浅谈工程力学与建筑桁架模型设计
在工程力学教学中引入结构力学求解器进行教学，可以把学生从繁琐的结构计算中解放出来，下面是小编搜集的一篇相关论文范文，欢迎阅读借鉴。
【摘要】本文分析了“工程力学”教学中存在的问题，总结了目前职业院校在“工程力学”教学改革中所采取的一些改进措施，阐述了在“工程力学”中进行实践环节和综合性教学环节的尝试。我系引进了力学求解器软件教学，计算并设计制作建筑桁架模型，获得了很好的教学效果。
【关键词】高职教育;工程力学;力学求解器;桁架模型
我国职业教育培养的是应用型人才，所以工程力学教学内容应突出“应用型”这一特点，要从专业特点、工程实际应用和知识结构整体优化、教学需要等角度出发，合理取舍内容[1]。对于我院的水利工程、建筑工程等工程类专业而言，工程力学部分是很重要的一部分内容，对于学生学习后续其它专业课程影响很大。但在教学过程中发现学生学习工程力学难度大，主要是由于现在中高职对力学的教学还是和本科院校结构力学教学一样，注重公式的推导和理论的讲解。针对这一问题，力学教研室几位教师经过研究，对教学内容进行了必要调整，大大删减了不必要的、繁琐的公式推导过程，重点给学生讲解基本概念、基本理论以及一些基本的计算方法。同时，我们引进一些现有的结构力学求解器软件开展教学，把繁琐的手工计算交给计算机解决。如果利用计算机模拟构件的受力，并计算试件的内力与变形，绘制内力图、应力图及变形曲线，就可直观地找出任一截面上的.内力及变形数值，确定危险点及极值大小，计算过程准确而简单。
传统上的“工程力学”教学是以理论教学为特征的，通常不安排实习、实验这样的实践性环节。考虑到加强实践环节和综合性教学环节对于加强学生力学概念和培养力学综合分析能力具有重要作用，我系在“工程力学”教学中，除了理论教学之外，还有计划地开展课外模型试验，设置以验证理论分析为目的的测试实验，设置综合性训练内容。以验证理论分析为目的的测试实验，目前主要是结合桁架结构的教学，设计一个跨度60cm的木桁架，能承受20Kg的静载测试。综合性训练，要求学生研究小组在教师的指导下，从桁架结构计算理论的研究入手，从理论分析、计算方法、试验测试三个方面培养学生综合能力，由此而加深学生对于力学理论与概念的理解与把握，并培养学生应用知识的能力。
建筑桁架的设计、制作、测试(例子)
1、桁架制作要求
提供2根20mm×30mm×500mm木条，18根10mm×15mm×500mm木条，用于制作跨度600mm，跨中承载不少于20KG的模型。
2、桁架的设计
本设计采用两榀桁架组合成一空间桁架，用结构力学求解器建模型如图1所示，建立计算一片桁架受力[3]，承受10Kg即100N的跨中集中荷载，软件计算出了杆件内力，如表1所示。
由内力表知3号杆件受到的轴力最大为100N的拉力，所以选用20mm×30mm截面的杆件。其他杆件选用10mm×15mm截面杆件。
强度验算：
3号杆件的拉应力为
4号杆件的压应力为
所以杆件的强度能够满足荷载要求。
3、桁架的制作
学生先用AutoCAD绘制装配图，如图2所示。再进入实训厂按图进行制作拼装，如图3所示。
4、桁架测试
桁架必须满足20Kg的基本荷载要求，如图4所示。
结 论
实践表明，在工程力学教学中引入结构力学求解器进行教学，可以把学生从繁琐的结构计算中解放出来，学生提高了应用力学的能力，提高力学教学效果，激发学生学习力学的兴趣。鉴于职业院校学生的特点，教师可以通过理论结合实践的教学，制作一空间桁架使得学生提高动手能力和综合素质。
参考文献
[1]蒋旋新，中国特色现代职业教育体系创新理念和创新思路[J].教育与职业，2012年20期
[2]袁驷，叶康生，袁征.《结构力学求解器》的算法与性能[A].第十届全国结构工程学术会议论文集[C].2001： 174-181.
[3]刘卫然，张丽梅.结构力学求解器在桁架结构教学中的应用.山西建筑[J].2014 (4) ：40- 11.
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