工程力學中的受力分析問題探究

韓永勝 崔洋

【摘 要】工程力學中的受力分析是力學中的重要方法，它能夠解決人們日常生活中的很多實際情況?；诖?，本文作者結合工作經驗，對工程力學的概述、工程力學分析以及如何提高工程力學中的受力分析問題進行了分析論述。

【關鍵詞】工程力學；受力分析

前言：工程力學中的受力分析問題是不易掌握的一門專業性的技能，它在構件的受力分析中存在著各種各樣的困難，因此，還需要我們不斷對此進行分析研究，以便能很好的掌握工程力學。

一、工程力學的概述

工程力學是一門和工程聯系密切、實踐性強的課程，在高等院校的教學任務中，老師們不僅要注重工程力學的理論教育，同時還要抓好學生們實踐技能的培養，這門課程的教學目標是培養出應用工程力學相關知識可以解決實際問題的技術人才。工程力學包括了材料力學和靜力學兩方面的內容，其中靜力學是材料力學的基礎更加受重視。在材料力學的研究過程中，一般都要先對其進行靜力學分析，繼而采取更為全面的受力分析方法進行綜合的受力分析。受力分析在整個工程力學中都是研究的重點和關鍵，如何準確地進行受力分析是學生必須掌握的技能，同時也是考察學生們學業情況的重要手段。工程力學中的受力分析是解決力學的重要方法，能不能對構件進行準確的受力分析直接關系到后續相關工作，如平衡方程的建立、構件的安全性校對、構件的尺寸設計、構件載荷設計等能否順利實施。同時，在工程力學受力分析的教學中，發現存在這樣的現象，學生在剛開始接觸構件的受力分析時，通常情況下都會將高中物理中學過的物體的受力分析應用到構件的受力分析中，他們對力學的了解深度不夠、對力學相關理論掌握不足。因此，學生們在構件受力分析過程中會遇到很多困難和困惑。所以如何提高學生的受力分析能力是工程力學教學中的重點內容。

二、工程力學中的受力分析

工程力學中的受力分析在整個工程力學中都是研究的重點和關鍵，如何準確地進行受力分析是學生必須掌握的技能，受力分析是解決力學的重要方法，能不能對構件進行準確的受力分析，直接關系到后續相關工作。但是，不少學生在學習工程力學的過程中對相關知識的理解和掌握一般，他們對力學的了解深度不夠、對力學相關理論掌握不足，通常會出現一些差錯。工程力學中的受力分析是很不容易掌握的一門專業技能，在構件的受力分析過程中存在著各種各樣的困難。

三、如何提高工程力學中受力分析的準確性

工程力學中的受力分析在整個工程力學中都是研究的重點和關鍵，同時受力分析是解決力學問題的重要方法。不少學生在學習工程力學的過程中，對相關知識的理解和掌握一般，他們對力學的了解深度不夠、對力學相關理論掌握不足，對于大部分學生來說，這些相關的工作都是非常困難的，通常會出現一些差錯，他們在構件的受力分析中處處碰壁，所以如何提高工程力學中受力分析的準確性，就成為了目前工程力學教學工作人員的工作重點，要想提高工程力學受力分析的準確性，就要從以下幾個方面入手：

（一）準確理解相關概念

要想提高工程力學中受力分析的準確性，就要充分理解自由體、非自由體、約束、約束反力、主動力、平衡幾個重要概念。所謂自由體，就是運動不受任何限制的物體，比如在地球引力作用下的物體，如果忽略空氣的阻力，那么它在重力的作用下向地心做自由落體運動，它的運動是不受限制的，所以這樣的物體就可以稱之為自由體。與自由體相對的概念就是非自由體，指的是物體的運動受限制如教室內的課桌，雖然有重力作用，但受到的地面限制，不能向下做自由落體運動。地面是限制課桌運動的物體，那么我們將此類物體稱為約束。約束本身也是物體，它是限制其他物體做某些方向運動的。熟練地掌握這些相關的概念為提高工程力學中受力分析的準確性提供了可能。

（二）熟練掌握力平衡公理

要想提高工程力學中受力分析的準確性，就要理解并熟練掌握二力平衡公理、三力平衡、匯交力系定理、作用力和反作用力公理，并可以在受力分析過程中靈活應用，如二力平衡公理指的是作用于同一剛體的兩個力，使剛體處于平衡的必要條件包括力大小相等，方向相反，且在同一直線上。熟練地掌握平衡公理成為提高工程力學中受力分析準確性的必不可少的因素。

（三）正確理解約束的概念及約束反力的方向

我們把對物體運動起限制的物體稱為約束，約束對物體的作用實質上就是力的作用，約束施加在所研究物體上的力稱為約束反力，簡稱反力。要著重了解約束反力的產生，并強調約束與被約束物體之間的相互作用關系，彼此之間力的關系是相互的。強調施力物體與受力物體是相對研究對象而言的，只有在對物體進行受力分析的時候才會具有確切的施力物體和受力物體。然而，在解決問題時，能否正確判斷出約束的類型是畫出受力圖的關鍵。所以，要求學生要深入掌握幾種常見的約束及其約束反力。這其中包括以下幾種﹕1）柔索約束，其約束反力是沿著繩索的中心線背離被約束物體。2）光滑面約束，其約束反力是沿著接觸表面的公法線指向受力物體。3）光滑圓柱鉸鏈約束，其約束反力在與銷釘軸線垂直的平面內，但方向待定。4）鉸鏈支座約束，包括固定鉸鏈支座和活動鉸鏈支座。其中活動鉸鏈支座的約束反力是沿著支撐面的法線方向指向或背離被約束物體；固定鉸鏈支座的約束反力方向必定通過圓柱銷的中心，其大小及方向一般不能由約束本身性質確定，需要根據構件受力情況才能確定。在畫圖和計算時，常用相互垂直的兩個分力來代替。

總之，雖然工程力學中的受力分析是一個難點，但并不是說解決不了。所以要想提高過程力學中的受力分析的準確性，就要嚴格地按照學科學習的標準進行，最后一定可以成為這么學科的優秀人才。

四、結束語

眾所周知，受力分析在整個力學中都是重點問題，如何準確地進行受力分析是我們必須掌握的技能，工程力學中的受力分析是解決力學問題的重要方法，由于對構件的受力分析，會關系到以后工作的順利開展，受力分析也是構件設計和載荷設計的關鍵性問題，因此在工程力學中，做好受力分析是相當重要的。所以，在學習工程力學時，要高度重視，使所學的知識能夠運用到實際生活中去。

參考文獻：

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