淺談工程力學與建筑桁架模型設計

時間：2024-10-28 06:09:41 工程力學畢業論文我要投稿

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淺談工程力學與建筑桁架模型設計

　　在工程力學教學中引入結構力學求解器進行教學，可以把學生從繁瑣的結構計算中解放出來，下面是小編搜集的一篇相關論文范文，歡迎閱讀借鑒。

　　【摘要】本文分析了“工程力學”教學中存在的問題，總結了目前職業院校在“工程力學”教學改革中所采取的一些改進措施，闡述了在“工程力學”中進行實踐環節和綜合性教學環節的嘗試。我系引進了力學求解器軟件教學，計算并設計制作建筑桁架模型，獲得了很好的教學效果。

　　【關鍵詞】高職教育;工程力學;力學求解器;桁架模型

　　我國職業教育培養的是應用型人才，所以工程力學教學內容應突出“應用型”這一特點，要從專業特點、工程實際應用和知識結構整體優化、教學需要等角度出發，合理取舍內容[1]。對于我院的水利工程、建筑工程等工程類專業而言，工程力學部分是很重要的一部分內容，對于學生學習后續其它專業課程影響很大。但在教學過程中發現學生學習工程力學難度大，主要是由于現在中高職對力學的教學還是和本科院校結構力學教學一樣，注重公式的推導和理論的講解。針對這一問題，力學教研室幾位教師經過研究，對教學內容進行了必要調整，大大刪減了不必要的、繁瑣的公式推導過程，重點給學生講解基本概念、基本理論以及一些基本的計算方法。同時，我們引進一些現有的結構力學求解器軟件開展教學，把繁瑣的手工計算交給計算機解決。如果利用計算機模擬構件的受力，并計算試件的內力與變形，繪制內力圖、應力圖及變形曲線，就可直觀地找出任一截面上的內力及變形數值，確定危險點及極值大小，計算過程準確而簡單。

　　傳統上的“工程力學”教學是以理論教學為特征的，通常不安排實習、實驗這樣的實踐性環節。考慮到加強實踐環節和綜合性教學環節對于加強學生力學概念和培養力學綜合分析能力具有重要作用，我系在“工程力學”教學中，除了理論教學之外，還有計劃地開展課外模型試驗，設置以驗證理論分析為目的的測試實驗，設置綜合性訓練內容。以驗證理論分析為目的的測試實驗，目前主要是結合桁架結構的教學，設計一個跨度60cm的木桁架，能承受20Kg的靜載測試。綜合性訓練，要求學生研究小組在教師的指導下，從桁架結構計算理論的研究入手，從理論分析、計算方法、試驗測試三個方面培養學生綜合能力，由此而加深學生對于力學理論與概念的理解與把握，并培養學生應用知識的能力。

　　建筑桁架的設計、制作、測試(例子)

　　1、桁架制作要求

　　提供2根20mm×30mm×500mm木條，18根10mm×15mm×500mm木條，用于制作跨度600mm，跨中承載不少于20KG的模型。

　　2、桁架的設計

　　本設計采用兩榀桁架組合成一空間桁架，用結構力學求解器建模型如圖1所示，建立計算一片桁架受力[3]，承受10Kg即100N的跨中集中荷載，軟件計算出了桿件內力，如表1所示。

　　由內力表知3號桿件受到的軸力最大為100N的拉力，所以選用20mm×30mm截面的桿件。其他桿件選用10mm×15mm截面桿件。

　　強度驗算：

　　3號桿件的拉應力為

　　4號桿件的壓應力為

　　所以桿件的強度能夠滿足荷載要求。

　　3、桁架的制作

　　學生先用AutoCAD繪制裝配圖，如圖2所示。再進入實訓廠按圖進行制作拼裝，如圖3所示。