工程管理专业对《工程力学》课程的特殊要求
工程管理专业的力学课程与工民建专业的力学课程有很大的不同。工民建专业的力学课程将《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》分为三大课程分别讲授，将每种力学理论的推导原理和计算过程都讲解的非常详细，对学生掌握程度的要求也比较高，因为工民建的学生未来很多要从事结构设计工作，力学知识对于结构安全性的设计起着至关重要的作用。而工程管理专业和工民建专业的学生未来从事工作的性质有很大不同，他们未来的工作可能从事项目的管理工作，或者监理的工作，也可能从事工程造价的工作，而力学知识在这些工作中的应用不会像在专业设计工作中那么多。所以，工程管理专业的学生对于工程力学知识的要求也必然和工民建的学生有所不同，如果按照同一个标准进行教学，势必会影响针对工程管理学生的教学效果。目前，大多数工程管理专业的力学课程仅设置一门《工程力学》（授课学时为64-80），并在这一门课程中贯穿了理论力学、材料力学、结构力学这三大力学的理论计算知识，如何在这么短的时间内将三大力学的理论计算知识有效的传递给学生，是一个值得思考的问题。
另外，在从事工程管理专业《工程力学》课程教学工作的过程中，我发现学生们对于本门课程的重视程度不足，这就直接影响了学生们对于本课程的接受程度。工程管理专业的学生常常会觉得力学课程在未来的工作中应用不多，没必要学，所以在学习的过程中往往不愿意动脑筋去领会复杂的力学理论原理，仅仅是为了应付考试而对步骤进行简单的死记硬背，这就使得本门课程的教学效果大打折扣，如何选择更有用的教学内容调动学生们的学习积极性也是一个很重要的问题。
2工程管理专业《工程力学》课程的改革建议
2.1教学目标的调整课程教学的目标决定课程的教学方向，如果力学课程的教学目标定得过于侧重力学理论原理的讲解，则对于工程管理专业学生的针对性不足，毕竟他们将来主要从事生产第一线的施工、安装、管理、设备维护等技术工作，对于他们而言，真正涉及到力学计算的地方可能不多。所以我们在确定教学目标的时候要“弱化理论分析”，转而侧重讲述力学知识的应用，让工程管理专业的学生能很快地理解掌握力学知识在建筑结构方面是如何应用的，这能够增加力学课程对于工程管理专业学生的针对性。另一方面，由于力学课程的特殊性，除了教学方向上制定的目标外，还应该更加侧重对学生思维能力的培养，通过力学体系、授课案例的合理设置，增强学生的逻辑分析能力和严密的思维，有助于将来更好的从事工程管理工作。 转贴于
2.2教学内容的调整
2.2.1围绕主线精选教学内容以研究结构体系的力平衡和变形协调以及二者之间的物理关系为主线，贯穿全书，建立对工程力学的整体认识。在理论力学部分通过重点讲解平面力系给出力学平衡的知识，并进一步引申到空间力系，让学生对于力学平衡有整体系统的认识；在材料力学部分通过重点讲解结构构件的内力和应力给出内力和变形的知识，并且进一步灌输内力和变形在强度、刚度和稳定性中的应用；在结构力学部分通过重点讲解力法和位移法的内容深入理解力平衡和变形协调的物理关系在结构体系中的应用。按此教学线路去均衡的安排教学时数，适当删减不必要的理论内容，侧重内容的应用性[1]。
2.2.2教学内容结合工程结构分析从工程的角度讲，力学知识如果完全脱离了工程结构和施工去讲解，则失去了它的实用价值，工程管理的学生日后经常要和房屋的搭建以及相关的施工器械打交道，教学的内容多结合结构骨架和施工机械会起到非常良好的效果。比如谈到铰接和刚接的问题时，可以联系到工厂的承重体系，并且涉及到承重体系基础的问题，通过分析不同厂房承重体系基础形式的不同，让大家了解铰接和刚接的区别，进一步了解排架和刚架承重体系的区别。这样，学生就不会认为学习力学是没有的，就会感觉到力学和大家从事的行业有着紧密的关系[2]。
2.2.3教学内容结合施工分析在教学内容中结合学生在工地上的上所见所闻，专业思想教育和职业道德进行渗透，以培养高素质的工程技术人员。比如受力分析中的弯矩问题可以联系到塔架结构或者吊车的平衡分析，当学生初到工地看到塔吊的时候，肯定也会疑问为什么高处的吊车臂除了吊需要的结构材料以外，还有一些吊块悬于空中，那么可以通过力学知识给大家提供解释，告诉大家吊车可以通过该变平衡重的重量来控制吊车的载重，以免吊车翻转。如果把这样的问题放到讲解弯矩内容的过程中，会增加学生们的学习兴趣。
2.3工程管理专业《工程力学》课程教学方法的改进工程管理学生《工程力学》的教学不能单一的侧重理论讲解过程，而应采取灵活的教学方法调动学生的积极性。
2.3.1精讲多练由于工程力学要在比较少的学时里给大家交代三大力学的内容，所以要非常精的选择教学内容、案例和作业，并且课上多练习，及时发现问题，及时纠正学生在学习过程中存在的问题。比如，我在多年的授课过程中，发现一个问题，就是老师讲的再多学生不练习也仍旧不会，尤其是力学这门课程，学生们普遍认为是非常难学的课程，这样就更需要加大练习的力度。在课堂时间的安排上要更多的安排学生练习的时间，让学生当堂到黑板上做题，老师会在这个过程中及时发现学生学习方面存在的问题，有针对性地解决学生学习中的不足之处，教学效果会更好。
2.3.2启发思考力学课程很重要的一方面目标就是要培养学生的思维能力，所以教师要经常通过提问让大家思考，并鼓励学生发现问题，养成善于思考的习惯。教师可以通过给学生讲解实验或实际工程等例子，逐步引导大家思考，引出重要的概念和理论；通过比较不同的例子，让大家思考理论之间的关联性；通过总结让大家更清晰的看到问题的本质。比如，在讲授如何绘制梁的内力图时，可以拿出一个作用有分布荷载和弯矩作用的简支梁，让大家分别用列方程法、简易规律法和叠加法绘制弯矩图，这样在解答这道题的过程中，不仅复习了求解支座反力的知识，而且将绘制弯矩图的几种方法对比的应用到一个案例，让大家不仅对这部分知识记忆深刻，而且理解认识也会更深一层。总之，通过一系列的启发教学，培养大家的思考能力、联想能力、归纳能力，甚至发散思维等等[3]。
2.3.3课堂讨论课堂讨论往往是英语等课程常用的教学手段，在力学课程当中很少有应用，可是通常的力学课特别容易让人感觉沉闷，所以可以考虑把这种灵活的教学手法应用到力学的教学中。拿出一个案例让大家讨论可以用什么样的力学理论去解答，或者拿出一个案例让大家讨论可以用几种力学方法解答，这些讨论案例的设置不仅会增加学生们的学习兴趣，而且会让学生们对于所学的内容印象非常深刻。
工程力学课程是后续课程的重要基础课程之一，为将来的结构课程和施工课程的学习打下了重要知识基础，教学中进行了上述教学目标、内容、方法的改革研究和实践操作，必定能大大提高了学生的学习热情，使学生们对于工程结构和施工具有一定的初步了解，激发他们对工程方面知识的学习兴趣，并能把力学知识用到实处，培养出新时代的复合型人才。
参考文献
[1]王秀华.“工程力学”课程教学的探讨[J]考试周刊，2007，(50)
[关键词] 工程力学 教具效能 演示规则
工程力学课的教学过程中，如何充分发挥直观教具的效能是提高教学质量不可忽视的问题，本文就工程力学教具的作用、制备和使用谈些粗浅的意见。
一、工程力学教具在教学中的作用
技工学校机制专业的工程力学是一门结合实践理论性较强的技术基础课，而技校学生通常为初次接触本课程，在教学过程中，由于学生缺乏相应的感性认知基础，对其中很多内容接受困难，不能深入理解，以致于主要依靠死记硬背，影响教学效果。如何解决这个矛盾呢？那就必须根据技校学生认识与思维的特点，采取一定的教学手段，来丰富其感性认识。促使其由具体的形象思维向抽象逻辑思维发展是成为必不可少的解决上述矛盾的教学手段。
教学实践中许多难点大多是理论性强而又抽象的内容，这些内容的讲授，如果学生没有对具体事物直接的生动的感性材料做基础，是很难使学生深刻理解并做到举一反三和融会贯通的。例如，培养学生将简单的实际问题抽象为力学模型，掌握受力分析和计算的基本方法，如果学生对简单的力学构件没有足够的感性认识，老师讲得再好也不会收到理想的效果。这就有赖于必要的直观教具的演示来丰富学生的直接经验和感性认识，使之获得较生动的表象，从而达到理论问题具体化，抽象概念形象化，快捷地全面深刻地掌握知识。
二、制备教具应注意的事项
工程力学课程可以利用的直观教具形式很多，需根据课程特点、教材内容和学生的具体情况来制备和使用教具，本课程内容不同于物理等以实验为基础的学科，一般不需要做定量的具体的操作实验，多以定性分析和描述达到教学目的，故通常采用课堂教学示范演示为主要教学手段。
具体使用教具时，对于实物直观，在作拉压、弯扭等实验中具有十分重要的意义，真实、确切而引起学生的兴趣和增强记忆，有条件的话应充分利用实习、参观等机会扩展学生视野，但一般实物直观有其不可忽视的局限性，其一，往往不易突出事物的本质特征，其二，受时空及感官限制，不易获得清晰的感性认识，如分析梁的受力变形特征，实物中的梁的变形是很难直接观察到的，再就是经费和场地的限制也不能不考虑。所以本课程既要充分鼓励学生们的社会实践活动，积累较宽广的感性认知基础，又要在课堂教学中侧重于使用模象直观教具，包括图片、图画、模型、幻灯、课件等，其制备较容易，使用亦方便，实践中效果也较理想。
通过实践教学的总结，在选择和制备此类教具时应注意：
（一）应具有较典型的代表性，符合教学要求；
（二）要能够有效地形成学生清晰的表象，这就须使其构造简单，突出本质特征，明了易懂；
（三）要有足够的大小，外形完整美观，色彩鲜明，保证学生的观察效果；
（四）连接部位精巧牢固，运用灵活，需了解内部构造时，拆装方便；（五）经济耐用。
三、工程力学课教具的分类与使用
目前模象教具常用的形式有挂图、示教板和模型几大类，其作用效果分述如下。
挂图即具有一定教学内容的图画、图表，看似简单，但利用得当，可起到活跃气氛，调动学生多种感官参予教学活动，加上教师生动、简明易了的讲解，作用之大不应低估。其制备最容易，一般应配合教材，制备出较系统的一套挂图。示教板是在挂图的基础上，用材料制成的一定的立体图形，还可有配合教材需要的简单运动演示。其效能远比图片类好，造价也还便宜，故使用量较大。在某些情况下，靠图片和示教板仍不易达到满意的教学效果，如约束中的铰链、平行力系中的吊塔、材力中的变形问题等，就远不如利用模型的分析讲解表达的更清楚，认识的更深刻。因此，立体模型因其观察角度完善，真实感强，成为直观演示教具中的佼佼者，但其制造较难，成本略高，一般并不需要使其全部取代示教板及挂图等教具。
四、课堂演示的原则
有了理想的教具，要收到理想的教学效果，还有待于教师的科学的创造性地教学工作来实现，在长期的教学实践中总结课堂演示教学活动应遵循以下的原则较易成功：
（一）演示应是教材讲解的有机组成部分，应是从讲解过程中引出教具，配合十分重要，切忌演示与教材内容的脱节。
（二）演示的课前准备要充分，绝对不可演砸，出现过错，引起学生质疑，其负面作用是非常不易纠正的，因此要求最简单的演示也应先作一遍，熟悉每一细节，配备必要的资料，保证成功。
（三）较重要的课堂演示展示教具的时机应适宜，一般为课程的关键时刻，不可过早，以免降低新颖性，及时收起，促使学生在头脑中重现影像，加深记忆。
（四）配合启发式讲解，利用教具向实际延伸，尔后归总抽象概念，如铰链约束，利用模型的拆装，显示其一般构造特征，向学生提问实际中类似的实例，丰富感性认识后，归纳出符号受力特性。
（五）讲桌上一般不放多余东西，以免分散学生注意力，教具放置应以学生观察方便为宜。
（六）演示时间不宜过长，复杂的演示分步进行，尽量减少同课题的同类型演示。
（七）本课程的课堂演示一般只作定性的描述。
关键词：工程力学；课堂教学；教学改革
工程力学由于概念抽象、公式繁多，被学生反映为不好学的一门课程。如何使学生学好工程力学课程是广大教师需要思考探索的问题。
一、重视第一课堂
工程力学一般安排在大二第一学期或者第二学期，当老师第一节课走进教室时，同学们都会问很多问题，比如，“这门课好学吗”“学习这门课有何用处”等，要解决这些问题，上好第一节课非常重要。一是要介绍科学家的生平事迹，介绍大家熟知的力学名家。讲解科学家是如何勤奋学习，最后获得成功的。这样对少数迷茫的大学生有一种平稳心态的作用。二是内容的组织要有条理。教师首先要阐述工程力学在学生所学专业中的地位和作用，让学生认识到学习工程力学的重要性。
二、修改教材内容，引入新工程力学分析内容
现行工程力学教材内容比较陈旧，知识构架亦不完整，内容更新势在必行。在课程教学中必须从高校人才的培养目标出发，强调知识的综合性、实用性，加强实践能力与创新精神的培养。在工程力学教学中对教学内容的改革是最重要的方面，教学内容的改革必须有一个新体系的教材作保证，因此教材建设是课程建设的基础课关键所在。2002年我系有经验的老师编写工程力学教材，教材中引入反映学科发展水平的新概念、新理论、新方法，这对学生思维方式的培养有积极作用。
三、优化教学过程和教学内容
1.探究史趣，积极激发学生的学习兴趣
工程力学理论性强，数学推导多，工程应用性广泛，有部分学生对力学产生了畏惧心理，极大地影响了其学习力学课程的正常心理。鼓励学生探究力学史上的前因后果，分析工程和生活中的力学问题，既能增强课堂讲解的生动性，又可以激发学生的学习兴趣。例如，材料力学部分，通过探讨“泰坦尼克号”沉没之谜，分析魁北克大桥塌陷之因，使学生能够以史为鉴，深刻认识到学习工程力学的重要性，从而激发他们的学习兴趣和积极性。
2.探索新的教学模式，培养学生的学习积极性
传统的教学模式是以老师为主体，以课堂讲述为主，老师讲得头头是道，但是学生不能事先掌握学习内容，学习主动性和积极性得不到发挥。因此在教学中可以采用多种教学模式。比如高数大学物理已讲过计算重心、惯性矩的计算内容不必重复，而是要求学生课前自己预习。
3.在教学中突出重点、突破难点是上好课的关键
工程力学中定理和公式较多，如果一一推导，教学时间不够，另外学生对烦琐的公式推导方式也不感兴趣，所以比较理想的做法是讲清公式推导的思路，简化公式的推导过程，最后记住结论即可。比如，讲解刚体的平面运动这部分内容时，同学们都感到难学。这时候可以采用边演示动画边讲解，让同学们了解曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、行星齿轮机构的组成知识。又比如，材料力学部分中弯曲和扭转的组合变形是一个难点，但又是后续课程机械设计中转轴设计所必需运用的方法，因此在教学中应始终贯穿一条主线：力学模型―受力分析―内力分析―应力分析―强度条件计算，逐步突破难点，使学生能真正从中学到方法，提高解决问题的能力。
四、将微课方式引入教学过程
微课是为在线学习而生的，是一种在线学习资源，因此应对现有的网络视频资源进行微课化改造。在微课教学中，授课教师可运用多媒体配合具体的讲述行为完成教学任务。多媒体教学为学生提供了一个可调节的且集视、听、读、写、做为一体的创造性综合学习环境，而教育变革不是通过改造课堂而实现的，而是通过发展网络教育与在线学习才能取得突破。
参考文献：
（邯郸派瑞节能控制技术有限公司 河北 邯郸 056000）
【摘要】根据土木工程力学内力图绘制实践，对工程力学中最常见的几种内力图作了探讨。
关键词 工程力学；内力图；突变；探讨
1.前言?
（1）工程力学是工程重要的理论和实验基础，它是研究结构和构件安全地承受各种作用（荷载等）的一门科学。它研究的结构和构件的强度、刚度和稳定性等问题离不开内力分析，内力分析是土木工程力学最为重要的一个环节，而最能体现杆件各截面分布情况的当属内力图，内力图具有较强的直观表达性，制作方便，因此内力图成为杆件内力表达的重要手段。根据多年实践，对工程力学中最为常见的几种内力图作一探讨。?
（2）几乎所有的内力图的方法是列内力平衡方程，再由内力平衡方程画出内力图，而新方法是倡导利用内力图规律和荷载的“突变”，直接画内力图，简单而快捷，是正确、迅速绘制内力图的关键。
2.轴向拉（压）杆的内力图——轴力（FN）图?
轴向拉（压）杆的受力特点：外力的合力作用线与杆的轴线重合。轴向拉（压）杆的轴力图——FN——x的图像直接反映出轴力与截面位置变化关系，较直观；而且还能确定出最大轴力的数值及其所在横截面的位置，即确定危险截面位置，为强度计算提供依据。轴力图的简便画法为：?
（1）以外力作用处为界，将杆件分段；?
（2）在分界处：突变值＝集中载荷（其余各处为一水平线）。轴力图的要求为正负号、数值、阴影线与轴线垂直。熟练掌握以上几点，就可以准确无误地画出轴向拉（压）杆的轴力图了。
3.扭矩图的画法?
扭转变形的受力特点是在垂直于杆轴线的平面内，作用有大小相等、转向相反的一对力偶。扭矩的正负号判别用右手螺旋准则，即右手四指代表扭矩的转向，当大拇指背离截面为正，反之为负。扭矩图以外力偶作用处为分界处，突变值等于该力偶值。扭矩图画法可以参照轴力图的画法。
4.直梁弯曲——剪力图和弯矩图的画法?
工程制图中，为了迅速判断梁危险截面的位置（一般是剪力或弯矩最大值所处的位置），必须明确剪力和弯矩沿梁轴线的变化规律，我们通常采用绘剪力图和弯矩图的方法来表现它。建立内力方程的方法是作内力图的最基本方法；建立了内力方程再结合数学上的函数图像性质作图，绘图过程繁琐，工作量大，不容易掌握；通过考察大量内力图及与荷载之间的关系，我们发现：在常规荷载作用下内力图的函数图形是直线和二次曲线，只要定出起点和终点的值，再对函数图形的形状进行定位，就不难作出内力图了，所以我们采用确定控制截面法。?
4.1控制截面法。
控制面不外乎梁的起、止截面，均布载荷的起、止截面，集中力、集中力偶作用截面，以及剪力为零的截面。采用控制截面法绘图，就是先在这些截面对应的点处求内力值，然后在内力图上定位，即定性地判断各段的剪力图和弯矩图的形状、图形变化趋势等，再根据荷载性质用直线（或曲线）连接定位点。在熟悉内力图规律的基础上，熟记以下口诀：剪力图，力偶瞒，均布载荷呈斜线；集中力，有“突变”，两个力间平线牵；定位置，看力点；求大小，比例见。弯矩图，力偶显，均布载荷抛物线；纯力偶，有“突变”，力偶之间平线牵；集中力点藏弯矩，同它力点斜线连。?
4.2用叠加法画弯矩图。
用控制截面法作梁的内力图较用内力方程简单，然而它毕竟需要确定控制面，以及确定内力值等步骤，若我们采用叠加法，在某种情况下比控制截面法更便利。叠加原理是由几组荷载作用所引起的某一参数（约束反力、内力、应力、变形），等于各荷载单独作用所引起的同一参数的叠加。一般来说，在常见荷载作用下梁的剪力图较为简单，不需要使用叠加法；而较多荷载作用时，一般使用叠加原理作画弯矩图。使用叠加原理作弯矩图的方法叫叠加法。用叠加法画弯矩图的步骤为：荷载分解；作分解荷载的弯矩图；叠加荷载共同作用下的弯矩图，相应的纵坐标代数相加。
5.静定平面刚架的内力图——弯矩图、剪力图、轴力图的画法?
5.1刚架是由直杆组成的具有刚结点的结构，其特点是：在梁和柱的联系处为刚结点，当刚架受力而产生变形时，刚结点各杆端之间的夹角始终保持不变。从受力角度来看，刚结点的最大特点就是可以承受和传递弯矩，优点是结构刚度大，内力分布合理。研究它的内力时，一般在刚结点处，用垂直于杆轴的截面将刚架截开，形成若干杆件段，即将刚架拆成横杆和竖杆，再根据刚架的特点分别画横杆和竖杆的内力图，于是刚架的内力问题就转化为单个杆件的内力问题。分别作各杆件的内力图，随后将各杆件内力图合在一起，构成刚架的内力图。可以概括为“先分后合”。?
5.2刚架内力图的绘制方法归纳：?
（1）绘制刚架内力图前，先求计算支座反力；?
（2）将刚架节点处截成若干杆件，画单个杆件的内力图；?
（3）将单个杆件的内力图进行组合，绘制内力用截面法求解刚架任意指定截面的内力，再应用与前面相同的弯矩图、剪力图、轴力图的绘制规律与绘图方法作刚架内力图。?
5.3绘制刚架弯矩图时应注意以下几点：
（1）刚结点处应满足力矩平衡；（2）铰结点处弯矩必为零（在无外力偶的情况下）；（3）无荷载区段弯矩图为直线；（4）均布荷载区段弯矩图为二次曲线，曲线的凸方向与均布荷载指向一致；（5）利用q、FQ、M三者之间的关系作图；（6）运用“区段叠加法”作M图。
6.综上所述?
关键词：工科大学生；安全教育；工程力学；事故案例分析
一、工科大学生的安全教育
工科大学生毕业之后多数直接服务于生产建设，无论作为工程技术人员，还是作为工程管理者，都将是安全生产的直接责任者和管理者，他们的安全素养对于安全生产至关重要。工科大学生作为一个特殊的技术型群体，未来的工作环境和工作内容对他们提出了很高的安全要求，可以说，他们的一举一动都与人们的生命财产安全相关。因此，在他们还处在学校教育阶段时就要开展深入的专业安全教育，培养他们的安全思维、安全意识和安全素养，使之真正成为对社会有用的技术人才。高校要重新审视现有的课堂安全教育体系，反思其中的不足之处并及时改进和完善。安全教育是一个大话题，也是一项系统工程，个人、学校、家庭、社会都负有不同的责任。这里主要探讨高校的安全教育问题。对于常规的安全教育，高校已经安排了不少，主要由校方的行政系统，特别是教辅人员组织安排相关的安全教育内容。其余和专业教育密切相关的，如金工实习时的安全教育、专业认知实习时的安全教育、生产实习时的安全教育、毕业实习时的安全教育等，都突出地表现在实践性教学环节，并且有专门的教师在实践教学课程中承担教学任务。与这些环节相比，正式的课程教学，如工程力学课程教学，其中也涉及很多安全问题的内容。教师需要从安全角度进行剖析和解读，以便让学生更深刻地理解安全问题，让他们更有针对性地掌握相应的知识点。当然，不同的专业课程承担的安全教育内容和责任也是不同的，这就需要任课教师贯彻安全教育的责任，通过课程明确各自的重点，共同做好安全教育。
二、工程力学课程教学中安全教育的内容及方法
（一）课程教学中的安全教育内容
工程力学课程是工科学生接触较早的一门技术基础课程，内容包括理论力学（静力学部分）和材料力学。理论力学部分主要研究物体平衡时作用力所应满足的条件。材料力学部分主要研究构件在外力作用下的变形与破坏（或失效）的规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。显然，这两个部分的内容都直接与工程结构的安全性密切相关。学生对这些知识的理解和掌握以及运用这些知识的能力，直接与工程安全相关。传统的工程力学课程教学比较重视知识的传播，教师花费大量的时间教会学生进行相应的计算。学生通常满足于计算结果的正确，对其中的安全问题重视不足，这对他们以后走向工作岗位极为不利。为此，教师结合工程实践，将工程事故案例分析引入工程力学课程教学中，在讲解课程知识的过程中对学生进行安全教育，不仅可以提高学生的学习兴趣，还会使学生更深刻地理解所学内容。教师可以在理论力学部分一般力系的平衡章节增加一到两个事故案例分析，比如，门式起重机垮塌事故、救援吊车连续落水事故等；在材料力学部分弯曲应力章节增加几个事故案例分析，比如，吉林省302省道锦江大桥垮塌事故、湖南省凤凰县吊桥倾斜事故。为了说明问题，笔者列举几个案例的简介。门式起重机垮塌事故。2001年7月17日，上海某船厂600吨造船门式起重机吊装时，有人擅自解开刚性腿一侧缆风绳，引发起重机整体垮塌，导致36人死亡。刚性腿在缆风绳调整过程中受力失衡是事故发生的直接原因。吉林302省道锦江大桥垮塌事故。2010年6月8日，吉林省省道302朝长公路194公里+100米处的锦江大桥突然垮塌，一辆行驶在桥上、装满沙子的大挂货车连同桥面坠入锦江，一辆出租车驶到垮塌大桥处时坠落桥下，货车与出租车上共有7人，其中6人受伤，无人死亡。载重126吨的货车严重超载酿祸，这是典型的强度失效案例。湖南省凤凰县吊桥倾斜事故。2013年5月1日，凤凰县沱江镇棉寨村距县城3公里处桃花岛篝火晚会散场后，游客经过水吊桥时因桥头受力桩断裂，出现桥面倾斜导致游客落水，因落水点水位较浅，所幸没有出现伤亡情况。钢绞线拉索的拉钩、受力立柱断裂是导致凤凰古城吊桥倾斜事故的主要原因。类似的案例还有很多，教师可以精选其中的典型案例，使之与课堂教学内容结合，以便于学生获得更加直观的感受，使学生在学习专业知识的同时，深刻认识到工程安全的重要性。
（二）工程事故案例分析教学方法
结合上述案例进行教学时，教师可以播放事故现场视频、图片等，让学生明白：事故发生的原因是什么，和正在学习的工程力学课程有什么关系；假如我们都是当事人，该如何避免事故的发生；在事故发生后，作为专家该如何分析事故原因；等等。教师可以让学生展开课堂讨论，把事故的前因后果分析清楚，找出安全隐患，以达到对学生进行安全教育的目的。例如：在对湖南省凤凰县吊桥倾斜事故进行分析时，教师要让学生总结以后工作中应注意的事项；在分析救援吊车连续落水事故时，要让学生讨论假设自己在现场指挥救援应该怎么做。考虑到课堂时间比较紧张，类似的课堂教学讨论每学期可以安排2—3次，主要针对该课程的典型内容做出安排。还有一些不便于或者没有时间在课堂上讨论的内容，教师可以给出一些链接或者索引，便于有兴趣的学生做些必要的拓展。在实验室建设方面，学校可以增设工程事故仿真模拟实验室，使工程事故发生的原因、过程和结果在时间和空间上再现，帮助学生对工程事故有更清晰的认识。同时，工程事故仿真模拟以其直观、生动、警示作用突出的特点，对学生的安全教育起着重要的作用。
三、课程教学中安全教育的实施效果
（一）提高学生的学习兴趣
单纯的工程力学课程教学理论性强，需要计算的内容很多，容易使学生感到枯燥。教师通过现代化的手段，将现实中发生的各种工程事故视频及图片进行编辑裁剪，形成多媒体课件，并将其引入课堂教学体系，这样既可以丰富课堂教学内容，也可以扩充相关知识，提高学生的学习兴趣。从笔者已经开展的课堂教学看，这么做能收到很好的教学效果。
一般来说，技校类招收的学生，大都学习素质和心理素质较差，对技术工人在经济建设中的地位认识不足，往往认为学习成绩再好也是打工，学习缺乏动力。因此，在新课程背景下，必须改革教学方法，以人为本，努力采用目标导向，不断强化实验教学，让学生在富有吸引力、好奇感与感性的氛围中获取知识，才能完成“工程力学”的教学任务。
1．培养良好的学习动机。要用就业目标导向和执业行为导向的方法让学生认识“工程力学”在现实中的地位、研究对象、学习方法，懂得为什么药学和怎样学，帮助学生做到“学友方向”，增强学习的责任感，培养自觉学习的精神。因此要通过组织学生到工厂见习，了解冲床，剪床等机械设备的运动情况，设备破坏的原因及危害，提出一些与课本关系密切的力学问题让学生思考，激发学生的好奇心，培养良好的学习动机，激励强烈的学习欲望，培养良好的意向动力，这样，才能为顺利完成教学任务铺平道路。
2．重视实物的导向作用。对学生来说，力是抽象的，概念是空洞的，教师要重视运用案例，教学模式导向，充分利用实物、力学模型、卡片、电化教具等富有针对性的教学手段，增强学生的感性认识，从而加深对理论的认识。首先，要充分利用教具，多举一些现实而具体的例子让学生思考，并尽可能把例子描述的生动具体。其次，要结合机械等实物分析问题，帮助学生加深理解，然后要结合挂图、板书等把抽象的力分析成具体的力，如讲授三角构架的受力分析，要制作木条三角构架，帮助学生分析各木条的受力特点，再通过画力图分析解除约束后三根木条的受力情况：帮助学生掌握受力分析的步骤。这样，通过具体的观察、形象的思考、抽象的分析，才能较好地提高学生的抽象思维能力和分析能力，有效地促进难点的转化。
3．强化分析能力的培养。职校生分析判断问题的能力不强，在教学中要帮助学生掌握基础科研究分析问题的思想方法，提高分析判断能力、解决问题的能力、对基本定理、基本公式的推导应重点阐述分析问题的思路，发掘问题的内在规律。如教材力学四个基本变形中横截面上应力的平衡条件、应变的几何条件以及应力与应变之间的物理条件，着重分析应用更使得条件和物理意义，让学生从不同角度分析事物本质的和非本质的属性。加深对问题理解，要帮助学生理顺各部分知识的关联，加强对比、推导、使知识系统化。
4．不断加强实验教学。现在大多数职校依然重视理论公示的推导，微分的计算，注重书本上知识的讲述，导致学生感觉难学，老师感觉难教。笔者认为在理论讲解之前的实验应采取演示的形式，以教师演示，学生观察为主，在学生完成理论知识，对其有了一定的了解后，要求学生自己动手设计后验证试验，以便复习巩固已学过的知识、发现新问题、培养自我解决问题的能力，对于一些理论性强、公式繁琐、参数概念容易混淆的章节，应遵循“实验――理论――在实验”的规律教学，例如圆周扭转的性质及横截面上切应力的计算，若直接讲理论，很多学生分不清楚剪切角和扭转角，从而对这个知识点失去兴趣，导致接下的实验也是应付而已，如果教师在课堂上先做试验，给学生形象直观的概念，引起学生对所学内容的兴趣，调动学生自觉的积极性，那么再将理论学生就容易接受多了，接着的实验巩固也才能起到真正的作用。
5．积极使用形成性评价。在新课程实施中，人们已认识到：没有评价的教育是盲目的教育。同样，没有评价的教学是不完全的教学，特别是布鲁姆创立的形成性评价因其是相对于诊断性评价和终结性评价的一种独立评价形式，是教学过程中所进行的一种评价，因而既有实现目标的手段，又是促进目标达成的动力。由课堂形成性评价、单元形成性评价获得信息后，要决策下一步教学应采取的措施，其中必须包括矫正一项，特别是对那些距教学目标较远的学生要提供必要的帮助和补救，不可让他们在面前知识没有掌握下去学习后面知识，应该是每一个学生后续知识的学习简历在牢固掌握上一单元的基础上，一步一个脚印地前进，从而有效地控制学习上的两极分化，确保大面积教学质量的稳步提高。
培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的，德、智、体、美等全面发展的中等技术应用性专门人才，工程力学这门课程承担着义不容辞的责任，因为它是一门理论性较强的机械类专业基础课，在职业学校的工科专业教学计划中占有重要地位。
