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流体力学课件(实用十七篇)

时间:2026-07-18 赵老师教案网

■ 流体力学课件

咖啡拉花是一门艺术,也是一门科学,下面小编给大家整理了咖啡饮品中拉花的流体力学的相关介绍内容,大家一起来看看吧。

咖啡拉花:牛奶与咖啡的艺术

咖啡拉花(Latte Art)主要分为两种:一种是拉花(Free Pour),在往浓缩咖啡中倾倒热牛奶的同时 “拉” 出图案;一种是雕花(Etching),在冲调好拿铁之后,用巧克力酱和牙签等辅助用品直接在拿铁表面的泡沫上 “雕” 。

拉花和雕花两者比较,前者更加奇妙,而后者花样更全。这是因为在雕花时,拿铁表面的泡沫具有一定的稳定性,能够支撑巧克力酱、焦糖浆之类的有颜色的酱料,不但给咖啡师以更多时间,勾画、构图也有了更大的自由。

而拉花的奇妙之处则在于图案是在调制拿铁的过程当中形成的。拉花的奥妙,资深的咖啡师或许会从如何制取浓缩咖啡和热牛奶泡沫谈起——不过,从物理上来说,咖啡拉花是怎么一回事呢?

咖啡拉花是怎么形成的呢?

制作咖啡拉花的咖啡叫做 “ Espresso ”,也就是我们常说的浓缩咖啡或意式浓缩咖啡。这是一种口感强烈的咖啡,用接近沸腾的热水以高压冲过细细研磨后压实的咖啡粉得来。在浓缩咖啡的表面飘着一层红棕色的`泡沫,这层泡沫叫做咖啡脂(crema)。

获取浓缩咖啡时得到的咖啡脂

咖啡脂的存在往往被视为浓缩咖啡质量的标志,其体积要占到浓缩咖啡的 10% 以上。咖啡脂里面含有许多气体,大概在总体积的一半左右。

如下图,在光学显微镜下观察咖啡脂的结构,可以看出里面含有气泡、脂肪颗粒(一般小于 10 个微米)以及一些固体的颗粒(咖啡豆细胞壁的碎片之类)。

咖啡脂的存在是形成咖啡拉花的一个重要因素。

在光学显微镜下观察咖啡脂,可以看出里面包含有气泡、脂肪颗粒以及一些比如咖啡豆细胞壁碎片之类的固体颗粒,而用于制作咖啡拉花的热牛奶也经过了预先处理,通过搅拌或者其他的方法,热牛奶的表面形成了一层牛奶和空气混合而成的微泡沫( Microfoam ) 。

在混合热牛奶和浓缩咖啡的过程中,我们有两种泡沫混合在一起,一种是牛奶表面的空气和牛奶混合的泡沫,一种是浓缩咖啡表面的脂肪、气体和浓缩咖啡混合的咖啡脂泡沫。这两种泡沫都相对稳定,咖啡脂的泡沫一般可以维持 10 分钟左右的时间 ,牛奶和空气形成的泡沫也可以维持数分钟之久。

这两种泡沫混在一起之后,由于它们的颗粒都很大(都是微米级别的大小),并且互相挤在一起,颗粒的扩散过程是很慢的,在没有搅拌的情况下,两种泡沫之间混合的速度会很慢,因此,泡沫之间的界限会在很长时间内保持清晰。这样,咖啡师倾倒牛奶时做出来的图案可以保持足够长的时间,以供顾客欣赏。

所以说,咖啡拉花实际上是两种泡沫(而非液体)混合出来的效果。知道了这个以后,再看咖啡拉花,除了赞叹之外,是不是增添了一份其他的感受呢?

■ 流体力学课件

1、 根据牛顿内摩擦定律,当流体流动时,流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。

2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。

3、 流体流动时,只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。

4、 在相同条件下,管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。

5、 稳定(定常)流一定是缓变流动。

6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。

7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的`流动管路。

8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。

9、 外径为D,内径为d的环形过流有效断面,其水力半径为Dd。 4

10、 凡是满管流流动,任何断面上的压强均大于大气的压强。

■ 流体力学课件

哈工大理论力学课件是一门关于理论力学的课程资料。理论力学是物理学中的基础学科,研究物体运动的基本规律和力的作用关系。作为一门重要的课程,哈工大理论力学课件包含了丰富的内容,详细而生动地介绍了力学的理论知识和实际应用。



首先,哈工大理论力学课件详细介绍了力学的基本概念和原理。文章开头,课件以“物体运动的基本规律”为标题,引言部分向读者介绍了力学研究的重要性,并给出了一系列实例和现象来引起读者的兴趣和思考。随后,课件详细阐述了质点的运动、牛顿运动定律以及惯性系和非惯性系等基本概念。通过生动的插图和实例,课件帮助读者理解并掌握了这些重要的概念和原理。



其次,哈工大理论力学课件深入讲解了力学的各个分支。在课件的下一个章节中,以“刚体运动学”为标题,课件详细介绍了刚体的运动学性质,包括刚体的平动和转动等。在这一部分中,课件通过丰富的图示和数学推导,生动地展示了刚体运动的规律和特点,帮助读者更好地理解和掌握刚体运动学的知识。



另外,课件还涉及了力学的动力学分支。在章节标题为“质点动力学”的部分中,课件详细介绍了质点的运动方程、功和能量以及冲量等重要概念。通过具体的计算实例和力学模型的展示,课件帮助读者理解了力学分析中的动力学问题,并学会了运用相关知识进行问题求解。



此外,哈工大理论力学课件还包含了实际应用案例和课程实践。在课件的最后部分,以“力学的实际应用”为标题,课件介绍了力学在工程、机械和天体物理学等领域的实际应用。通过生动的图片和案例分析,课件引导读者了解了力学在实际问题中的重要性和作用。



综上所述,哈工大理论力学课件是一份详细且生动的学习资料,为学习者提供了广泛的力学知识和实践应用案例。通过仔细阅读课件,读者可以更好地理解和掌握力学的基本概念和原理,并能够运用力学知识解决实际问题。无论是对于哈工大学生还是其他物理学爱好者来说,这份理论力学课件无疑是一份宝贵的学习资料。

■ 流体力学课件

1、 稳定流动与不稳定流动。

2、 产生流动阻力的原因。

3、 串联管路的水力特性。

4、 如何区分水力光滑管和水力粗糙管,两者是否固定不变?

5、 静压强的两个特性。

6、 连续介质假设的内容。

7、 实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件。

8、 因次分析方法的基本原理。

9、 欧拉数的定义式及物理意义。

10、 压力管路的定义。

11、 长管计算的第一类问题。

12、 作用水头的定义。

14、 动量方程的标量形式。

15、 等压面的特性。

16、 空间连续性微分方程式及其物理意义。

17、 分析局部水头损失产生的原因。

18、 雷诺数、富劳德数及欧拉数三个相似准数的定义式及物理意义。

19、 流线的特性。

■ 流体力学课件

1、 何谓岩体力学?它的研究对象是什么? 是力学的一个分支学科,是研究岩体在各种力场作用下的变形与破坏规律的理论及其实 际应用的科学,是一门应用型基础学科。 研究对象是各类岩体。

2、 岩体力学的研究内容和研究方法是什么?内容:○岩块、岩体地质特征。○岩石的物理、水理与热学性质。○岩块的基本力学性结构面力学性质。○岩体力学性质。○岩体中天然应力分布规律及其测量的理论质。○ 与方法。○边坡岩体、地基岩体及地下洞室围岩等工程岩体的稳定性。○岩体性质的改  善与加固技术。○各种新技术、新方法与新理论在岩体力学中的应用。○工程岩体的模 型、模拟试验及原位监测技术。方法:○工程地质研究法。○试验法。○数学力学分析法。○综合分析法。

一、岩体地质与结构特征<\/h2>

1、 何谓岩块、岩体?试比较岩块与岩体,岩体与土有何异同点? 岩块是指不含显著结构面的岩石块体,是构成岩体的最小岩石单元体。

岩体是指在地质历史过程中形成的,由岩石单元体和结构面网络组成的,具有一定的结构 并赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境中的地质体。

岩块岩体都是由岩石组成,但岩体包含若干不连续结构面,岩块不含显著结构面。岩块 是岩体的组成物质,岩体是岩块和结构面的统一体。 岩石露在地表部分被风化和淋滤后形成的不溶于水的物质, 残留在原地的形成土。 矿物, 岩石,岩体都可以形成土。组成岩体的岩石的矿物颗粒间具有牢固的连接而土没有。

2、 岩石的矿物组成是怎样影响岩块的力学性质的? 岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体,按照一定的方式结合而成。力学性 质主要取决于组成岩块的矿物成分及其相对含量。矿物硬度大则强度大,反之则小。

3、 何谓岩块的结构?它是怎样影响岩块的力学性质的? 岩块的结构是指岩石内矿物颗粒的大小、形式和排列方式及微结构面发育情况与粒间连 接方式等反应在岩块构成上的特征。力学性质主要取决于矿物颗粒连接及微结构面的发 育特征。

4、 为什么说基性岩和超基性岩最容易风化? 可能与其二氧化硅的含量有关。

5、 常见岩石的结构连结有哪几种类型? 2 种:结晶连接(矿物颗粒通过结晶相互嵌和在一起) 胶结联结(通过胶合物连接在一起)

6、 何谓结构面?从地质成因和力学成因上各自分为哪几类?各自有什么特点? 结构面是指地质历史发展过程中,在岩体内形成的具有一定的延伸方向和长度,厚度相 当较小的地质界面或带。 地质成因:原生结构面(分沉积、岩浆、变质结构面) 、构造结构面、次生结构面。 力学成因:剪性结构面和张性结构面。

7、 何谓岩体结构?岩体结构类型划分的'主要区别是什么? 岩体结构是指岩体中结构面与结构体的排列组合特征。 主要区别在于结构面的性质及发育程度。

8、 自然界岩石按成因分为几大类,各自有何特征? 岩浆岩(分为深成岩、浅成岩、喷出岩) :无层理,产状复杂,岩相表现在结晶程度上。 沉积岩(分为他生、自生沉积岩) :具有层理构造,岩体呈层状结构。

变质岩(分为接触、动力、区域变质岩)成因复杂,片状结构,各向异性明显,强度高

9、 岩体结构一般分为几类,各自有何特征? 5 类(整体状、块状、层状、碎裂状、散体状结构)

10、剪性结构面有何特征?为什么岩体中以剪性结构面最多? 连续性好,面较平直,延伸较长并有擦痕镜面等现象发育。 结构面与最大主应力间的关系控制着岩体的破坏机理与强度。 β<90°表现为滑移破坏, 由剪应力产生。

11、 结构面特征包括哪几个方面?各自用什么指标表示?定义如何?它是怎样影响岩体力学 性质的? 产状(常走向、倾向和倾角表示) 连续性(常用线连续性系数、迹长、面连续性系数表示)反映结构面的贯通程度。 密度(常用线密度、间距表示)反映结构面发育的密集程度。 张开度指结构面两壁面间的垂直距离。 形态(侧壁的起伏形态及粗糙度) 充填胶结特征(影响结构面的强度) 组合关系(研究组合关系确定可能失稳块体的状态、规模和可能滑移方向)

12、RMR 值和 Q 值根据哪些指标确定?如何求取? RMR(岩体地质力学分类)由岩块强度、RQD、节理间距、节理条件、地下水确定。 Q(巴顿岩体质量分类)

三、结构面的变形与强度性质<\/h2>

1、 分别总结结构面的法向变形与剪切变形的主要特征? 2、 结构面变形和强度性质的研究的实际意义? (1) 在工程荷载范围内, 工程岩体的失稳破坏有相当一部分是延软弱结构面破坏的。 (2) 结构面及充填物的变形时岩体变形的主要组成,控制着工程岩体的变性特征。 (3) 结构面是岩体中渗透水流的主要通道。 (4) 工程荷载作用下,岩体中的应力分布也受结构面及其力学性质的影响。 3、 结构面的法向刚度与剪切刚度的定义如何?各自如何确定? 法向刚度是指在法向应力作用下,结构面产生单位法向变形所需要的应力。它的确定可 直接用试验求的结构面的σn-△Vj 曲线后,在曲线上求。 (室内、现场压缩试验) 剪切刚度是指在剪应力作用下,结构面产生单位剪切位移所需要的应力。它通过室内和 现场剪切试验确定。 4、 试述平直无填充结构面及有填充结构面的剪切强度特征? 5、 试述粗糙起伏无填充结构面的剪切强度特征。其节理面的起伏角 i=20°,基本摩擦角 Φb=35°,两臂岩石的内摩擦角 Φ=40°,C=10MPa,作出节理面的剪切强度曲线。 6、 试述非贯通断续结构面的剪切强度特征。 7、 比较巴顿方程、佩顿方程和莱氏方程的区别是什么? 8、 工程实际中一般如何确定结构面的力学参数?

四、岩体力学性质<\/h2>

1、 原位岩体的力学试验与岩块力学试验在本质上有什么区别? 2、 岩体的变形性质与岩块相比有什么区别? 3、 常见确定岩体变形参数的原位试验有哪几种?平板荷载试验和声波发试验的基本原理 是什么? 4、 岩体的动弹性模量与静弹性模量相比如何?为什么? 5、 在垂直层面的法向应力作用下,层状岩体的变形参数怎样确定?

非常感谢为此付出努力的王欣同学和刘南坤同学

6、 原位岩体剪切试验的原理是什么?通过它可以求得哪些参数? 7、 工程岩体常见的破坏形式有哪几种?对应的强度叫什么?各自有何区别? 8、 某裂隙化安山岩,通过野外调查和室内实验,已知岩体质量为一般类,RMR=44,Q=1, 岩块单轴抗压强度 σ=75MPa, 岩体呈碎块状结构, 四组主要结构面将岩体切割成嵌固紧 密、部分扰动的角砾状岩块,结构面光滑,中等风化或发生蚀变,使用 Hoek-Brown 方 程估算岩体的强度。 10、地下水对岩体力学性质的影响表现在哪些方面? 11、岩体结构是怎样影响对地下水渗流的? 12、应力是如何影响地下水渗流特性的。

五、工程岩体分类<\/h2>

1、 影响隧道围岩分类的因素主要有哪些? 2、 围岩分类的主要用途有哪些? 3、 在岩块强度特征相同的情况下,请分析中厚层石灰岩与薄厚层石灰岩的力学参数大小。 4、 请分析围岩分类的发展趋势。 5、 在边坡工程、地基工程与隧道工程中,同一岩体的围岩分类是否相同,为什么? 6、 试分析教材中每一种围岩分类的优缺点。

六、岩体天然应力<\/h2>

1、 简述地应力测量的重要性。 2、 地应力是如何形成的?控制某一工程区域地应力状态的主要因素是什么? 3、 简述地壳浅部地应力分布的基本规律。 4、 试述岩体中水平天然应力的基本特点。 5、 地应力测量方法分哪几类?每类包括哪些主要测量技术? 6、 简述水压致裂法的基本测量原理。 7、 简述水压致裂法的主要测量步骤。 8、 对水压致裂法的主要优缺点作出评价。 9、 分别讨论隆起、剥蚀和载荷作用对 λ 值的影响。 3 10、某岩体,在深度 100m 内,密度为 2.54g/cm ,天然应力比值系数为 1.89,试按自重应 力理论计算深度 50m、150m 处的天然应力大小?

七、岩体本构关系与强度理论<\/h2>

1、什么叫岩石的本构关系?岩石的本构关系一般有几种类型? 2、什么叫岩石的强度?岩石的破坏一般有几种类型? 3、对于弹性平面问题, (1)应力状态有哪两种?其本构方程有什么关系?如果受力为常量, 其应力分布是否与应力状态和材料性质有关,为什么? 4、在平面问题中,已知一点 M 处的应力分量 σx,σy,τxy+τyx。试求经过该点的平行于 Z 轴而倾斜于 X 轴和 Y 轴的任一斜面上的应力。 5、试用莫尔应力圆画出: (1)单向拉伸, (2)纯剪力, (3)单向压缩, (4)双向拉伸, (5) 双向压缩。 6、试证明:在发生最大与最小剪应力的面上,正应力的数值都等于两个主应力的平均值。 7、将一个圆柱形材料放在厚壁圆筒内承受轴向压缩,使之无法产生横向应变, (1)试利用 泊松比确定水平应力与垂直应力之比; 当泊松比是 0.1 和 0.5 时, (2) 试计算上述的应力比; (3)试确定各向同性弹性岩石的 σx+σy+σz 与体积变化之间的关系。 8、在某些模型试验中,竖向放置的明胶板在侧边给予约束,使之在这一方向不能产生水平 应变。而在明胶板的垂直向则不受约束,因而该明胶板处于平面应变状态。如果明胶板的密 度为 γ,至任一点的深度是 z,泊松比是 μ,试计算明胶板在任一点的水平应力。

9、给出简单拉伸时的增量理论和全量理论的本构关系? 10、试求下列情况的塑性应变增量之比: (2)二维应力状态:σ1=σ0/3; (3)纯剪:τxy =σ0。 (1)简单拉伸:σ=σ0 ; 11、什么叫蠕变、松弛、弹性后效和流变。 12、蠕变一般包括几个阶段?每个阶段的特点是什么? 13、不同受力条件下岩石的流变具有哪些特性? 14、何为岩石长期强度,它与瞬间强度一般有什么样的关系? 15、何为岩石强度准则?为什么要研究强度准则? 16、试论述 Culomb,Mohr,Griffith 三准则的基本原理及其主要区别和联系。 17、某均质岩石的强度曲线为:τ=tanΦ+C,其中 C=40MPa,Φ=30°。试求在侧向围岩应 力 σ3 =20MPa 的条件下,岩石的极限抗压强度。并求出破坏面的方位。 18、将一个岩石试件进行单轴试验,当其压应力达到 27.6MPa 时,即发生破坏,破坏面与最 大主应力面的夹角为 60°。假设抗剪强度随正应力呈线性变化,试计算: (1)在正应力等 于 0 的那个平面上的抗剪强度; (2)在上述试验中与最大主应力面的夹角为 30°的那个平 面上的抗剪强度; (3)内摩擦角; (4)破坏面上的正应力和剪应力。 19、将岩石试件进行一系列单轴试验,求得抗压强度的平均值为 0.23MPa,将同样的岩石在 0.59MPa 的围压下进行一系列三轴试验, 求得主应力的平均值为 2.24MPa。 请在 Mohr 图上绘 出代表这两种试验结果的应力圆,确定其内摩擦角及粘结力。

八、边坡岩体稳定性分析<\/h2>

1、边坡岩体中的重分布应力有哪些主要特征?与哪些因素有关? 2、边坡岩体的变形破坏有哪些基本类型?单平面滑动与楔形体滑动的特点是什么? 3、应用刚体极限平衡法计算边坡稳定型的一般步骤是什么? 4、何谓几何边界条件,受力条件,稳定性系数,安全系数? 5、单平面滑动的稳定性系数如何计算,并推导出它的计算公式。 6、异向双平面(楔形体)滑动的稳定性分析的基本思路是什么? 7、某岩体边坡中存在一组与坡面倾向相同,倾角为 30°的结构面,结构面的剪切强度: 3 Cj=0.1MPa,Φj =28°,边坡倾角为 60°,岩体平均密度 r=2.5g/cm ,求该边坡的极限坡高。 8、 某边坡中存在一倾角为 40°的断层, 设边坡倾角为 60°, 岩体剪切强度指标: j =30°, Φ 3 Cj =0.02MPa,平均密度 r=2.55g/cm ,边坡高度为 20m,试评价该边坡的稳定性(取安全系 数 1.05) 。

九、地下硐室围岩稳定性分析<\/h2>

1、以水平圆形无压硐室为例,说明弹性围岩应力的分布规律。 2、何谓围岩?其范围一般为多大? 3、何谓塑性松动圈?具有塑性圈后围岩中的重分布应力如何变化? 4、试总结各类结构围岩的变形破坏特点。何谓渐进式破坏的含义? 5、如何确定地下硐室围岩的破坏范围?试举例说明。 6、何谓围岩压力?按其形成原因可分为哪几类?各自用什么方法确定? 7、试述形变围岩应力确定得基本原理与方法。 8、试述用块体极限平衡方法确定松动围岩压力的方法与步骤。 9、何谓围岩抗力及围岩抗力系数?常用什么方法确定抗力系数? 10、拟在地表以下 1500m 处开挖一水平圆形硐室,已知岩体的单轴抗压确定 σc =100MPa,岩 3 体天然密度 r=2.75 g/cm 岩体中天然应力比值系数 λ=1,试评价该地下硐室开挖后的稳定 性。 11、在地表以下 200m 深度处的岩体中开挖一洞径 2R0=2m 的水平圆形隧洞,假定岩体的天然应力为静水压力状态(即 λ=1) ,岩体的天然密度 r=2.7 g/cm ,试求: 1)洞壁、2 倍洞半径、3 倍洞半径处的重分布应力 2)根据以上计算结果说明围岩中重分布应力的分布特征 3)若围岩的抗剪强度 Cm=0.4, Φm=30°试评价该洞室的稳定性 4)洞室若不稳定,试求其塑性变形区的最大半径 R1 12.在均质、 连续、 各向同性的岩体中, 测得地面以下 100m 深度处的天然应力为: σv=26MPa, σH=17.3Mpa,拟定在该深度处开挖一水平圆形隧道,半径 R0=3m,试求: 1)沿 Φ=0°和 Φ=90°方向上重分布应力(σr、σΦ)随 r 变化的曲线 2)改岩体的 Cm=0.04MPa,Φm=30°,用图解法求洞顶与侧壁方向破坏圈厚度。

■ 流体力学课件

1 . 不爱就不爱,别给劳资整那套:我们不合适。

2 . 要克服生活的焦虑和沮丧,得先学会做自己的主人。

3 . 别喝酒了对胃不好,别抽烟了对肺不好,别熬夜了对身体不好,别想他了对心脏不好。

4 . 时光的残忍就在于,她能带你走向未来,却不能够带你回到过去。

5 . 时间带着我的思绪走,我哪来的时间刻骨铭心。

6 . 行动是治愈恐惧的良药,而犹豫拖延将不断滋养恐惧。

7 . 看见前任很难过的发微博说跟小三分手了,很伤感什么什么的,我进去点了个赞。

8 . 梦是一种欲望,想是一种行动。梦想是梦与想的结晶。

9 . 姑娘,一个人,没啥,拼的就是坚强

10 . 我会好好的生活,不为别的,就为这些年我亏欠自己的。

■ 流体力学课件

流体力学是动力工程类专业的骨干专业基础课,也是所有工科类专业的重要技术基础课程。本教材按拓宽后的机械类全国高等学校相应专业的要求编写,为原机械工业部重点教材。全书共十二章。前六章针对机械工程类专业的要求精选内容,围绕实际流动讲述工程流体力学基础、工程中常见流动问题及处理方法,使机械工程类专业读者具备解决他们常遇到的工程流体力学问题的能力;后六章针对动力工程类专业中涉及的流动问题及相关的研究方法做较深入的介绍。

■ 流体力学课件

摘要:水力学是水利类工科专业重要的专业基础课。近年来随水利类专业培养模式不断调整变化,水力学课程教学各环节也相应做出调整。目前面对工程教育专业认证欲接轨世界同类课程教育,结合课程特点及专业要求,分析水力学课程教学过程中存在问题,提出了进行水力学课程教学改革的思路与理念。

工程教育专业认证体系是遵从《华盛顿协议》多边互认工程教育本科专业学位,认可工程教育资格,推动工程学位互认和工程技术人员的国际范围流动。工程教育专业认证体系通用标准对要通过其认证专业的课程体系进行了规范。水力学为技术基础课,注重于工程实际水流现象的分析和计算,有很强的专业技术性。为适应工程教育专业认证,水力学课程应做出改革调整。水利类专业专门培养在地表水和地下水资源的勘探、评价、开发、管理及其工程设计、施工等方面的工程技术人才。目前我国在水利类专业学科体系齐全,教育水平在世界范围内名列前茅,为国家培养了大批的人才。但是随着经济社会的进步,各种新兴媒体技术的冲击,以及综合素质人才培养要求等的需求,原有的学科培养系统不能满足要求,所以近年来对课程体系进行了改革,现正处于改革调整期后的适应阶段。笔者有幸从事水力学教学多年,为水文与水资源工程、水力工程、水力电力设备、给水与排水等工程类专业讲授水力学课程,同时又留学美国亚利桑那大学做博士后参与水文与水资源工程学院、土木工程学院水力学课程的实验实践环节,审视近年来水力学课程的教学改革,分析面临水利类专业进行工程教育专业认证时水力学课程存在问题,并为以后的改革提出发展思路。

工程教育专业认证要求符合本专业培养目标的工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程的课时量至少占总学分的30%,专业基础类课程应能体现数学和自然科学在本专业应用能力培养,并实现创新能力的培养。对比这些要求目前水利类专业的《水力学》课程教学存在以下问题:1.学时一再压缩。目前高校在课程设置时,为提高学生基础课的能力培养,侧重基础课程学习,压缩专业基础课的教学时间。目前许多院校水力学学时由原来的100多个学时,减到80多个学时,有部分学校甚至压缩为40多个学时,学时的大量压缩,使学生对水力学知识的运用能力、实验动手能力都有所下降。2.学生兴趣的转移。学生在水力学课程学习中多对工程应用方面的知识有较大兴趣,而对水流本身的问题探究即纯水力学理论问题较少关注,因而在学习中对水流现象的学习仅局限于肤浅的表层,而未涉及水流现象的理论实质探索与学习,这对以后的更深层次的学习十分不利。3.传统教学手段受到挑战。学科专业目录调整后,要求强化基础、深化专业、提高素质,各门课程学时大幅减少,方向课增多。教学质量要求提高,要求学生对基本概念的理解、理论方法的应用、实验技能的提高均比过去严格许多。传统的教学手段难以达到上述要求。4.公式及推导冗繁。水力学有许多理论及公式,在工程实际中又衍生出大量的半经验、半理论公式、系数公式或经验常数等等。而目前各种版本的水力学教材尽管做了一些修改,但由于其强调学科的系统性、整体性,都按部就班详细推导,强调技术基础为专业服务等特点,所以水力学课程与其他专业课程相比公式多、概念多、系数多。因而水力计算的内容很多,而且计算复杂,很多问题无解析算,只能用试算法,所有这些都使学生感到不习惯,从而导致学习困难。5.实验条件有待改善。工程教育专业认证要求工程实践与设计至少占到总学分的20%,同时应设置完善的实践教学体系,并应该与企业合作,开展实验实训,进一步培养学生的动手能力和创新能力。部分水利类专业建设中还有一些实验设备没有到位,不能进行正常的教学实验,因此实验教学条件还有待于进一步完善。

三、课程教学改革思路

基于以上面临工程教育专业认证时存在的问题,欲实现水利类专业多边互认、技术人员的国际范围流动,笔者认为应从以下方面着手进行水力学课程改革:1.明确主线重组教学内容。由于水力学课程学时的压缩,且需要保证教学质量不下降,同时教学内容不能缩水的情况下,应采取的改革措施是:对专业基础内容进行重新整合,使重点更加突出,且使课程精练,更符合工程教育专业认证要求。2.选用适当的教材。教材建设是课程的核心,是教师实现教学之本,为实现工程教育专业认证,应结合和参考国外优秀教材内容适当选取。由于水利类专业都开设水力学或流体力学课程,不同专业对水力学知识深度、广度要求也不一样。而目前流行的水力学教材版本不同、难易程度不同、内容侧重不同,因此各有所长,在综合考虑对比情况下,结合专业培养与实现工程教育专业认证目标认证选择。3.改革课堂教学方法。积极实施启发式教学。坚持采用教师主讲与课堂讨论相结合的方法,或者有讲有问,每节课的`最后几分钟留作讨论,使学生增强了敢想、敢问的信心和勇气,以期达到双向交流,保证教学相长,为将来的工程技术人员的力学问题有效沟通解决进行能力培养。传统的水力学教学学生的能动性、个性发挥不够,影响教学效果,被称为一块黑板、一支笔的呆板教学方式。因此制作多媒体课件,演示水力软件于授课过程中,以有利于学生对水利工程中的水力学现象和基本理论的认识与理解,以提高教学效果。4.加强学生计算能力培养。计算机技术的应用为水力计算提供了条件,学生对计算机学习一般兴趣浓厚,这为水力学课程结合计算机教学创造了良好条件。学生计算能力不仅是指一般常规非线性方程的解算及其程序编制能力,而且还应该包括偏微方程的某些部分及其算法,强调计算机及算法应用。因此,在水力学需要试算内容讲授时应启发学生动手编程的热情,这样既加深了学生对解题过程的理解,又提高了程序设计水平,同时满足了工程教育专业认证中有关学生综合应用所学知识解决实际问题能力培养的要求,使学生计算能力实现质的飞跃,以适合水利类专业工程教育专业认证的需要,为以后参加工作打下了坚实的基础。

面对工程教育专业认证,水力学课程教学质量的提高,需要有一套不断适应新形势的课程体系改革和课程内容更新为之保障,而课程体系改革和课程内容更新是一个复杂的系统工程,也是一个不断优化的过程,需要从业者不断地进行探索、改革、实践与提高。

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陆勇.浅谈工程教育专业认证与地方本科高校工程教育改革.高等工程教育研究,,(6):157-161.

■ 流体力学课件



引言:


材料力学是研究物质的力学性质以及物质如何响应外部力的科学。它是现代材料科学与工程的基础。材料力学课件是教学中的重要工具,通过课件的详细、具体和生动的呈现,帮助学生更好地理解和应用材料力学的基本原理和方法。



一、材料力学的基本概念


1. 弹性材料:材料在外力作用下发生形变,当外力撤除后,材料能够完全恢复到原来的形状。


2. 塑性材料:材料在外力作用下发生形变,当外力撤除后,材料只能部分恢复到原来的形状。


3. 韧性材料:材料在外力作用下具有较大的形变能力,并能够吸收较大的能量。


4. 脆性材料:材料在外力作用下很容易发生断裂,形变能力和能量吸收能力较低。



二、材料力学的应用领域


1. 结构工程:材料力学在建筑、桥梁、航空、航天等领域中起着重要作用,帮助工程师设计和构建稳定和安全的结构。


2. 材料加工:材料力学在金属加工、塑料加工等领域中应用广泛,帮助工程师选择合适的加工工艺和加工参数。


3. 材料设计:材料力学通过分析材料的力学性能和行为,帮助工程师设计出具有特定性能和用途的材料。



三、材料力学的基本原理和方法


1. 应力和应变:材料力学的基本概念之一是应力和应变。应力是物体受力时单位面积上的力的大小,应变是物体在受力下单位长度的形变量。通过应力和应变的研究,可以了解材料的力学性能和破坏机理。


2. 弹性力学:弹性力学是材料力学中的基本分支,研究材料在弹性变形时的力学性质。弹性力学的基本定律包括胡克定律、各向同性和各向异性等。


3. 塑性力学:塑性力学是材料力学中另一个重要的分支,研究材料在塑性变形时的力学性质。塑性力学的基本定律包括流动准则、加工硬化规律等。



四、材料力学的实例分析


1. 悬臂梁的弯曲:通过分析材料的力学性质和结构的外力作用,可以计算出悬臂梁在弯曲时的应力和应变分布,进而评估梁的安全性和稳定性。


2. 拉伸试验:通过拉伸试验可以测量材料的杨氏模量、屈服强度和断裂强度等力学性质,为材料的选择和设计提供依据。


3. 挤压加工:通过分析材料的流变性质和挤压工艺参数,可以预测材料在挤压过程中的应力和应变分布,帮助工程师选择合适的挤压参数。



结论:


材料力学课件作为教学中的重要工具,通过详细、具体和生动的呈现,帮助学生更好地理解和应用材料力学的基本原理和方法。它在结构工程、材料加工和材料设计等领域中发挥着重要作用,帮助工程师设计和构建稳定和安全的结构,选择合适的加工工艺和加工参数,设计出具有特定性能和用途的材料。通过材料力学的研究和分析,可以更好地了解材料的力学性能和行为,为材料的选择和设计提供依据。

■ 流体力学课件

1 . 要纠正别人之前,先反省自己有没有犯错。

2 . 从来不低头,低下头我只是在系鞋带而已。

3 . 当时间消磨掉了你的热情,你便会发现,那些曾令你歇斯底里的去执著的人,现已变得可有可无。

4 . 所有悲伤的语句里,最悲伤的莫过于一句“本来可以”。

5 . 以上进奋斗为荣,以无所事事为耻。

6 . 敢于尝试,就等于你已经向成功迈出了第一步。

7 . 我让你滚出我的世界,不是让你走出去。

8 . 大概不合适就是你喜欢清风醉酒,我却独爱烈风自由。

9 . 珍惜一切的经历,在时间里每个人会获得公平的成长和对待。

10 . 曾经口中的永远,最后都变成了匆匆那年。

■ 流体力学课件

英文名称:Engineering Mechanics 课程编号:170009

性质:《工程力学》是建筑施工管理专业学生必修的技术专业基础课。它以高等数学、物理学为基础,通过本课程的学习,培养学生具有初步对建筑工程问题的简化能力,一定的力学分析与计算能力,是学习有关后继课程和从事专业技术工作的基础。

通过学习本课程,培养学生具有静定结构和超静定结构受力分析的基本能力;掌握静定结构和超静定结构的稳定性和位移计算;熟练掌握杆件的内力图的画法;通过观察,了解力学实验的基本变形。

在工程力学的学习过程中,经常会遇到数学、物理等先修课程的知识,因此,在学习中应根据需要对上述课程进行必要的复习,并在运用中得到巩固和提高。在后续课程中,结构力学又是建筑结构、地基基础和施工技术等课程的基础。

本教材依据《高职高专教育土建类专业力学课程教学基本要求》编写,是高职高专力学系列课程教学内容及课程体系改革的成果。全书力求体现高职高专教育培养高等技术应用型人才的特点,精选静力学、材料力学和结构力学的有关内容,使之融会贯通,内容精练,重点突出,应用性强。

知识要求:本课程在教学实施过程中应从本专业的培养目标、特点及学生的实际情况出发,对基本力学原理和理论的讲授以实际应用和后续专业课程的要求为目的,教学內容以必需够用为度,讲授结构的计算简图、结构的几何组成,重点讲授常用杆件结构的'內力分析和计算、受力图的绘制方法、应力分析和强度计算、位移分析和刚度验算,讲授杆件的静定结构和超静定结构的稳定性计算和位移计算。

能力要求:

(1)、了解结构的计算简图、几何组成等基础知识;

(2)、熟练掌压杆的应力的基本知识和运算;

(3)、掌握静定结构的受力分析;

(4)、掌握结构位移计算及刚度校核;

(5)、掌握杆件稳定性计算的基本概念;

(6)、掌握超静定结构的位移的计算;

(7)、了解力学实验的基本过程。 课程的教学层次要求:

教学要求中,有关定义、定理、性质等概念的內容按“基本了解、了解、理解”三个层次要求;有关计算、公式运用等方法和內容按“基本掌握、掌握、熟练掌握”三个层次要求;有关实验按“观察、学会”两个层次要求

本课程使用教材为西南交通大学出版社《工程力学》,分上下两册,作者:胡拔香 李连生 8月第1版。

1、陈永龙 编著,《建筑力学》,高等教育出版社,11月。

2、李廉锟 主编,《结构力学》,高等教育出版社,2010月。

3、刘寿梅 主编,《建筑力学》,高等教育出版社,7月。

4、李永福 主编,《建筑力学》,中国建筑工业出版社,201月。

5、罗奕 主编,《建筑力学》,人民交通出版社,4月。

本课程的教学形式有;课堂教学、录像、实验、课外作业和考试。 本课程的主要教学方法是课堂教学,此外,还要安排必要的实验和课外作业等教学环节。

课堂教学(包括习题课)是《工程力学》最主要的教学方式。教师要依据教学大纲,采用讲解、讨论、答疑等方式,通过解题思路分析和基本方法训练,培养学生基本运算能力和分析解决问题的能力。

由于《工程力学》课程是一门技术基础课,涉及许多工程实际问题,而且有部分教学内容较难理解,因此,要充分利用多种手段在教学中形象、生动、直观地表现这部分教学内容,将有利于学生掌握难点内容;同时,利用多种现代教学手段,逐步编制和使用计算机辅助教学软件讲重点、讲难点、讲思路、讲方法,讲授基本概念、基本理论和基本计算,将有利于学生尽快并较好地掌握本课程的基本内容。

自学是大学学生获得知识的重要途径,为培养学生的自学能力,在教学过程中要注意引导学生自学。

《工程力学》课程涉及的概念较多,解题方法灵活多样,对于一些工程实际

问题,更需要分析和解决问题的能力,因此必须通过做练习题来加深对概念的理解和掌握,熟悉基本公式、基本方法的运用,从而达到理解、掌握所学知识的目的。因此,独立完成作业是学好本课程的重要手段。

实验课是本课程的重要教学环节之一。各班应按时完成大纲中规定的各项实验,以增强学生的感性认识。

学生可在本校力学实验室完成实验,并按要求填写实验报告。每个实验后还配有关于实验现象的思考练习题,学生可通过完成这些练习题,进一步加深对实验现象及内容的了解。

本课程成绩考核包括平时成绩、期中、期末考试成绩;其中期中、期末考试统一命题,统一评分标准,统一考试时间。本课程期末考试采取闭卷考试形式。学生必须在完成作业和实验后,经考核合格,方能参加期末考试。

■ 流体力学课件

流体力学三大方程的推导

微分形式连续的性程方

续连程方是体流力学基的本程之方, 流体一动运的续连方,程反流体运动和映流体质 量分的关系,它是在质布守恒量律在定流 力体学的中应用

重。点讨不论表同现式形流的体连续方程。

用一个微六

面体控制体建元微分形式立的续连性程。方 设在流场中一固取不动的微平定六行面体(制体控,在直)角标坐系o xzy中, 六面的边体长取为x d,dy,dz。

看先x 轴方 向的流动流体,A从BC面 D入流面六,从E体FG面流出。H

在x 轴方向出流与入流质之差量

?( ?x u )? (ux?) [ ?u x? xd]ydzdd ? t u? dyxddzt? dx yddzd ?xt?

x

用样同的方法可得在,y方轴和向z方轴向流的出流入与质 量之分别为差

(? u?y ?)y

dx

ydzdd

t?( ?u

z) ddydzdtx z

这?,在样d t时间内通过面六体全的六个面净流出的部质量为

:? ?(ux) ? (u y? )(?? zu )[ ? ? ]dxdydzd t ?x?x ?x

在d t的时内间六面,内体质的量减了 ( 少?

?? xdddydt z ,) ?

t

根质量据守恒定律,流出六面体的净质量等必于六体内面减所的质量

?( u? x) ?( u? y )? (?u z) ?? ? [ ?]dxdyzdt d ?? ddyxdzd tx?? y?z ?

这t就直角坐是系标中体运动的流微形分的式连性方续。

?程( ? ux ?)( ? u )y? ( ?u z )?? ? ?? 0??x ? y?z ?

代t单位表时间内,单体位积内 量质净的出 代表流单时位内间单,体积位的 量变质

化这

是就角直坐标中系流体运动微的形式分的连续方性程。

在连续方中程

?

( u?x ) ? ( u?y ) ? ? u z( ?)?? ? ? ?0 ?x ? y? ?z

? ?t? ? di(v? ) ?u( ?ux ) (?? yu ) (? u? z) x ?y??z

利用

散公度: 得到式

?? ? di?(v? u ? )0 t?

用矢量场基利本算公运和式体随数公式导

:得到

? ??? d v iu u?? ? ? ?0 t

??D ? ?? div u ? 0 t

Ddiv(

u?) ? ? d vi u ? u???

? D? ? ? ?? ?u? ? t D?

讨t论

?

? ,0连方续程可简为化 , ⑴对定常于流动 ,?t

??? d v i? ? v? ? ?t

0di

v ? ?v? 0?压或不

压可流体。

―微分―式

表明定常*动运时单位体,内流进流出积质的量等相适用。可

于? ? D 0,连方续程可化为简 ⑵, 对不于压可缩体流,D t

idv ?v0

D?

?? div v? 0为因 tD

*表对明不压可流,体体积在随运动中体保不持。变用适定常于 不或定常流。体

微分式形的动运方

动运程方流是体动运最的本基运的动原学,即理找 流体出运动它受和到的作用之力间关系的数的学表 达式,依的理据原理是论顿牛运动定律或动量定理,的下面 用欧拉法利式形立建微形分的运式动程方

作用于体的力流

分析象:对 流体以界中面? 围包的体为

积体的作流用力表 力

?

流体的块

质量

力量质(力力体:是指)作用所有流体于质点力。的

重、万有引力等力

( 。 )质1力量长是力:它随相程作互用的素之元间距的离 的增而加减,对小一般于体的特流征动距离运言而均,能 示出显。 来(2 )它是一分布力,分布种于体流的块个整积内体流 ,块所受的体质力与其量围周有其无流体他存在无关系并 通。常情下,作用况流于的质量体通常力就指重力是

? 如果

F 示表单质量位的体的质量流,规定其力为 :?F? ? Fli m?m ?0 ? ?m m?的 体块流的质上量力。 其 中? ?F 是作用质在为 ?量 难看出,不 F以可看做的分布力密度。例

:如对于处力重用作的物体而言质,量力的布密分度 或者说单?位质的流体的质量量就力是重加速力 g度 。

表面 表力力面是指流:体内之间或者部流与其他体物体之 间的接面上所受到触的相作互用力 。如流体部内粘性应的和力力压流、与固体体触面接 上的摩擦力等 (。1 )面力表一是种程力短源:分子于间的相作用互。面表力 随互作用元相之间素的离距增而迅速加弱减,有在只 相作用互素元间距离的分子与离距量同时,级面力表显才 现出来 ( 。2流体)块各内部之间的分面表力相是作用而相互抵消 的,互有只处界面于上的流体质所受的点由,界面外流体侧所 施加表的面存在力。 ( 3)面力表也一是分布力种,布分在相互触的接面上。

义定位单积面的上面表力:为

?

其中 ?p? 是用作某于个体面流积?上 的?表力

面? p

?p ? li m? ?0??

?质

力量表和面的比力

较数

因而,构成一个矢量了场

。 矢量?F 是质量力 分布的度密它,是间和空间时点的

函量质力和面表有力着质本差别。的

? 而

矢量p 为流体的力应,矢它不但时是和空间点间 函数,的并在且间每空一还点着随受力面元取向不同而变的化 ? 。 所?要以定应力矢 p 确,须考虑必点的矢 径 、r该受点力 n? 元面的方(向或说者元的面向单法位矢) 以时间及 。t ? ? 切确地应说力是两矢个量(矢r n、) 一和标个量函数 t。

在运

流动体选中取小一面六体体, 元 其z长边别分为 ?:x ,?y ?z, 据牛顿第根定律二:

?

zd ?V? ?xy ?z =质力量+面表 力d

x

?y

tx?

y

了出流导体的动方运,首程来分先析体小元受力的情况。

方x质量向力析分x方向的

量力质

? F? mx? F x ?? x ?y? z

x 向表方力分析面周

流体围对体小元的个表六有面面表力的作用,通而六个 侧面过用作小于体沿元 x方

向的面表力别为:分

x?

?

xy??

p?zxx

? xp?xyz?

p

x

xp?x x? ? p ?? ??y?x zx 前后x侧面: ?? ?x?

? xp ?x?y?z x小体所元的受方向的表x力面= 前侧后面之和:? x

?

py x?? 左右侧: ?面? p y x? ? y y?? ?? ?z ?x ?

p

?yx x??z

p?xz ?? z? ??x?y 下上面侧: ?p x ?z?z ? ?

p ?z?x?x

y

此因,围流周体通六个侧面过用作于小体沿元x向的 方表面力力合:为

? ?px x?p xy?p zx? ? ? ?x ?y?? ? z ??x???yz? ?

x

方 合向力析

分据牛运动定顿:小体律元力等受于其质量加速与度的乘:

积?

?pxx p ?x y?zp x?d u ? ??xy?? ?z xF??x ??y ? z? ?? x???y ?z? d t ?y ?z ?? ?x方程可

简以化为

:du1 ? ? px x p y? x?zxp ? ? F?x? ? ? ? ?td? ? ? ?xy?z ?

?单位质量体流 在 x方的向动运程方

同理

可:得

vd1 ? p? yx? py y?p yz? ??F y?? ? ? ?dt? ? x? y ?? z??

位单量质流体 y在 向的运动方程方d

1w? ?pxz ?p yz ? zzp? ?? Fz ? ? ?? ?d ?t? x? ? ?zy ??

单质位量体流 z在方 向的动方程

运流

体运方程的动遍形式

普矢量

形式

??? ? ? ? ?p z pd 1 V?? p x ?F?y? ? ? ? dt ??? x? y z?

? ? ? ?

? ?

1 dV 者:或 F?? ? ?P dt ?

??? ? ? ?P? ? ?? ?x? y ? z ??

?

xp pxy pxzx ? ?? ? px ypyy py ? ?z? ?pzx zy ppzz

?

微分形的能量方程式

量恒守定律自然界的普是规遍,流律体运在过动程 1动能、程方 也是遵循该定律。 中、2流量方热 程立孤系(与统外没有界质量能量的交换)、流:体在运 动过可程以随着各伴形式的种能量之的间相转互换,但3、伯努 利方 总能量起不变的; 程是

孤非系立统:能量的变总化,于外等力包(质量括 力和系外部的表面统)对系力所统的做和所吸功的收量。热

统系能的量

于量,主能要指为种形式三内能、:动能重力势能。

单及质位的量能-内----e-:体流子分热运动而具有能量; 的位质单量动能-的-----v/2表示2单位 质量重力的势---能---gz-由:万有力引起与,位的置高有差关

;单

位质量的能量总(储能)存------e-s: 则体为?的流体积系统的量能E:

1

2 s ?ee ?v ? g z2

1

2 E? ? ?e sd ?? ? ?(e? v ?gz )d?? ? 2

力热第学定一

对理于一静个止热的力学系(统起始或和止状态终处静于的止系统:系 统)存能储的增加等于力对外系所统作的功与界外递传给统系的量热和之。

一个确

的流定体也可看作团一热个力系统学流体,

质点在总流中动设, 系该统偏离平态衡不远系:总能量的变化统率包(括能和内动)等于外力能系 对统的功作率功通与过热向系导统传的热功之和率。

于某对系统,单一时位对间统所系的功(作际上实就 是功)率 d用

td

W

,单位时间示给系统的热量加 Q用表,则示

系统

能 量E变的化率为 :

D E dW ?? Q t Dt

d系统的总在量能,中已考虑位单质量→←重力的能,则质势 力量作功率中功不将包括重力作功功率 。将热力第一定律应学于流体用运动把上式各项,用关的有流 物理体表示量出,即是来能量方程。

推导微分式形的。量方程能的思路:根据热学力第一律定系统能量 的,变率化等外力单于时位对系间所统的作功与通热传导向系过单位统时

间所的热量传之。和即 : 单位 间时系统量的能化变= 单位间时力对外统所系的作

+ 单功时间位界传递给系外统热的量

外力

对统系作的功=所质 力所量作的+表面力功所的功作外界

递传给系的统量热= 导热传+射热辐 下面有关用的流体物的量来表达上理各述项。

单时间系统位能的量化 方法 1

?变( ?u x ? ( ? ) yu ? ? zu) ? ? ??? ?0 x ??y z ??

t微

元系统能量的时间变化也分为两率部分,一部分是控体制内储存能 变的化,其单位时间变化的为率

?

(?e s ) d x d y dz ?t另一

分部为控制面迁移经能量的引起,的位时间经单全控制部面净出流的储存 能为

?

??? ?( ? e ) ?u ?(ve ) ? ( ?w e) s ss?d d yxd ? ?x zy ?z??

?

微样系统总元储的能的存时变间率化这为部分两和之

?D E ?? ? ? ?? (?? s e )? ?(us ) ? e( ?ves) ? ( ?w e s?)d x d y d zD t? ?t ?x? y? z ?? ??? ?? ( ?es ) ?iv( ?d es v)?d x d y z d ?t ??? ? ?? ?? ?( ?e s ) ?(v ?? ) ?e(s) ??sedivv ? d x d d zy? ?t ? ? ?D ?? ? (? s e ) ??sed iv ? d xv dy z d D? t? ? ??D ? Ds ? ?? ? es ? ?es eivdv ? d x d ydz D t ?t ?D ?? ? ?D esD? ?? ? es ? ?( dvi v )? dx y dd zDt ? D t ?De ?s d ?dxy z dDt

①单

位间系统能时量的化 方变 法 体2数 导 在:t 时 刻微六面元系体统的存能储 ?e

sd

xd y z ,d系统能其量的

随D

s De EDD ?( ?e sxdddzy ) ? ?ddyxzd? es ( d?dxdy )zDt D tDt D t Dse?? d xd dy z系统质量的随 体数 D导

t于由统系量的随体导数等质于。零

0es

D

( ? xdydz ) ?d 0D

t计②算力外微对元所作的 功括质量力包表与面力作所功的

单位时间。质内量所作的力为

??Fb1 ? dv x d y d

(z为么什是积点

)表力所作面功的将依各,应力分量分别计。算 x方

向的应单位时间力作所功

后面前压的力单时位间所内的作功

? ? ??p xx?u ? ? p? ?d x u d ? ? x p u??? x x d? dy ??z x x? x? ?x ?? ??

左右?面切的单力时位内间作的所

功?

p yx? ? ?? ?? d uy ?? u ? d y ?? p yux? d z xd?? p y x ? ?y y ?? ??? ?? 上

面的下力切单位间内时所作功的

??? ?px ?z ?u ? ?p d?zu dz? ? puzx d?dy x?? ??? x z?z ?z ?? ????

方向x的应单位力时间作所功为 后前压力面

左面右力切

?? ? pyx? ? ?u ? ??? px?x ? ?? u?? ? ?pxx ?? xd x? ? u ? ?x x ? d? xpux ? dy d z ?? ?p y x? ?yd y? u ? ?y? d y ?? pyx u? d d z ?x ? ?? ? ? ????? ? ? ?p? ??? u ?? ??? zx ? zx dpz ??u ? d z ? ? p zux ?d xd y上下切力面 z? ?? ?z ? ? ?

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?u ? px yp ?xy? u? ??u px? ?pxx ?xu ?? ?pxx ? u d ? ?x xd d yd z? p ?x y ?? udy ? xddy dz?x ? x? ?y y ?? ? ? xx ? ??y y? ?p u ? ? ?? ?p ? ?upz x ?zxu ?z xd z d ? dxy d ?z zz ??? z ??

z

? py x?u?? ? xp x?u p?x ?u z?? ?? (?px u x ?) (p xuy )? pzx( )u ?d ? dy?x zd?d d x d z y?y ? zx ?? xy ?y? ?z? z? ? x? ??? ? ??? (pxxu ) ? ( pyu x) ? (pzx u ) ? xdd d yz? y? ? z? x

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同, y理 向应的力功作

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?

部全表力所面功作相可加写为

??? ? ? ?? ? ?? ( p )u ?( p ) ?u p u( )dxdy z ?d( v p)? (pv ) (?p v d x) dydz ? y xz xx yy yyz ?x ?xx? ?? y ?z ?y? ?z ? ? ?? x ?? ? ?? ?( p w ) ( ?pw )? ( p w ) z yzz? ? x z ?xdxd yd z? ? zy ?

?? ? ? ? ? ??( p xx ?u xp v y?pxz w )?( p xuy p yy?v ?p y zw ) ? pz(u ? xp zy v p?zz w )? dxddyz y?? z ??x? ?? ? ? ?? (p x ??v ) ? p (y? v) ? ( z p? )v d?x d yd ?zy ? ?z ?x ?这样

对微元,六面,质体力量除(重去)和表力力面单在位时间共的功作

W d? ?? ? ??? ?? ?? ? ?? ? ?F ?bv ? (p x v?) ?p(y ? v ) (p ?z? v ?)d x y d zdd tx? ?y ?z? ?

③后最计算加给微元六面体再热量 的里计这的只是算射辐及热传导两种热 。辐热射通是电过磁波对体产流热量,设单生时 位

间内由辐传入单射位量质 体的热流量q,为单位则时间在内微元产内辐射生为

热?

d qx dy d

z导传热通过体表流面入传体流。ABD面元C传微元入热量的

为?k

?T dyd z?x

单时间内通位A过?B? ?C?面元D传微入元的量热

?为 T ?? ? T? k dy d ?z?k y d dz d? x?x ? x ?? x?

单位是间经时BCA、 AD? B?C D?两面共?传热量入

为? ?T?? kdy d z ?d ?x ?x? ? x

?AA ?D? 、 DB ? C?C 两相B对元面位单间传入时热量

? 为? ?? T? ? k zd d dyx ? ??y? ? y?

?AA BB ?D、?DC?两相对面元C位单时间传热入量

? ??T ? d dx yd z ?k ?? z? z?

?

因而

微元体经全部表,单面时间传入位微元的量为

热 ?? ??T ? ? ? T?? ? ? ? ??T? k? ?k ? ? ??? xdd d z ? yk? ? ?? ?x ?? ?x y ? ?? ? yz?? ?z ? ??? ? (k?T) d x dy d

zQ

? [? q ??? (k ?T ) ]dx d yd z 依热力学第一

律定

?D ? ? ? ??? es xdd y d z ? ? F? b1? v? ( px ? v ) t Dx?? ? ? ? ??? ? (p? y ? v)? (pz ? v) ? ?q ? ?? k(T )?? d x d dy z y ?z? ?

D ? ? ? ? e

s? Fb?1?V ? p x (?V ) ? p( ? y )V? (p z ? V )? ? q ? ? (k?? T ) t ?xD y? ?

z?

p x? V ?pxx u ? pxyv ?p xzw ?? p? y V ? ?p xy u? p yy v?p y zw ? ?p? ?z V pz?x u?pzy v ?p z wz上式

右三个量组成端一个了量矢以表并示

?

xp ?xp ? V ? ? p x ?y pz x?

pyxp y ypzy

p

x z? u ?? ?pxxu ? pyxv ? pz x w ? ?? ? ?? zyp ? v? ?? ? p xuy? p yyv ? py wz ? p? ?up v?p w?? ? p z ?zw ? ?? ? x zz yzz?

三个量 和之

? ? ? ??? ? ? (p x? ? )v ?p y( ?v ?) p (z? v )构 成散了度:? x?y ?

?z ? ? ??? ?? ? ? p( x? v) ? ( yp ? v ) (p?z ? ) v div?P( ? )v?x ? y z

?D

?D1 2 ?? s ? e ?e? v ? g z ?? Dt t ?D 2 ?? ?? ?F?b1 ? ? vid(v P v? )? d v(i kgrad T ? ?)

这就是q微分式的形能方量。

将程上式以除?,有

?

1 ?1 D s ? Fbe 1 ? v? di vP( ? v ) ? dv(i krgd aT ? q Dt)? ?

?1 ? 1 D es ?F b 1 v ? div(? ? v P )? dvik( gar T ) ?d qDt ??

式中各的项理物意:义 端左单位为质量体流存储(能包括能、内动量势及)能的化变;率

右端一项第为单位间内质时量(力除重去力)单位质对流体量作所 ;功 二项为单位时第内表面力间单位对质量流所作体功; 的第项三为单时间内位界通外过单质量位流体表面传入的传热,导

四项第为位单间内时加

给单位质流体量的射辐。热

■ 流体力学课件

关于工程流体力学与水污染控制工程教学改革论文

论文摘要:根据环境工程专业特点,分析了该专业技术基础课“工程流体力学”和主干专业课“水污染控制工程”在教学中存在的问题,文章从教学内容、教学模式、师资配置、考核方式四个方面提出了“工程流体力学”和“水污染控制工程”教学改革思路。

论文关键词:环境工程专业;工程流体力学;水污染控制工程;教学改革

“工程流体力学”是研究流体(液体、气体)处于平衡状态和流动状态时的力学规律、流体与固体之间的相互作用及其在工程技术中应用的一门科学,是力学的一个独立分支,有其自身的理论体系,其基础理论主要由三部分组成:流体静力学、流体运动学和流体动力学。“水污染控制工程”是关于控制水体污染途径以及各种废水处理方法(包括物理处理方法、化学处理方法、生物处理方法等)的基本理论、工作原理及设计计算的一门科学。“工程流体力学”是环境工程专业的重要技术基础课,“水污染控制工程”是环境工程专业的核心专业课,这两门课程在环境工程专业本科教学中有着举足轻重的作用,同时两者之间也存在着重要的相互理论关系。

“工程流体力学”是水利、环境、能源、土木、机械、动力等学科的一门技术基础课程,该课程的教学内容纷繁丰富,其特点是理论性和综合性比较强,概念抽象,难于理解。“水污染控制工程”课程内容与“工程流体力学”内容结合相对比较紧密,如城市排水沟道系统、各种污水处理构筑物等的设计计算,以及在构筑物中的生化反应、化学絮凝反应中水力条件的控制等均是工程流体力学理论知识在水污染控制工程中的实际应用。目前,在环境工程专业教学方面,“工程流体力学”和“水污染控制工程”课程正面临着比较尴尬的局面:一方面课程内容趋于复杂和广泛;另一方面在课时量逐渐压缩的情况下,“工程流体力学”和“水污染控制工程”教学内容没有起到应有的相互衔接,教学内容彼此脱离。由此形成环境工程专业“工程流体力学”教学内容与专业课衔接不够,在教学过程中学生感到内容枯燥,概念抽象;而在“水污染控制工程”教学过程中,学生感到工程流体力学基础理论知识不扎实,不能够熟练应用工程流体力学基础理论解决水污染控制工程方面的实际问题。

针对目前环境工程专业课程设置及教学内容的状况,本文从教学内容、教学模式、师资配置、考核方式四个方面提出“工程流体力学”与“水污染控制工程”教学改革,提高教学质量,培养学生综合能力。

一、改革教学内容

对“工程流体力学”教学内容进行改革,结合环境工程专业特点,重构环境工程专业的“工程流体力学”课程,对该课程中的主要内容进行优化设计,紧密结合后续专业课“水污染控制工程”的内容进行改编,为“水污染控制工程”的讲授奠定基础理论知识。“工程流体力学”教学内容主要包括理论教学和实践性教学两部分,其中在理论教学内容部分,如“工程流体力学”中涉及到的流体粘滞性、流体内摩擦定律等内容,结合水污染控制工程的斜板斜管沉淀池中水的流态所需要的雷诺数内容为实例进行教学内容改革;“流体静力学”中绝对压强、相对压强、真空度等概念、理论在水污染控制工程中虹吸滤池、脉冲澄清池以及沉淀池、污泥浓缩池重力式排泥所需要的静水头压力等实际工程中的应用为实例进行教学内容改革;流体运动学中基本理论对“水污染控制工程”中的数学模式的建立为实例进行教学内容改革;“流体动力学”中压力损失理论在水污染控制工程中的水力计算,水射器理论在水污染控制工程中的计量作用、加药作用、射流曝气作用为实例进行教学内容改革等。其次,“工程流体力学”实践性教学内容部分,改革传统的实验教学内容,除验证性实验之外,增加工程应用性实验,如文丘里流量计、三角堰流量计、巴氏计量槽、毕托管测速仪、虹吸管、孔口与管嘴的.工程应用等内容,既加强了动手操作能力,也培养了学生将基础理论知识转化为现实生产力的综合分析与应用能力,不仅使教学内容丰富,也提高了学生学习的热情和积极性。

对“水污染控制工程”教学内容进行改革包括理论教学内容改革和实践性教学内容改革,强调“工程流体力学”基础理论知识在水污染控制工程中的应用。在理论教学内容方面,“水污染控制工程”中的污水沟道系统水力计算、水处理构筑物中水力参数的确定、污水在构筑物中的最佳流态、各水处理构筑物之间高程布置、混合反应池中搅拌强度的确定、过滤池中配水系统的设计及其滤速确定等一系列涉及工程流体力学问题的相关内容进行必要教学改革,加强学生对“工程流体力学”基础理论知识在水污染控制工程中的工程应用有一个更清晰的认识,理解“工程流体力学”基础理论知识在水污染控制工程中的重要性,使学生既掌握了“水污染控制工程”应用设计方法、设计原则、计算方法等知识,也加强了学生对“工程流体力学”基础知识在水污染控制实际工程的应用。在实践性教学内容方面,加强工程性应用实验教学内容,从不同的工业企业和居民生活区采集不同的废水水样,根据化验所得废水水质,确定所采用的处理技术和处理工艺,并通过实验验证在各种废水处理工艺中所选择的工程流体力学水力参数,基于“工程流体力学”基础理论知识分析废水处理工艺水力参数的合理性。

二、改革教学模式

“工程流体力学”特点是理论性、综合性、系统性较强,概念抽象、逻辑结构严谨。目前传统的教学模式基本上是教师讲、学生听,“授—受”型单一模式,尽管在学的过程中采用了多种形式的多媒体教学方式,但仍没有改变学生在学习过程中的被动地位,学生缺乏主动性和实践性。改革传统教学模式,实施探究式、启发式、开放式的创新教学模式,结合水污染控制工程中的实际问题,以工程实例为背景,应用工程流体力学基础知识解决实际工程问题,诱导学生积极思考,在教学过程中形成教学互动,调动学生学习的主动性和参与性。根据教学内容性质,“工程流体力学”教学内容可以分为基础理论和实际工程应用两个部分。在流体静力学、流体运动学和流体动力学三个基础理论部分,采用形象化的多媒体演示、软件模拟、小型实验相结合探究式、启发式教学模式,鼓励学生课堂讨论;在实际工程应用教学部分,如孔口管嘴、有压管流和明渠流部分,以水污染控制工程中的工程实例为背景,采用适量的实际工程图片,丰富教学信息量,刺激学生的感官,激发学生的学习兴趣,拓宽学生的思路,开阔学生的视野,可以使枯燥、乏味的内容变得趣味盎然,使抽象、晦涩的内容变得直观生动。

“水污染控制工程”特点是实践性、工程应用性强,因为不同的废水水质达到处理要求所采用的处理技术、处理工艺不同;即便相同的废水水质,如果污水量不同,所采用的处理工艺也不同;一个废水处理工程,即废水水质、水量数据相同,也可以采用不同的处理技术和处理工艺,工程流体力学参数的选择是确定不同废水处理技术、工艺的主要影响因素之一。因此,在“水污染控制工程”的教学过程中,改革传统教学模式,实施探究式、启发式、开放式的实践教学模式,以工程实例为背景,通过开放性的实践性实验正确选择工程流体力学参数,并通过实验研究对参数的选择、废水处理效果等进行科学验证。通过工程实例和实践性教学改革,使学生既对废水处理工程设计过程有一个清晰的思路,又能达到举一反三的效果。

三、优化师资配置

师资队伍优化,一靠资源,二靠制度,师资队伍优化也是一个相对的渐进过程,优化的标准和措施与所处时代、社会背景及其自身所处发展阶段和学科特色有关。环境工程专业特点要求师资队伍结构合理、质量可靠。“工程流体力学”与“水污染控制工程”是本专业的主要技术基础课和主干专业课,两门课程在讲授过程中存在着千丝万缕的必然联系,这就对师资配置和师资队伍建设提出了更高的要求。首先,建立高质量的师资队伍,定期或不定期对教师进行专业培训和实践工程训练,要求讲授“工程流体力学”和“水污染控制工程”两门课程的教师对两个学科均有一定的研究,或者承担一定量研究科研工作,洞悉当前“工程流体力学”和“水污染控制工程”发展的最新前沿理论和技术;其次,在师资配置方面,要求讲授“工程流体力学”的教师对“水污染控制工程”有一定的研究或承担相关科研项目,讲授“水污染控制工程”的教师对“工程流体力学”有扎实的理论研究或承担相关的科研项目;第三,建立教师研讨会制度,讲授“工程流体力学”的和讲授“水污染控制工程”的教师定期或不定期举行教学研讨会,避免两门课程的讲授内容出现彼此分裂现象。如果在师资配置中,讲授“工程流体力学”的教师毕业于力学专业,即使讲授“工程流体力学”的教师对力学有很高的造诣,对该门课程的讲授有声有色,但如果该教师对环境工程专业“水污染控制工程”专业理论知识或实践工程知之甚少,那么在教学过程中,必然不能够将“工程流体力学”与“水污染控制工程”教学内容相结合,对环境工程专业学生来说,这样的师资配置,必定不是最优化的师资配置。

四、改革考核方式

教育离不开考试,考试在教育中的作用不可低估。关键是采用什么样的考试方式,更能体现学生对基础理论知识的掌握程度,并反映基础理论知识在实际工程中的综合应用能力。传统的“工程流体力学”、“水污染控制工程”课程一般采用闭卷考试的形式,并结合平时成绩、实验成绩按一定比例计算该门课的最终成绩,这种考试模式在内容和形式上趋于定向化,体现不出学生基础知识的综合运用能力、工程实践应用能力等水平发挥,不利于学生能力的培养和发展。

根据环境工程专业特点,对现行考试模式进行改革。在考核方式上,改变期末一次性终结考试方式,实行学习阶段的全程性考核与督导,将多阶段考核与综合能力考核相结合,这种考试方式既注重过程,又注重结果;既注重基础理论知识,又注重综合能力。在考核形式上,采取多样化的考试形式,不仅要实行闭卷考试,而且要提倡开卷考试,或以课程论文、设计等形式来评定学生的成绩,因材施考,以综合思考题、分析题、应用题为主要题型。在考试内容上,要注重学生运用知识解决实际问题的能力,并在试题中加以体现,如在“工程流体力学”和“水污染控制工程”课程考试中出一些具有一定工程背景的综合性试题。

■ 流体力学课件

a01年。你目前的工作状态[单选]

1.不工作-(跳至a03)

2.每日工作

3.每日半天

4.隔日工作

5.每日工作并经常加班

6.有工作但不定时

[请注意,在a01中选择选项1的受访者不会输入此问题。)a02。你的主要工作方式是[单选]

1.主要坐下坐下(使用电脑,书写等)

2.静坐上肢活动或主要站立。比如出租车司机,推销员,流水线工人

3.以走为主,搬运或举重物,挖掘。例如,工人和农民,你每天最常用的交通方式是(1)(2)(3)

1.步行

2.骑自行车

3.乘公交车

4.自驾车

5.摩托车,电动自行车

6.不出行

7.其他__

a04.您每天用于各类交通的时间分别是【填空】步行__分钟

骑自行车__分钟

乘公交车__分钟

自驾车__分钟

摩托车,电动车自行车__分钟

a05.您现在日常是否做家务?【单选】

1.是2.否---(跳至第a08题)

[请注意,在a05中选择选项1的受访者进入此问题。】a06.您主要做哪些家务?【多选不排序】

1.做饭

2.洗碗

3.打扫卫生(擦地,家具,门窗)

4.购买日常用品

5.洗衣(手洗或混合洗)

6.找看家人(生活不能自理)

7.其他__

你每天做家务的平均时间是分钟

a08.您在平常从事的闲暇活动有哪些?【限选排序】(1)__ (2)__ (3)__

1.看电视,听广播

2.玩电脑

3.读书,看报

4.打牌,下棋

5.聊天

6.体育锻炼

7.园艺,养宠物

8.逛街

9.其他

a09.您在休息日,节假日从事的闲暇活动有哪些?【限选排序】(1)__ (2)__ (3)__

1.看电视,听广播

2.玩电脑

3.读书,看报

4.打牌,下棋

5.聊天

6.体育锻炼

7.园艺,养宠物

8.逛街,游玩

9.补充睡眠

10.郊游

11.其他

■ 流体力学课件

土力学是土木工程领域的重要学科之一,它研究土壤的力学性质与行为,并应用于工程项目的设计与施工过程中。本篇文章将详细介绍土力学的基本概念、内容以及其在工程实践中的应用。


土力学是土木工程领域的一门重要学科,它主要研究土壤的力学性质及其变形与破坏规律。土壤是一种复杂的材料,其力学性质受到多种因素的影响,如土壤类型、结构、含水量、压实度等。通过研究土壤的力学性质,可以为工程项目的设计、施工提供基础依据,确保工程的安全性与稳定性。


土力学的研究内容非常丰富,在学习与实践中包含以下几个方面:


第一,土壤的形成与物理性质。土壤形成是自然界长期作用下的结果,不同地理环境下的土壤类型各异。土壤的形成过程与物理性质关系密切,了解土壤的起源及其组成有助于深入研究其力学性质。


第二,土壤的力学性质。土壤的力学性质包括黏聚力、摩擦角、孔隙比等,并通过实验与理论模型进行描述与分析。这些力学性质的研究不仅有助于理解土壤的变形与破坏特性,同时为土木工程的设计提供理论依据。


土壤的变形与固结。土壤在承受荷载作用下会发生变形,尤其是在工程施工中。土力学研究土壤的压缩特性、固结规律,以及液态和塑性变形等。这些研究为工程项目的建造提供了理论依据,确保土壤的稳定性与可靠性。


土壤的破坏与稳定。土壤的破坏特性是土力学研究的重点之一,它直接影响着工程的安全性。通过实验和理论分析,可以确定土壤的承载力、稳定性以及抗剪强度等关键参数,从而保证工程的稳定与可靠性。


土力学在工程实践中有着广泛的应用。在土木工程的设计中,土力学提供了关于土壤力学性质的基本参数,如黏聚力、承载力等。根据这些参数,工程师可以设计地基的结构,确保工程的稳定与安全。在施工过程中,土力学可以提供合理的压实度要求、持水性要求,以保证土壤的稳定性与可持续性。土力学还能指导土地的开发利用与环境保护,为农田排水、城市规划等提供理论基础。


土力学作为土木工程领域的重要学科,研究土壤的力学性质与行为,并应用于工程项目的设计与施工中。通过对土壤形成与物理性质、力学性质、变形与固结、破坏与稳定等方面的研究,可以为工程实践提供科学依据,确保工程的安全性与稳定性。了解土力学的基本概念与应用,对于从事土木工程相关专业的学生和工程师来说,具有重要的意义。

■ 流体力学课件

工程力学是研究质点、刚体和变形体的静力、动力和弹性变形规律的一门基础课程,是工程学专业的重要学科之一。在工程实践中,掌握好工程力学的知识是非常重要的,它不仅可以帮助工程师设计出更安全、更稳固的工程结构,还可以为工程解决问题提供基础。


在工程力学课件中,通常会包括静力学、动力学和弹性力学等内容。静力学主要研究物体在平衡状态下的力学性质,包括力的平衡、受力分析、重心和力矩等内容。动力学则研究物体在运动状态下的力学性质,包括牛顿三定律、动量和动能的计算以及运动规律等内容。弹性力学则研究物体的弹性变形行为,包括材料的力学性质、弹性系数和弯曲、拉伸等力学现象。


工程力学课件中的内容通常会通过理论分析、数学推导和实例讲解来引导学生学习和掌握知识。学生在学习过程中不仅要理解和掌握基本原理和公式,还要能够应用这些知识解决工程实际问题。在学习过程中,学生需要通过大量的练习来提高自己的分析和计算能力,从而更好地理解和掌握课程知识。


工程力学课件中通常会涉及到一些具体的工程案例,以帮助学生更好地理解课程知识。通过这些案例,学生可以将理论知识与实际工程实践相结合,加深对知识的理解和掌握。在学习过程中,学生还要学会运用相关工具和软件进行力学分析和计算,以提高工作效率和减少错误。


工程力学是工程学专业的重要基础课程,它对于培养学生的工程思维和解决问题的能力非常重要。通过学习工程力学课件,学生可以掌握力学的基本原理和方法,提高自己的分析和计算能力,为将来从事工程实践打下坚实的基础。希望学生能够认真学习和掌握工程力学的知识,不断提高自己的专业素养和能力,为未来的工程事业做好充分的准备。

■ 流体力学课件

教    材:哈工大理论力学教研室编,《理论力学(I)》(第六版),高等教育出版社

工程力学(Engineering Mechanics)是涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术的学科。顾名思义,工程力学是既与工程又与力学密切相关的课程。作为高等工科学校的一门技术基础课,工程力学涵盖了理论力学和材料力学两门课程的主要经典内容。

本课程的任务是使学生掌握自然界及其工程中机械运动最普遍、最基本的规律和研究方法。为学习有关的后续课程打好必要的基础,并使学生初步学会应用工程力学的理论和方法解决一些简单的工程实际问题。

本课程作为原“理论力学”和“材料力学”的融合,将研究两类机械运动:一类是研究物体的运动,研究作用在物体上的力和运动之间的关系;另一类是研究物体的变形,研究作用在物体上的力和变形之间的关系。

本课程总要求是:对两类机械运动(包括平衡)的规律有较系统全面的了解,掌握相关的基本概念、基本理论和基本方法及其应用,结合课程学习对学生的逻辑思维能力、抽象化能力、文字和图像表达能力及数字计算能力等加以培养。

本课程的具体内容和基本要求如下:

教学内容:静力学基本概念,静力学公理,约束与约束力,物体的受力分析和受力图。

要求掌握:各种常见约束的性质,对简单的物体系统能熟练地取分离体并画出受力图。

教学内容:平面汇交力系合成与平衡的几何法,平面汇交力系合成与平衡的解析法,平面力对点之矩的概念及计算,平面力偶。

要求掌握:力、力矩和力偶等基本概念及其性质,能熟练地计算力的投影、力对点的矩和力对轴的矩。

教学内容:平面任意力系向作用面内一点简化,平面任意力系的平衡条件和平衡方程,物体系的平衡·静定和超静定问题,平面简单桁架的内力计算,重心。

要求掌握:各种类型力系的简化方法和简化结果,能熟练地计算主矢和主矩,会应用各种类型的'平衡条件和平衡方程求解单个物体和简单物体的平衡问题,能熟练地取分离体和应用各种形式的平衡方程求解,求简单桁架内力的节点法和截面法,计算物体重心的各种方法。

教学内容:滑动摩擦,摩擦角和自锁现象,考虑摩擦时物体的平衡问题,滚动摩阻的概念。

要求掌握:滑动摩擦的概念和摩擦力的特征,会求解考虑滑动摩擦时简单物体系统的平衡问题,了解滚阻的概念。

(二)   材料力学部分:

教学内容:保证构件正常工作应满足的要求,可变形固体的基本假设,杆件的几何特征,杆件变形的基本形式。

要求掌握:明确构件强度、刚度和稳定性要求的概念,理解可变形固体基本假设的意义及其合理性,初步了解杆件变形的基本形式。

教学内容:轴向拉伸和压缩的力学模型,内力和截面法,应力和拉(压)杆内的应力,拉(压)杆的变形,拉(压)杆内的应变能,材料在拉伸(压缩)时的力学性能,拉(压)杆的强度,应力集中的概念。

要求掌握:理解内力、应力、位移、变形及应变、应力集中等基本概念,掌握轴力的计算和轴力图的绘制,理解拉(压)杆横截面上应力的推导方法,掌握横截面、斜截面的应力计算,拉(压)杆内最大正应力和最大切应力的计算,掌握拉(压)杆的变形和(截面或结点的)位移计算的方法,熟练运用强度条件进行强度计算,了解低碳钢和铸铁的力学性能指标及其物理意义。

教学内容:扭转的力学模型,薄壁圆筒的扭转,传动轴的传递功率、转速与外力偶矩间的关系,等直圆杆扭转时的扭矩·应力·强度条件,等直圆杆扭转时的变形·刚度条件,等直圆杆扭转时的应变能,等直非圆截面杆的扭转。

要求掌握:理解扭转变形、切应力互等定理、自由扭转和约束扭转等基本概念,掌握外力偶矩、扭矩的计算和扭矩图的绘制,熟练运用等直圆杆扭转的强度条件和刚度条件进行强度和刚度计算,了解矩形截面杆在自由扭转时横截面上切应力的特征。

教学内容:对称弯曲的概念及梁的计算简图,梁横截面上的内力分量(剪力与弯矩),剪力图和弯矩图,平面钢架和曲杆的内力图。

要求掌握:正确列写剪力方程、弯矩方程。根据剪力方程、弯矩方程作剪力图、弯矩图。熟练运用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系和截面法作梁的剪力图、弯矩图。正确地作刚架的弯矩图。

教学内容:弯曲正应力和正应力强度条件,弯曲切应力和切应力强度条件,梁的合理设计。

要求掌握:掌握纯弯曲梁正应力公式的推导及其基本假设,掌推确定中性轴位置的条件,矩形截面、圆(环)形截面惯性矩的计算,运用平行移轴定理计算截面的惯性矩,熟练地计算横力弯曲时的正应力,掌握弯曲切应力的计算,正确地区分剪切切应力、扭转切应力和弯曲切应力。

教学内容:梁的变形与位移,挠曲线近似微分方程及其积分,按叠加原理计算梁的挠度、转角,梁的刚度校核,弯曲应变能。

要求掌握:正确地列写梁的挠曲线所满足的微分方程及其边界条件。掌握简支梁在跨中受集中力时和简支梁受均布载荷时的最大挠度和转角的计算公式以及悬臂梁在自由端受集中力时的最大挠度和转角的计算公式。熟练地用叠加原理求梁的变形。

1.      本课程主要采用课堂讲述和板书的教学方式。

2.      一般情况下,每次课后都留有学生作业,每周交一次作业。作业全部批改。

3.      实验部分由实验教师负责。

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