固體力學原理精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的固體力學原理主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：固體力學原理范文

【關(guān)鍵詞】生物學;脛骨骨折;鋼板;復位;內(nèi)固定

脛骨骨折是臨床常見骨折,鋼板螺絲釘內(nèi)固定治療脛骨骨折仍是常用的方法之一。AO技術(shù)鋼板內(nèi)固定是以前較為盛行的固定方式,但因其手術(shù)時間長,術(shù)中廣泛剝離骨膜,進一步損害局部血運,影響骨折愈合。本院自2002年至2009年在生物學原理(BO)指導下,以鋼板固定脛骨骨折288例,取得了滿意療效,現(xiàn)總結(jié)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本組病例288例,男215例,女73例,年齡17~68歲。均為新鮮骨折,其中開放骨折142例,閉合骨折146例,受傷時間6 h~15 d。致傷原因,煤礦事故砸傷166例,交通事故傷85例,墜落傷37例。

1.2 治療方法 采用硬膜外麻醉,以骨折處為中心,在脛骨前嵴外約1 cm做切口,切開皮膚,皮下組織,保護骨膜,不切開并推開骨膜,顯露脛骨前嵴及脛骨內(nèi)側(cè)面,直視下進行骨折復位,復位采用間接復位法,安放固定材料時手法要輕柔,避免軟組織的挫滅傷,盡可能保護骨膜,以免影響骨愈合,碎骨塊用尖性復位鉗靠攏即可,與臨近骨塊有2/3相貼。較大骨塊,如蝶形骨塊,如分離>5 mm者,可用拉力螺釘固定,最后將鋼板置于脛骨內(nèi)側(cè)面用螺絲釘固定。

2 結(jié)果

術(shù)后X線片未見骨折分離或張開,骨折平均愈合時間為8周,無不愈合發(fā)生,膝關(guān)節(jié)功能恢復正常,小腿前內(nèi)側(cè)皮膚無壞死感染。

3 討論

以鋼板固定骨干是手術(shù)治療骨折的一種手段。AO技術(shù)在臨床已應用多年,但是因其存在應力遮擋和鋼板下皮質(zhì)骨血供破壞,使骨折的愈合質(zhì)量難如人意,針對AO技術(shù)的不足,許多學者從生物力學觀點(AO)轉(zhuǎn)向生物學觀點(BO)。BO的發(fā)展逐漸形成了理論[1],它的原則是:①遠離骨折部位復位;②不以犧牲骨折部位的血液供應來強求解剖復位(關(guān)節(jié)內(nèi)骨折除外);③使用低彈性模量內(nèi)固定物;④內(nèi)固定物與固定骨之間的直接接觸面應減少;⑤盡量減少手術(shù)暴露時間[2]。按BO原理,脛骨骨折行鋼板固定時盡量做到如下幾點。

3.1骨折的手術(shù)入路 脛骨骨折的入路按AO組織技術(shù)推薦的骨科內(nèi)固定規(guī)定,位于脛骨前嵴外側(cè)1 cm處,兩端稍向內(nèi)成弧形,切開后向內(nèi)側(cè)牽開皮膚筋膜瓣,保護骨膜,顯露脛骨前嵴及脛骨內(nèi)側(cè)面。若手術(shù)入路選擇不當,容易損傷或干擾局部血液循環(huán),脛骨干骨折,若在脛骨內(nèi)側(cè)面上作縱切口,容易誤傷供應骨膜的血管,甚至可能切開較淺骨膜,而且放置鋼板后切口就在前方,于創(chuàng)口愈合不利。

3.2鋼板的選擇 鋼板以選擇較窄型號的有限接觸鋼板,錐狀鋼板或普通鋼板。有限接觸鋼板因其下方有梯形凹面,可明顯減少因鋼板與骨膜接觸后對骨膜的血循影響;錐狀鋼板因其下方底面對稱性地附加圓形尖釘4~6對,使鋼板與骨之間有1.5 mm空隙,不壓迫骨膜;普通鋼板寬約0.8 cm,而脛骨寬約3~5 cm,斷面略呈弧形,這樣可明顯減少鋼板對骨膜的血循影響,利于骨折愈合。對于斷端粉碎骨折可利用橋接鋼板,充分保證粉碎骨折片與軟組織的附著及連接,以獲得Ⅱ期骨愈合[3]。

3.3 固定鋼板的置放的位置 鋼板內(nèi)固定要重視張力帶原則,其原理是在骨的張力側(cè)使張力轉(zhuǎn)化為壓力,使骨折處接受有利于固定和愈合的壓縮力。脛骨骨折后進行肌肉等長收縮時,可使骨折端向前內(nèi)側(cè)成角張開,說明脛骨前內(nèi)側(cè)為張力側(cè),如果在脛骨外側(cè)放置鋼板,容易使脛骨內(nèi)側(cè)骨折面張開,而且鋼板放置于脛骨外側(cè),必將較廣泛剝離骨膜,破壞外側(cè)的軟組織(骨膜)絞鏈,甚至損傷到脛骨后外側(cè)的脛骨滋養(yǎng)血管,從而影響骨折的愈合,這是醫(yī)源性骨不連的原因[4]。因此無論從張力帶原則考慮,還是生物學角度考慮,脛骨骨折用鋼板螺釘固定時,必須將鋼板安放在脛骨內(nèi)側(cè)面固定。

3.4 對骨折復位方法的認識 骨折復位時,要進行間接復位,即通過手法或骨復位器在遠離骨折部位進行復位,復位后,可先固定骨折近段鋼板螺釘,調(diào)整脛骨力線,遠段骨折以固定鉗把持鋼板及骨干,不干擾骨折端骨膜,最大限度地保留局部血供。對骨折的復位,能達到解剖復位當然最好,于骨折愈合有利,但以犧牲局部軟組織的血循為代價而達到解剖復位的目的,對骨折愈合不利。胡廣等[5]人認為從生物學角度看,不推開骨膜,僅作功能復位或按近解剖復位,恢復肢體長度和力線,保護骨端血液供應,使骨折愈合成為生理性重建。

運用生物學原理進行脛骨骨折鋼板內(nèi)固定,操作應輕柔,做到創(chuàng)傷小,對骨折端血液循環(huán)進行最大限度的保護,不人為破壞骨膜,可以減少乃至杜絕醫(yī)源性骨折不愈合的發(fā)生。作為一種先進的內(nèi)固定理念,應做為治療脛骨骨折的良好方法。

參 考 文 獻

[1] 王亦璁.BO與AO的不同之處.骨與關(guān)節(jié)損傷雜志,2002,17(1):35.

[2] 王亦璁.骨與關(guān)節(jié)損傷.人民衛(wèi)生出版社,2007:107.

[3] 王亦璁.骨折治療的微創(chuàng)術(shù)式.中華骨科雜志,2004,24(1):7887.

第2篇：固體力學原理范文

關(guān)鍵詞：化學事故 應急救援途徑 重要性

當今世界，化學工業(yè)迅速發(fā)展，化學工業(yè)品廣泛進入人類生產(chǎn)和生活的各個領域，頻繁發(fā)生的化學事故對人類的生命安全和大自然的生態(tài)平衡帶來了不容忽視的威脅，也為我們敲響了警鐘。那么，開展化學事故應急救援的意義何在，怎樣建立健全化學事故應急救援保障體系？

一、城市定位和經(jīng)濟發(fā)展決定開展化學事故應急救援工作的重要性和必要性。

目前，我國已成為化學工業(yè)大國，幾乎全國各大城市都生產(chǎn)和使用相當數(shù)量的有毒有害化學品，而且產(chǎn)量大、種類多、頒布廣，工廠大多建在人口高度集中的城鎮(zhèn)及其附近?；瘜W事故的發(fā)生頻率和規(guī)模也呈逐年上升趨勢?？梢姡瘜W工業(yè)事故已構(gòu)成對公眾，特別是城市居民的威脅。

一是現(xiàn)在的城市正以新型星狀城市高速發(fā)展，環(huán)繞城市周圍的高新區(qū)、工業(yè)園區(qū)以每年幾十、幾百公頃的速度擴展，形成現(xiàn)代化都市的一大特點?，F(xiàn)代化、高精密的機械設備代替了手工業(yè)、半手工業(yè)的人工操作，導致設備長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)，負荷加大，出現(xiàn)問題難以控制，互相牽制的生產(chǎn)網(wǎng)絡的連鎖反應加劇，給搶險造成極大困難。設備成本高，價格昂貴，部分設備依賴進口，所以遭災后損失大。

二是由于化工行業(yè)生產(chǎn)涉及?；窋?shù)量大、儲存密集等特點，它具有非常典型的特征和突出的代表性。其一旦發(fā)生化學事故就不同于普通的事故，將會引起大規(guī)模的燃燒、爆炸及有毒有害物質(zhì)泄漏，造成大范圍的、嚴重的環(huán)境污染。松原市作為發(fā)展中的石油化工城，石油化工業(yè)更成為全市主導產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的支柱型企業(yè)，是吉林省重要的石油化工基地。其城區(qū)人口密集，高樓林立、石油化工、交通、通信樞紐等重要目標眾多，所以當有害氣體進入城市時，加之東北地區(qū)干旱少雨，長年微風飄浮使有害氣體難以排除。這也將造成大范圍的人口疏散轉(zhuǎn)移，對人員造成驚慌、恐懼等巨大的不良心理影響。因此，開展化學事故應急救援是城市建設和居民生活的最好保障，加之有計劃地把城市人口疏散出去，是減少傷亡和混亂的有效辦法。

二、轉(zhuǎn)變體制和增強職能成為實現(xiàn)化學事故應急救援根本途徑。

“戰(zhàn)時能力強，平時作為大”是第五次全國人防會議提出的新時期人防建設的總目標，而“兩防一體化”正是實現(xiàn)這一目標的根本途徑。現(xiàn)在的人防正向民防體制轉(zhuǎn)變，正在走“兩防一體化”的路子?！皟煞酪惑w化”就是防空防災一體化，就是把戰(zhàn)時防空資源盡可能多地用在平時防災救災上，充分發(fā)揮人防部門職能作用和專業(yè)隊伍的應急救援能力，從而及時有效地處置好各種突發(fā)事件和化學事故。

一是要通過參與城市防災救災和應急救援行動，鍛煉人防應急救援隊伍，檢驗人防設備設施和各種方案預案，提高人防的組織指揮能力、快速反應能力、應急救援能力和平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換能力，為進一步提高實戰(zhàn)能力，為戰(zhàn)時防空奠定堅實基礎。也只有這樣，才能更好地爭取各級黨政軍和社會各界的重視和支持。這樣在平時的搶險救災中，既能發(fā)揮人防部門的職能作用，達到宣傳人防和實戰(zhàn)練兵的目的，又能夠在處置突發(fā)公共事件中幫助化工部門排憂解難，從而達到部門間配合，協(xié)同式作戰(zhàn)，共同防災救災。

二是要為實現(xiàn)化學事故應急救援手段多樣化尋求新突破。作為承擔“日遺化武”和突發(fā)公共事件綜合協(xié)調(diào)和處置出警任務的成員單位，我們要緊緊圍繞“戰(zhàn)時能力強、平時作為大”的目標，按照“量力而行、盡力而為”原則并根據(jù)平時防災救災、應急救援需要的人防擁有的戰(zhàn)時資源，來確定我們能夠承擔的職能。信息化條件下的一體化聯(lián)合作戰(zhàn)和平時各類事故災害突發(fā)性、綜合性極強的特點，對人防的指揮手段提出了更高要求。我們要想在高技術(shù)戰(zhàn)爭環(huán)境和平時防災救援中有所作為，一個重要方面就是要不斷加強指揮通信手段建設。要突出以人防指揮自動化系統(tǒng)建設為核心，抓好指揮自動化網(wǎng)、空情接收網(wǎng)、防空警報網(wǎng)和人防數(shù)據(jù)庫建設。依托軍地信息網(wǎng)絡資源，構(gòu)建完善的人防指揮控制信息系統(tǒng)；與公安、氣象、地震、消防等職能部門建立信息互通渠道，共享事故災害預報、報警、救援等信息，提升人防指揮自動化水平，為處置突發(fā)公共事件和化學事故應急救援做好準備工作。

三、整合資源和科學制案，為化學事故應急救援提供資源共享和有效依據(jù)。

化學事故應急救援工作是一項點多、面廣、綜合性強、難度大的工作，只有多方通力協(xié)作，才能有效地調(diào)動各救援力量的積極性，才能使分散力量變?yōu)檎w力量，發(fā)揮最佳效能，一旦發(fā)生化學事故，就能迅速有效地得到救援。

一是我國的應急建設才剛剛起步，應急體系不健全，基礎設施不完備，應急救援力量薄弱，各級政府急需整合社會資源為應急救援服務。這為各級人防部門充分發(fā)揮自身優(yōu)勢、利用人防組織指揮、通信警報、城市監(jiān)控、人口掩蔽和疏散、專業(yè)隊伍、應急教育體系等“兩防”資源，為城市救援服務提供了很好的機遇。

二是化學事故應急救援涉及部門很多，必須在平時就把人防資源有效地利用起來，積極參與防災救災工作，在施救時要做到對事故及時報知、及時檢測、及時估算、及時提出救援建議、及時實施指揮、及時實施救援，并要處理好儲存與經(jīng)濟效益關(guān)系，專職技術(shù)力量與兼職技術(shù)力量的關(guān)系，專用器材與常用器材的關(guān)系，現(xiàn)有裝備器材和新添器材的關(guān)系，以做到及時、有效地實施保障。把人防平時閑置的資源服務政府、服務社會，“一筆投資、多種用途”，避免重復投資、重復建設，也是資源的集約和節(jié)約利用。只有把人防資源開發(fā)利用好，為經(jīng)濟社會發(fā)展作出相應的貢獻，才能體現(xiàn)人防是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要方面。

三是化學事故具有突發(fā)性，在極短的時間內(nèi)迅速造成危害。因此，事先必須制定切實有效的救援預案和保障計劃。要從本地區(qū)化學事故可能發(fā)生的客觀實際出發(fā)，立足最復雜、最困難的災害情況，科學地擬定與之相應的對策，堅決做到事故情況判斷要明確、指揮分工要明確、指揮程序要明確、救援隊伍職責要明確、保障措施要明確，就能臨危不亂，處置自如，及時控制事故發(fā)展，迅速消除事故后果。同時還要注意系統(tǒng)性、針對性和科學性，實現(xiàn)一案多情、多措并舉，快速救援的基礎。從而在應急救援保障方案上建立長效機制，促進應急救援長期開展。

隨著化學事故應急救援的不斷深入，我們必須將人防應急救援納入社會應急整體運行體系中，將應急救援的隊伍落實到社會搶險救援任務中，同時以高度的責任感和緊迫感，探尋化學事故應急救援防救結(jié)合的新思路，充分做好救援準備，以應付可能發(fā)生的重大化學事故，最大限度地減少化學事故對人民生命財產(chǎn)、社會穩(wěn)定造成的損失和影響。

參考文獻：

第3篇：固體力學原理范文

關(guān)鍵詞：職業(yè)教育 師資隊伍素質(zhì)提升途徑

【中圖分類號】G717

正文：

近年來，教與學的關(guān)系備受爭議，教學改革中西合璧，師資隊伍建設是職業(yè)院校改革發(fā)展的必選課題。思想意識要走在前面，各職業(yè)院校都在通過專家講座、學?？疾?、研討交流等多種形式學習引薦西方先進的職業(yè)教育模式，探索中國特色職業(yè)教育發(fā)展思路。國示校建設研究的主題多以職業(yè)教育的最新方針政策、學校發(fā)展規(guī)劃服務地方經(jīng)濟發(fā)展的途徑、教育科研的基本方法、提高實施教學改革的能力和水平等為主，教師儼然成為受眾和執(zhí)行大軍?？傮w上，職業(yè)院校教師綜合素質(zhì)提升的學習機會向基層教師傾斜，通過各類學習培訓，教師們的綜合素質(zhì)有提高，受益最多的是教學實踐能力和班主任管理能力方面。關(guān)于教師的職業(yè)素質(zhì)提升，兩點需要關(guān)注：

一、 職業(yè)院校教師心理現(xiàn)狀堪憂

首先，教師對職業(yè)認知空乏。當前的中國職業(yè)教育，教師的艱辛不必多說，知識更新快，備課壓力、教學法植入、考評壓力、各種比賽壓力等，讓職業(yè)院校老師們根本無暇深入審視自己的職業(yè)。負擔重，職業(yè)愿景與現(xiàn)實差距大，從事職業(yè)教育的教師苦中作樂已成常態(tài)，幸福感嚴重缺失。能與時俱進堅守下來的理由之一是教師職業(yè)的尊嚴。職業(yè)尊嚴，源于認可和尊重，國家層面尚可尊師重教、政策傾斜，社會層面可不將就，社會沒有包容，只有鞭策?，F(xiàn)代職業(yè)教育的教師在能力邊緣的極限上痛并堅守著，還要擔負探索職業(yè)可持續(xù)發(fā)展之路的重任，所以職業(yè)教育教師們對職業(yè)的認知淡薄、空乏，需要重新審視。

其次，教師對職業(yè)規(guī)劃疲乏。理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。計劃年年有，規(guī)劃卻不著邊際。教師的職業(yè)規(guī)劃沒有夢想的支撐、專業(yè)的指導、新鮮血液的注入怎能不疲乏？面對職業(yè)教育教師的社會地位和工資收入水平，在追逐成績的教育流水線中，教師如同工廠操作員一般，喪失了個性和教育風格，變成了各種“標準”的遵照執(zhí)行者，這種專業(yè)地位的下降讓教師感到厭煩，談何職業(yè)規(guī)劃？所以，教師在做職業(yè)生涯規(guī)劃前是很有必要花心思和時間進行教育思維觸動、與疲乏的工作現(xiàn)狀作斗爭的。

二、教師綜合素質(zhì)提升的途徑可以從教學實踐、教改科研開展。

1、教學實踐能力的提升。德國職業(yè)教育理念的引進、多種現(xiàn)代教學法的研究與實踐，讓我們的教學現(xiàn)狀有了改觀。在同濟大學鄔教授的《怎樣成長為職教名師》講座中，他說道：“從基層到骨干再到名師，每一段經(jīng)歷都非常寶貴，過程比結(jié)果更重要。凡是能夠成為專家或名師的都是在能力邊緣的極限上工作后鍛煉出來的?！苯處煹娜齻€基本要素是：有學識，教師也是需要永遠學習的人；有師德，需把教師這個職業(yè)看成是自己經(jīng)營的事業(yè)；有教法，學生能聽得懂、學得會。學高為師，身正為范。其實，我們的教學實踐能力還有很大的提升空間，學校管理制度層面應給予支持和幫助：給老師減負，不要讓老師整日勞心勞力于各種考核、評估、數(shù)據(jù)文案堆砌中，課堂才是教與學的舞臺。教師自身層面，在教學實踐中銘記并執(zhí)行“五心”教育是可行的，即“實訓滿足好奇心、成功積累自信心、知識晉級和PK比賽激發(fā)好勝心、任務驅(qū)動養(yǎng)成進取心、分組合作培養(yǎng)關(guān)愛心”。

2、教改科研的落實。每個老師應該都主持或參與教改科研項目，教改科研必須落地生根、開花Y果并能用實踐來檢驗。2015年，"互聯(lián)網(wǎng)+"思維扛起民族發(fā)展大旗，農(nóng)村電商大熱，我們不妨談談"互聯(lián)網(wǎng)+"行動計劃在職業(yè)院校電子商務專業(yè)建設方面的應用。實踐出真知，職業(yè)院校培養(yǎng)出來的電子商務專業(yè)的學生應該是什么樣的？有文化、懂技術(shù)、會經(jīng)營的現(xiàn)代商人。老師怎么做？一年級開始就應該規(guī)劃并親自帶學生體驗校園市場，互聯(lián)網(wǎng)電商平臺的網(wǎng)店開起來，二年級就要往外拓展，周轉(zhuǎn)運營店鋪了。畢業(yè)時希望學生能在社會競爭中扎根立足。職業(yè)院校的宗旨是以就業(yè)為導向，鼓勵學生創(chuàng)業(yè)，邊學習邊實踐的過程非常重要。借鑒浙江義烏工商學院創(chuàng)業(yè)班的教學模式，他們?yōu)楹文芟碜u全國？學生70%以上開有網(wǎng)店或經(jīng)營自己的小生意。對于擺地攤、校園一條街、網(wǎng)店工作室等，校方都非常鼓勵和支持，免費給學生提供創(chuàng)業(yè)基地和硬件支持，如網(wǎng)絡、電腦、庫房等設施設備。對學業(yè)的評估，學校的考評機制也非常人性化，卷面成績不是唯一標準，網(wǎng)店信譽四個鉆的學生就可評為優(yōu)秀、免考等等。專業(yè)老師們做什么？牽頭開工作室，帶學生利用周末去調(diào)研和找貨源，大數(shù)據(jù)分析，網(wǎng)店診療。引導學生課余在校園開網(wǎng)店、擺地攤或營銷策劃、物流配送服務等，從一點一滴的小事、實事做起，讓學生吃苦，培養(yǎng)責任心，專業(yè)建設也自成格局、有特色。這是值得我們反思和借鑒的經(jīng)驗，也是職業(yè)教育教學改革的創(chuàng)新之路?！按蟊妱?chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”，從職業(yè)院校專業(yè)建設開始探索和實踐，教師一直參與其中，項目跟進實施，定會有很多驚喜與收獲，成就感有了，職業(yè)尊嚴和幸福感自然就有了。專業(yè)老師絕不能照本宣科、置身事外，一定要在實踐中積極存在。

紙上讀來終覺淺，須知此事要躬行。不管是教師的職業(yè)生涯規(guī)劃，還是教學實踐能力和職教科研水平的提升，認知很重要，實踐更本真。十年樹木，百年樹人，教師和學生一起成長，都具有可塑性，彼此信賴和互勉，彼此欣賞，共謀發(fā)展，教與學的關(guān)系才更和諧更高效。教學相長，更應當即時身體力行。我相信多年后的聲聲問候和成功便是貼有教師標簽的累累果實！

參考文獻：

[1] 吳少紅 從德國職教師資培養(yǎng)談起 《教育發(fā)展研究》2000年第3期

第4篇：固體力學原理范文

【關(guān)鍵詞】提高；圖書利用率；方法措施；回顧；展望

平職學院是平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院的簡稱，是國家首批示范性職業(yè)院校，為了實現(xiàn)示范性職業(yè)院校的示范、引領和帶動作用，學院自示范性院校審批通過后，進行了“內(nèi)強素質(zhì)、外塑形象”大討論，要求各部門結(jié)合自己工作的實際，就如何更好的為全院教研和科研服務，作為圖書館流通部的一員，本文就我們提高圖書利用率的方法措施回顧總結(jié)如下，供各位同仁批評指正。

1.提高圖書利用率的方法措施的回顧

1.1營造圖書館讀書氛圍，優(yōu)化圖書館圖書閱覽環(huán)境

平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院為了能給讀者提供一個良好的校園圖書環(huán)境，學院新圖書館投入使用后，通過在館內(nèi)掛宣傳橫幅、張貼古今中外科學家名人畫像、擺放花草等措施優(yōu)化圖書館館內(nèi)圖書閱覽環(huán)境。

1.2在館內(nèi)擺放閱覽桌、閱覽椅，通過方便讀者在館閱讀提高利用率

為方便讀者在館閱讀，我們在圖書館書架不影響讀者借閱的地方擺放閱覽桌和閱覽椅，方便讀者在館閱讀，這樣有些讀者有時間直接在館閱讀，不把圖書借出，這樣，當別的讀者進入圖書館后，不會因為該書被借出而耽誤閱讀。

1.3優(yōu)化管理系統(tǒng)，縮短讀者查找圖書時間，提高圖書利用率

由于我院圖書館大樓共七層，主樓梯在室內(nèi)，從圖書館大樓正門直接就進入二樓，再由樓內(nèi)樓梯可上到七樓， 為了便于讀者借閱和圖書管理，現(xiàn)布局是：二、三、四樓為書庫，五樓為期刊閱覽部 ，借閱臺設置在二樓大廳西門口，由于各樓層內(nèi)沒有隔開，因此沒法將樓內(nèi)空間劃分成某一書庫，而是一層樓就是一個大大的書庫，一個大書庫放置50～60架圖書，由于原文獻管理系統(tǒng)設置的圖書是按某一書庫（第一、第二…..第六書庫）設置，這樣讀者在利用原管理系統(tǒng)查詢圖書在圖書館位置時，能查到某一圖書在第幾書庫，但搬入新圖書樓后，由于沒有對圖書的分配地址進行及時的修改（還是原先的分配地址第幾書庫），因此在利用查詢導航系統(tǒng)查詢圖書時，還是按原來的分配地址顯示（第幾書庫），而讀者在新館內(nèi)找不到某一書庫的具體標志，這就給讀者查找圖書帶來諸多不便，加之我院沒有開設圖書檢索等專業(yè)知識的講座，讀者通常查找圖書都是在館內(nèi)找，就是很好的利用導航系統(tǒng)也無法準確查找到圖書的準確地址信息，這就給讀者查找圖書帶來了不便，通過我們認真分析研究認為，造成這一問題的原因有兩點，第一，雖然我館圖書已按圖書的中圖分類法對我館圖書進行了科學分類，并按分類對應上了架，但由于書架末在圖書館準確定位；第二，由于圖書沒有在圖書館準確定位，因此就無法利用圖書管理軟件來準確查詢和準確查找圖書在館的準確地址信息，造成圖書查詢、查找費時、費事現(xiàn)象的產(chǎn)生。為了提高我院圖書館的服務質(zhì)量，提高我院圖書的利用率，我們成立了科研攻關(guān)小組，對產(chǎn)生的問題進行了科學的研究和分析，提出了解決圖書在館科學的定位理論，采取了科學的解決辦法，圖書在圖書館的定位理論，我們稱為“三步定位法”即：第一步就是通過給書架標牌號的方法把書架在樓層上準確定位；第二步利用中圖分類法按分類把圖書在書架上準確定位；第三步通過對不同書架上圖書分類號的統(tǒng)計結(jié)果，使圖書管理軟件中地址詞典中的圖書地址信息與實際統(tǒng)計的地址信息對應，為讀者查詢和查找圖書帶來方便。具體定位采取的方法是：先把圖書按分類要求進行科學分類后，把圖書按分類順序上架（上架時盡量把同類書擺放在一架或臨近的幾架上），并對所有的圖書的書架按一定規(guī)律（順時針，二、三、四樓層遞進）的規(guī)則進行排架，并把規(guī)定好的架號的標牌貼在每個書架醒目的位置，方便讀者查找；第二對不同書架上圖書的分類號進行統(tǒng)計，并使統(tǒng)計結(jié)果與書架號對應；第三把同一書架圖書的擺放地址 （第幾層樓第幾架）的分配地址信息對應存儲在文獻管理系統(tǒng)的地址信息字典中，為讀者借閱查詢提供準確的地址信息 ，這樣利用原有管理軟件的查詢系統(tǒng)，讀者就能在很短的時間內(nèi)找到所需圖書在館內(nèi)的準確地址信息，節(jié)約了讀者大量查詢查找圖書所需的時間；通過我們初步統(tǒng)計，從2010年使用以來，讀者借來館借閱1本圖書，借閱查詢時間由原來的最少30分鐘，降到不足10分鐘時間，受到了讀者的好評，使我院圖書館的圖書利用率也大幅提高。

1.4加大圖書管理力度，提高服務質(zhì)量

由于我館采取開架方式進行管理，圖書容易亂架，而圖書亂架后，圖書在館的地址信息就發(fā)生了變化，這樣就是利用快速查詢導航系統(tǒng)也不容易找到自己所需的圖書，為了能很好的利用快速查詢導航系統(tǒng)也不容易找到自己所需的圖書，提高我院圖書館的圖書利用率。只有加大管理力度，這主要從兩方面著手：一面加大對入館讀者的宣傳教育，教育他們養(yǎng)成良好的圖書閱覽習慣，在圖書館閱讀完圖書后盡量放歸原位，保證其它讀者也能快速查找到；另一方面，圖書管理人員要加大對圖書的管理力度，對讀者無意擺放錯誤的，離館時沒有上架，以及無意放亂架的圖書都得及時歸位，保證其它讀者也能快速查找到，以提高圖書的利用率，提高圖書館的服務質(zhì)量。同時為保證圖書館制定的各項管理制度能認真落實。

2.提高圖書利用率方法的展望

2.1探索構(gòu)建圖書館聯(lián)盟的新模式

構(gòu)建圖書館聯(lián)盟是網(wǎng)絡環(huán)境下實現(xiàn)文獻信息資源共知、共建、共享的有效措施。各地方高校圖書館利用同一地區(qū)內(nèi)的地理優(yōu)勢、資源優(yōu)勢結(jié)成聯(lián)盟，使結(jié)成聯(lián)盟的高校圖書館通過圖書館聯(lián)盟的運作實現(xiàn)圖書館之間全面的網(wǎng)絡互連和資源互連，逐步形成優(yōu)勢互補、互通有無的局面，圖書館聯(lián)盟的運作可以增加雜志的數(shù)量，滿足讀者的閱讀需要，降低成本，節(jié)約資金，并提高雜志的利用率和讀者保障率。

2.2利用新技術(shù)搭建信息交流平臺

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，特別是Internet的興起和迅速發(fā)展，使得信息的生產(chǎn)、傳輸空前便捷，導致信息量急劇增長，信息的質(zhì)量也參差不齊，“信息爆炸”成為現(xiàn)代社會的一大特征。為了適應信息的發(fā)展圖書館學界提出了圖書館員要爭當“網(wǎng)上信息引導員”、“網(wǎng)絡信息導航員”的口號，要求網(wǎng)絡環(huán)境下的圖書館員應該能選擇質(zhì)量可靠、費用低廉、登錄方便的信息源，并熟悉網(wǎng)上信息機構(gòu)的組成，能更好地組織網(wǎng)上信息，為讀者提供良好的網(wǎng)絡導航服務。而博客作為一種新型的信息組織與平臺，它的出現(xiàn)使得信息導航更加方便快捷。博客是將信息進行分類和篩選后進行，職業(yè)院校圖書館可以根據(jù)本校專業(yè)設置及本地生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)升級改造情況，對網(wǎng)上獲得的博客信息進行分類搜集，二次加工，編制出專題索引、專題題錄等，向用戶提供“導航服務”。可以充分利用網(wǎng)絡知識，建立圖書館咨詢博客，把生產(chǎn)一線技術(shù)人員撰寫的經(jīng)驗總結(jié)，畢業(yè)生畢業(yè)實習和撰寫畢業(yè)論文時所涉及的實際問題，經(jīng)專業(yè)老師歸納整理后放置于博客咨詢欄目上，讓該地區(qū)的技術(shù)人員甚至全國、全世界的專家學者都參與，在圖書館參考咨詢博客上，定期對咨詢問題的回答由專業(yè)老師進行評價，對有有創(chuàng)新性的問題的回答，我們可以設專項資金給予獎勵，并將其觀點或具體做法發(fā)表在我院學報上進行交流或推廣。讀者可以方便地自己的信息需求，圖書館員可以利用博客及時、迅速、精確地答復讀者的網(wǎng)上咨詢，圖書館可以在參考咨詢博客上，方便地開展用戶培訓網(wǎng)上講座，加強對用戶的指導、教育與培訓，提高讀者的信息檢索能力，更好地利用網(wǎng)絡信息資源，方便、客觀地分析用戶的信息需求，對各種信息資源進行過濾，得到用戶所需要的、個性化的信息資源精品，然后利用博客及時性的特點，快捷、持續(xù)、定期地向用戶通報相關(guān)課題的最新動態(tài)。另外，在參考咨詢博客上，每個參考咨詢員都可以擁有自己的網(wǎng)絡空間，使圖書館員之間、圖書館員和讀者之間建立一個良好的互動平臺。圖書館員不僅可以方便、及時地了解讀者的需求，還可以通過博客與其他館的參考咨詢工作人員進行交流，經(jīng)常查看他們的博客，主動獲取新的知識。

3.結(jié)語

總之，只要我們圖書管理人員都能以主人翁的姿態(tài)對待工作，并不斷利用新技術(shù)，創(chuàng)造性的服務，我們就一定能迎來高職院校圖書館事業(yè)燦爛的明天。

【參考文獻】

[1]蔡學軍，孫宏偉.高職院校人才培養(yǎng)目標定位研究與實踐計算機教育[J].2006，10.

[2]光，陳存業(yè)，程美.論圖書館博客文化建設[J].福建圖書館理論與實踐，2006（1）.

第5篇：固體力學原理范文

[關(guān)鍵詞]地球化學塊體；成礦率；成礦預測；新巴爾虎右旗

中圖分類號：TD 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）06-0297-01

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于西伯利亞板塊東南緣蒙古―興安造山帶東段，蒙古―鄂霍茨克斷裂與得爾布干斷裂之間。額爾古納地塊的南西端，其北與俄羅斯接壤，西南部與蒙古國為鄰。蒙古―興安造山帶東段主要由古生代四個微型地塊（額爾古納地塊、興安地塊、松嫩地塊、布列亞一佳木斯一興凱地塊）以及中生代完達山外來地塊碰撞拼貼組成。其中，佳木斯陸塊時代最老，代表晚太古到早元古的古陸；額爾古納陸塊則代表中、新元古的古陸；而興安地塊和松嫩地塊可能具有統(tǒng)一基底，代表新元古到早寒武的陸塊（陳靜，2011；程三友，2006）[1][2]。

該區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了西伯利亞板塊南緣的大陸增生、鄂霍茨克洋閉合以及受太平洋板塊活動的影響，其先后發(fā)生了三個與金屬成礦有關(guān)的構(gòu)造旋回：前寒武紀克拉通化、古生代多旋回開合、中生代構(gòu)造巖漿活化。前兩個構(gòu)造旋回形成了該區(qū)內(nèi)中生代構(gòu)造的雙重基底（前寒武紀變質(zhì)基底和古生代褶皺基底），為中生代活化及相伴隨的成礦作用帶來成礦物質(zhì)（宋丙劍等，2007；代雙兒，2001；李雙林，1996；周建波等，2009；趙越等，1994）。

1.1 區(qū)域地層

區(qū)內(nèi)地層發(fā)育，元古界地層零星出露，古生界地層在區(qū)內(nèi)缺失，中生界分布廣泛，新生界地層次之（區(qū)域地質(zhì)志，1993；巖石地層，1997）[3]。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為明顯，斷裂大多為北北西向推測性質(zhì)不明的斷裂。斷裂在研究區(qū)內(nèi)分布范圍較廣，主要在研究區(qū)北東角和南西角分布較為密集，因為大部分為推測斷層，產(chǎn)狀未知。斷裂形成時間推測為白堊世之后。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)內(nèi)頻繁的構(gòu)造運動伴隨著強烈的巖漿活動，主要為海西期和燕山期侵入巖，尤其中生代以來受環(huán)太平洋構(gòu)造域的影響，表現(xiàn)為強烈的火山噴發(fā)和巖漿侵入。

根據(jù)侵入順序和巖性特征及鄰區(qū)對比 ，有晚二疊世、晚侏羅世、早白堊世3個侵入期，尤其以晚侏羅世至早白堊世侵入最為強烈，以淺成侵入為主，巖石類型復雜，分異作用明顯，與成礦關(guān)系密切，特別是巖漿活動演化較晚期的淺成火山侵入體，常伴有多金屬礦產(chǎn)出現(xiàn)。

1.4 區(qū)域火山巖

區(qū)內(nèi)火山巖分布廣泛，巖石類型發(fā)育較全，火山活動集中于中生代，受北西向、北東向斷裂構(gòu)造控制，多呈帶狀展布。區(qū)內(nèi)中生代火山巖可劃分為五期，分別為塔木蘭溝期、滿克頭鄂博期、瑪尼吐期、白音高老期、梅勒圖期。

2 鉬元素地球塊體圈定

筆者通過利用研究區(qū)1：20萬區(qū)域化探數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行迭代法剔除3σ以上的離群點，計算得出X=1.33，S=0.54，則異常下限值為X+S=1.87。后用0.1logμg/g值逐步提高元素異常分級，共分出6級。

通過鉬元素異常下限值，及元素分級值，根據(jù)大地坐標利用Surfer軟件繪制出研究區(qū)鉬元素地球化學塊體分布圖。

隨后用AutoCAD軟件計算得出鉬元素地球化學塊體的面積。分析得出研究區(qū)內(nèi)分布諸多面積小于100km2的鉬元素局部異常，其中有一面積在100-1000km2的鉬元素區(qū)域異常。

3 研究區(qū)鉬元素地球化學塊體資源潛力評價

根據(jù)鉬元素的地球化學區(qū)域異常參數(shù)，來計算區(qū)域異常的鉬元素金屬量。

計算公式為：ME=Cm×（Sa×Dh×σ）

其中經(jīng)過區(qū)域異常內(nèi)數(shù)據(jù)計算得出Cm=3.60μg/g，Sa通過AutoCAD軟件計算得出Sa=292.32km2，Dh為給定的厚度，本文采用Dh=1000m，區(qū)內(nèi)巖石密度σ=2.7t/m3。

故經(jīng)過計算得出鉬元素地球化學區(qū)域異常Ⅰ的金屬量Me=2.84萬噸。

成礦率的確定，Mc=R/Me，因為查干特莫圖鉬地球化學區(qū)域異常Ⅰ勘查程度較低，未能得知確切鉬元素已探明儲量，所以盡可能用成礦環(huán)境相似，勘探程度較高的地球化學塊體或區(qū)域異常內(nèi)已探明的總儲量與其金屬供應量之比作為該地區(qū)的成礦率，故取鉬元素已探明儲量R=0.22萬噸。

成礦率Mc=0.075。

研究區(qū)內(nèi)Mo元素地球化學塊體結(jié)構(gòu)特征清晰，可追蹤研究區(qū)內(nèi)Mo的濃集趨勢，并能分析出其物質(zhì)來源。根據(jù)地球化學塊體理論，圈定出一個元素區(qū)域異常，和若干個元素局域異常。通過對數(shù)據(jù)信息分析鉬元素資源潛力還是不錯的。其中根據(jù)鉬元素元素濃集的趨勢，可以預測主要的成礦區(qū)。

絕大多數(shù)的鉬礦床都產(chǎn)于各自的地球化學塊體之中， 但也有一些礦床并不產(chǎn)在對應的地球化學塊體內(nèi)，而是以獨立的、分散的小異常見礦，需對研究區(qū)內(nèi)這類小異常給予足夠的重視。

因此通過研究區(qū)內(nèi)鉬元素數(shù)據(jù)分析，可以大概推斷出兩個鉬元素的富集帶，大致方位在研究區(qū)的北東部和南西部。

4 結(jié)論

通過對內(nèi)蒙滿洲里―新巴爾虎右旗地區(qū)鉬元素地球化學塊體的剖析及地球化學塊體與已知礦床在不同構(gòu)造單元的對應關(guān)系的討論，認為成礦物質(zhì)來源是影響礦床形成的首要因素，物質(zhì)供應可以通過地球化學塊體的形式在地表直觀的表達出來。不同礦種不同礦床的形成與地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境有關(guān)，利用地球化學塊體與成礦的內(nèi)在關(guān)系，以地球化學塊體為突破點，結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造特征分析是預測找礦靶區(qū)的有效手段。

論文通過大量的圖形、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、單元素分析，系統(tǒng)的、全面的介紹了地球化學塊體方法在內(nèi)蒙滿洲里至新巴虎右旗地區(qū)的應用，對成礦有利的地段進行了成礦預測分析，并對不同次的地球化學塊體進行了成礦預測。在預測過程中，對不同景觀區(qū)地球化學塊體的圈定進行分析，通過對比.塊體下限的確定根據(jù)不同的構(gòu)造單元的元素豐度的不同進行調(diào)整后，能夠更客觀的反映該地區(qū)的地球化學特征，對成礦預測起到了更好的指導作用。

對研究區(qū)內(nèi)鉬元素地球化學塊體特征進行了剖析，在幾個級次內(nèi)的塊體做預測金屬量計算，并對不同成礦率下的預測金屬量進行對比，最后對研究區(qū)內(nèi)的具有找礦前景的幾個級次的塊體進行成礦預測。通過這種對比發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)內(nèi)高溫元素Mo有很好的異常帶，應該在尋找高溫元素上有所突破。鉬元素地球化學區(qū)域異常突出，面積達八百多平方公里，根據(jù)地球化學塊體理論，已達到地球化學區(qū)域異常，其估算鉬資源量在2.84萬噸左右，但在此區(qū)域內(nèi)，并未發(fā)現(xiàn)礦點，因此可以通過進一步的工作來尋找有工業(yè)價值的礦床。

參考文獻

[1] 程三友.中國東北地區(qū)區(qū)域構(gòu)造特征與中、新生代盆地演化[D].北京：中國地質(zhì)大學，2006.

第6篇：固體力學原理范文

關(guān)鍵詞 加權(quán)余量法；固體力學；權(quán)函數(shù)；試函數(shù)

中圖分類號 O34 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）111-0121-01

1 概述

早期，加權(quán)余量法僅僅適用于傳熱、流體力學等學科領域，迄今為止，其在固體力學中已經(jīng)得到了深層次的應用和發(fā)展。在固體力學計算方法中，加權(quán)余量法是一種通用的數(shù)值計算方法，也是一種基于等效積分形式的類似計算方法，在求解非線性和線性微分方程使，其非常的有效。在加權(quán)余量法發(fā)展研究過程中，基于該方法衍生了很多適應于具體應用場景的數(shù)值計算方法，包括無網(wǎng)格法、邊界元法和有限元法，這三種計算方法因其適應環(huán)境不同而各具特色，目前已經(jīng)逐漸的發(fā)展成為一種獨立的方法。本文基于筆者對加權(quán)余量法和固體力學計算方法的研究，詳細的闡述了加權(quán)余量法的原理，分析了其應用狀況，歸納該方法應用于固體力學的如何選擇權(quán)函數(shù)和試函數(shù)等內(nèi)容。

2 背景理論

在工程科學計算領域中求解問題時，問題的最終解決方法通常是將其歸結(jié)為求解具有初始條件和約束條件的微分方程組。數(shù)學理論上，許多學者將微分方程形式稱之為強形式，而在求數(shù)值解時，人們通常把微分方程的相關(guān)邊界約束條件轉(zhuǎn)換為變分形式；一些學者將微分方程等效為積分形式時，通常將其稱之為弱形式，在一些文獻中也存在一些學者將其稱為積分提法[4]、伽遼金方程、變分方程和加權(quán)余量方法。本文將詳細的討論求解數(shù)值時的加強余量法。

3 加權(quán)余量法的應用

3.1 權(quán)余余量法的實施過程

目前，針對工程或者物理學中產(chǎn)生的問題，人們通常針對其進行建模，抽象出來邊界約束條件，將其歸納為微分方程，將其表示為未知函數(shù)u應該滿足微分方程組，其一般形式如3.1所示。

（3.1）

（3.2）

域Ω根據(jù)問題的背景，可以是面積域，也可以是體積域，同時未知函數(shù)u還應滿足邊界條件：Γ表示域Ω的邊界約束條件。在求解域Ω時，如果場函數(shù)U取精確解時，則在域內(nèi)，其任一點都要滿足微分方程（3.1），同時，其在邊界Γ上的任一點也都要滿足邊界約束條件（3.2）。但是，對于固體力學中的許多實際問題，其非常復雜，精確解通常難以獲得，因此，在一定精度的條件下尋找近似解成為諸多學者研究的熱點。

針對微分方程（3.1）和邊界約束條件（3.2）表示的問題，其未知函數(shù)U可以采用近似函數(shù)表示，近似函數(shù)中包含有未知參數(shù)，其形式為公示（3.3）。

（3.3）

在公示3.3中，Ni是試探函數(shù)的已知函數(shù)，ai表示待定參數(shù)，其中，Ni取自完全函數(shù)系列，完全函數(shù)系列是指任一函數(shù)都可以使用該序列表示，其是線性獨立的，近似函數(shù)通常要滿足邊界約束條件和連續(xù)性的要求。當n取值有限時，近似解無法滿足微分方程（3.1）和邊界約束條件（3.2），導致余量R，產(chǎn)生，其中，R和又被稱為殘差。其近似的等效積分形式可以表示為（3.5）：

（3.5）

將其寫成余量形式（3.6）：

（3.6）

在公示3.5和3.6中，w、被稱為權(quán)函數(shù)，兩公式的含義是通過尋找待定系數(shù)ai，強迫余量在某種平均意義上取值為零，這樣就可以得到一組方程，求解待定系數(shù)a，從而得到問題的近似解。

3.2 權(quán)函數(shù)的選擇

在進行固體力學數(shù)值計算時，加權(quán)余量法是求解微分方程的一種非常有效的方法，因此，任何獨立的完全函數(shù)都可以被選擇作為權(quán)函數(shù)。通常情況下，一般經(jīng)常使用的權(quán)函數(shù)選擇方法包括以下五種，分別是子域法、最小二乘法和伽遼金法。

1）子域法

該方法使得在n個子域Ωj外，wj=0，在子域Ωj內(nèi)，wj=I，其實質(zhì)是迫使余量在n個子域上的積分取值為零。

2）最小二乘法

對于加權(quán)余量法來講，其微分方程的近似解取值為時，權(quán)函數(shù)，該方法的實質(zhì)

是使得的取值最小，也即是滿足

（i=1，2，3，…，n）。

3）伽遼金法

該方法對于許多學者都很熟悉，根據(jù)加權(quán)余量法的觀點可以解釋為使用伽遼金法時，其權(quán)函數(shù)和試函數(shù)的均取自同一系列的函數(shù)。

3.3 試函數(shù)的選擇

在加權(quán)余量法應用時，選擇一個合適的試函數(shù)同樣非常重要，試函數(shù)在選擇時應該滿足一下要求：必須是完備的，并且各個試函數(shù)項之間線性無關(guān)?；谕ǔＪ褂脿顩r，發(fā)現(xiàn)試函數(shù)的選擇可以報考三類：1）三角級數(shù)；2）多項式；3）樣條函數(shù)，通常是三次或者五次樣條函數(shù)。

4 結(jié)束語

在工程科學計算領域中求解問題時，問題的最終解決方法通常是將其歸結(jié)為求解具有初始條件和約束條件的微分方程組。本文詳細的介紹了加權(quán)余量法在固體力學中的應用現(xiàn)狀，并且詳細的分析了如何選擇權(quán)函數(shù)和試函數(shù)。隨著固體力學的發(fā)展，許多學者對加權(quán)余量法進行了追蹤研究，基于不同的適應環(huán)境，改進得到了更加具有針對性的數(shù)值計算方法。在未來的時間內(nèi)，隨著多學科的共同高速發(fā)展，固體力學計算方法必將得到更大的

突破。

參考文獻

[1]張莉莉.計算力學及其發(fā)展[J].安徽科技，2007，01.

[2]張雄，宋康祖，陸明萬.無網(wǎng)格法研究進展及其應用[J].計算力學學報，2003，06.

[3]李鳳嶺.無網(wǎng)格法與有限元法處理邊界條件的比較[J].山西建筑，2009，06.

[4]劉玲玲，吳永恒.有限元法在大體積混凝土結(jié)構(gòu)配筋計算中的應用[J].人民長江，2012，17.

[5]魯建霞，茍惠芳.有限元法的基本思想與發(fā)展過程[J].機械管理開發(fā)，2009，02.

[6]劉福林.用加權(quán)余量法分析固支圓板和環(huán)板在Mises屈服條件下的極限荷載[J].計算力學學報，2002，03.

第7篇：固體力學原理范文

關(guān)鍵詞：土力學；有效應力原理；教學改革

作者簡介：劉艷（1983-），女，江西贛州人，北京交通大學土建學院，講師。（北京 100044）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0129-02

學術(shù)界和工程界公認Terzaghi是經(jīng)典土力學理論的奠基人，他提出的有效應力原理促使土力學產(chǎn)生了根本性的變化和發(fā)展，使土力學從一般力學中獨立出來成為一門獨立的學科。土力學經(jīng)過近一個世紀的發(fā)展，已經(jīng)取得了巨大的進步，但其理論基礎仍然不太完善，處于半理論、半經(jīng)驗的發(fā)展階段。因此土力學理論發(fā)展還有很長的路要走，需要培養(yǎng)出更多的人才，能為工程服務的同時也能為促進土力學學科的不斷進步而做出貢獻，這就使土力學教學中的理論創(chuàng)新就顯得尤為重要。

作為經(jīng)典土力學基石的有效應力原理是土力學中最基本和最重要的原理，在所有的土力學課程當中，都必然會包含有效應力原理的相關(guān)介紹，但這些介紹大多比較簡單，不足以強調(diào)它在土力學中的重要地位。雖然太沙基有效應力的表達式非常簡單，但其涉及到如何將土這樣一種三相混合的多孔材料用經(jīng)典的固體力學知識來進行表述，這其中需要用到連續(xù)介質(zhì)力學和多孔介質(zhì)力學的理論方法。通過對這一最最基本的土力學理論知識進行講解，可以讓學生更深刻地認識到土力學與其他學科的不同之處，并啟發(fā)他們進行更進一步的理論創(chuàng)新。因此本文將從對有效應力原理的教學改革出發(fā)來探討如何實現(xiàn)土力學的理論創(chuàng)新。

對有效應力原理的教學改革，可以從以下幾個方面進行：首先介紹有效應力原理的形成，然后指出目前教學中存在的問題，最后簡單介紹多孔介質(zhì)理論，以說明如何將連續(xù)介質(zhì)力學的物理量和平衡方程用于土這種材料。

一、土力學及有效應力原理的形成

土力學的歷史一般教學中都會有所介紹，但是很少課程會對有效應力原理的形成進行介紹。此部分內(nèi)容有助于學生加深了解土力學的歷史，并增加工科課程教學的生動性。有效應力原理這個思想主要形成于19世紀二三十年代，文獻[1]記載太沙基1923年在處理粘土層固結(jié)問題時，開始了有效應力的研究，給出了有效應力的一個初始方程，然而他當時并沒有提到有效應力這一概念。其實在太沙基之前，1915年Fillunger教授就通過試驗證明了孔隙液體壓力不會對多孔固體強度產(chǎn)生任何影響，但在當時他并沒有認識到這一原理的重要性。直到1936年，太沙基才明確給出了有效應力這一思想和明確的表述，太沙基先生也因此被譽為土力學之父。Terzaghi給出了有效應力的定義如下：[2]

式中：σ'為飽和土有效應力，σ為總應力，u為孔隙水壓力。Terzaghi認為：有效應力是沿著土骨架傳遞的，它控制了飽和土的變形和強度；即在給定一組確定的參數(shù)和條件下，通過有效應力可以把變形和強度表示為它的函數(shù)。

文獻[1]指出太沙基最初給出有效應力表達式時，似乎是憑直覺而不是根據(jù)基本力學原理得到的，其固結(jié)方程的推導中也存在一些數(shù)學和力學上的錯誤，這也使太沙基一維固結(jié)方程在當時遭到了Fillunger的強烈抨擊。Fillunger教授利用現(xiàn)代的多孔介質(zhì)理論的處理方法，推導了固結(jié)方程，這在當時多孔介質(zhì)理論尚未形成的時期是具有高度創(chuàng)新性的科學成就。隨著混合物理論的發(fā)展，尤其是多孔介質(zhì)理論的發(fā)展，有效應力原理和土力學的理論基礎也不斷完善。

回顧土力學的歷史，會發(fā)現(xiàn)其實土力學的發(fā)展與多孔介質(zhì)理論的發(fā)展是密切相關(guān)的。有效應力原理最初是為了解決實際工程中粘土層的固結(jié)問題而引入的，最初土力學確立旨在解決實際問題，隨著多孔介質(zhì)理論發(fā)展，土力學的理論才不斷得到完善。由此也說明多孔介質(zhì)理論可以成為描述多相孔隙材料（當然也包括土）行為的嚴格、統(tǒng)一和完備的理論基礎，這也為土力學的理論創(chuàng)新指明了一條道路。

二、有效應力原理教學中的問題

目前飽和土有效應力原理作為經(jīng)典土力學的基石已經(jīng)非常成功地在巖土工程實踐中得到應用。在土中，總應力不再是影響土體變形和穩(wěn)定性的唯一原因，土體內(nèi)部的孔隙水壓力和孔隙氣壓會承擔部分總應力，并且各相之間的相互作用和影響不可忽略。對于飽和土，人們認識到：雖然孔隙水會分擔部分總應力，但是它對土體的變形和穩(wěn)定性的影響卻很小，可以忽略不計。一般土力學教科書中關(guān)于飽和土有效應力的推導時都運用了力平衡原理，即作用于土體上的總應力由土顆粒和孔隙水兩部分共同承擔，最終給出表達式中有效應力等于總應力減去孔隙水壓力。

通常固體力學或流體力學中的物理量和平衡方程都是在連續(xù)介質(zhì)前提下得到定義。但是土是一種松散堆積材料，是由固體物質(zhì)組成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙構(gòu)成的介質(zhì)，孔隙中填充著液體或氣體。作為一種多相孔隙介質(zhì)，其內(nèi)部土顆粒和土孔隙分布是不連續(xù)的，土體內(nèi)各點應力并不相同，這就使得定義土體應力出現(xiàn)了困難。如何定義土中的物理力學變量，連續(xù)介質(zhì)中的力學平衡方程在這種多孔介質(zhì)中是否成立，如何將連續(xù)介質(zhì)的理論應用于土這種多孔介質(zhì)是一個需要探討的問題，而這在一般教學中并沒有介紹。

三、有效應力原理的教學改革

為了解決上述提到的問題，應當簡單介紹多孔介質(zhì)理論。按照復合混合物理論的思想，通常假定多相孔隙介質(zhì)存在三種尺度：微觀尺度、介觀連續(xù)介質(zhì)尺度和宏觀連續(xù)介質(zhì)尺度。目前認為：只有后兩個尺度才會對多相孔隙介質(zhì)的宏觀性質(zhì)有直接影響。對于單相（土中的某一相）介質(zhì)的情況，在介觀尺度下，其局部平衡方程和經(jīng)典的連續(xù)介質(zhì)的平衡方程相同，再由介觀尺度進一步體積平均化，得到宏觀的變量以及每一相和總的平衡方程，這時需要考慮各相之間的相互作用。為了定量的描述這種多相孔隙介質(zhì)的土，需要在這一介質(zhì)中選擇一個表征體元。表征體元是一種體積單元，一方面它在微觀尺度上應足夠大，以便于包含足夠多的固體顆粒和孔隙進行統(tǒng)計平均，由此才能得到有意義的熱動力學的性質(zhì)和參數(shù)，另一方面它在宏觀尺度上應足夠小，也就是說在整個宏觀場地中它應該作為一空間點處理。此外，表征體元的特征尺度不應隨時間和空間而變化，即使其特征尺度有微小的變化，但其平均化后的材料性質(zhì)和參數(shù)也應為常量，而不應隨其特征尺度的變化而變化。[3]

在宏觀尺度上，由平均化得到的多相孔隙介質(zhì)可以被定義為：它是多相多組分相互重疊，同時存在于所考慮空間的每一點上的連續(xù)介質(zhì)，在這一連續(xù)空間的每一點上都具有用表征體元經(jīng)平均化后得到熱和力學的性質(zhì)參數(shù)，這種宏觀參數(shù)是和介觀連續(xù)介質(zhì)的參數(shù)直接相關(guān)并表示的。根據(jù)這一思想，連續(xù)介質(zhì)中的物理力學變量和平衡方程就可以應用到多孔介質(zhì)當中，為土體的宏觀物理力學變量定義和宏觀的力學平衡方程建立提供依據(jù)。

利用多孔介質(zhì)的這種平均化思想，可以將多孔介質(zhì)等效成為一種連續(xù)介質(zhì)，這樣就可以解釋土力學中為什么可以用連續(xù)介質(zhì)的平衡方程來推導土體的有效應力原理。然而多孔介質(zhì)力學一般不是土木工程專業(yè)本科階段的教學內(nèi)容，這部分知識會增加學習的難度，所以教學中要盡量使用學生學習過的知識來進行講解。比如土體應力的定義可以用數(shù)學上極限的概念來進行解釋，[4]平均化的思想實際上與概率論中統(tǒng)計平均值的概念類似。通過這種的方式，一方面可以使教學內(nèi)容容易被學生接受，另一方面可以讓學生對這一基本理論有一個初步認識，為今后土力學理論創(chuàng)新奠定基礎。

四、結(jié)語

有效應力原理是土力學的重要基石，然而在一般教學中對其的介紹都非常簡單，本文是有效應力原理的一種新的教學嘗試，結(jié)合目前最新的科研進展介紹有效應力原理的理論基礎，講解土作為一種多孔介質(zhì)材料，是如何利用連續(xù)介質(zhì)的原理來推導得到有效應力原理。深入了解和掌握這部分內(nèi)容，可以加深學生對土這種特殊材料的認識，有助于學生更深入地了解土這種材料的特殊性，更易找到適合于土的學習方法，并可以為下一步深入學習和研究土力學理論奠定良好的理論基礎。

參考文獻：

[1]De bore R.Theory of Porous Media，Highlights in Historical Development and Current State[M]. Berlin：Springer，1999.

[2]趙成剛，白冰.土力學原理[M].北京：清華大學出版社，2009.

第8篇：固體力學原理范文

關(guān)鍵詞：培養(yǎng)方案；教學計劃；滑鐵盧大學機械工程專業(yè)；湖南大學車輛工程專業(yè)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）30-0001-04

一、引言

隨著市場經(jīng)濟運行的不斷深入，企業(yè)的技術(shù)基礎、工作手段、專業(yè)化分工、工作方式、對產(chǎn)品的要求及制約企業(yè)發(fā)展的主要矛盾都發(fā)生了顯著的變化，這種需求的變化導致企業(yè)對大學畢業(yè)生的能力需求發(fā)生巨大的變化。目前，國內(nèi)外都非常重視學生能力的培養(yǎng)。中國機械工程學會2012年12月的機械工程教育峰會主題就是“聚焦學生能力的培養(yǎng)”，大連理工大學的李志義教授提出以學生能力為導向的培養(yǎng)方案和課堂教學改革，從克服培養(yǎng)方案的十個傾向、重構(gòu)培養(yǎng)方案的十個方面及實現(xiàn)課堂教學的十個轉(zhuǎn)變詳細地討論了研究型大學如何以學生能力為導向來構(gòu)架專業(yè)培養(yǎng)方案及實現(xiàn)課堂教學的轉(zhuǎn)變。華中科技大學吳昌林教授提出改革課程教學方法、營造學生自主探究的環(huán)境。推進了基于主動實踐“機械設計”課程教學改革和機械設計與制作能力培養(yǎng)系列Project。重慶大學的陳兵奎教授將畢業(yè)要求細化到每門課程中，采用課堂講授+自學環(huán)節(jié)+專題作業(yè)+項目設計+小組討論+……的過程性評價和考試環(huán)節(jié)的終結(jié)性評價的綜合評價手段對課程教學過程和方法進行評價，并且在制度上保證期末考試在總成績比例中不超過40%。國外在十多年前就提出并持續(xù)發(fā)展和倡導了全新的CDIO（Conceiving-Designing-Implementing-Operation，即構(gòu)思―設計―實現(xiàn)―運行）工程教育理念和以能力培養(yǎng)為目標的CDIO大綱。這些都說明以學生能力培養(yǎng)為導向的高校人才培養(yǎng)方案和課程教學改革已提上日程。筆者受國家留學基金委資助，在滑鐵盧大學進行研究和訪學，能夠深入院系和課堂了解該校本科教學情況。又鑒于國外大多數(shù)綜合性大學本科專業(yè)只有機械工程專業(yè)沒有車輛工程專業(yè)，筆者對比研究滑鐵盧大學機械工程專業(yè)和湖南大學車輛工程專業(yè)的培養(yǎng)方案和課程設置，為各高校人才培養(yǎng)方案和教學計劃修訂提供一定的可參考的經(jīng)驗。

二、滑鐵盧大學機械工程專業(yè)培養(yǎng)方案

滑鐵盧大學位于加拿大滑鐵盧市，是一個以數(shù)學著名、以工科為主、以產(chǎn)學合作教育為辦學特色的綜合性大學。現(xiàn)有本科生30000人，研究生5100余名。工程院是滑鐵盧大學最大的學院，機械工程專業(yè)是工程院14個專業(yè)之一，機械工程專業(yè)本科四年的學習是在四年零八個月內(nèi)完成的，每年分為秋（9月到12月）、冬（1月到4月）、春（5月到8月）三個學期，每個學期為期4個月的時間，學生需要完成八個學期的學術(shù)學期和六個學期的工作學期，沒有寒暑假。學術(shù)學期的課程由核心課程、通識選修課程和專業(yè)選修課程組成。

1.核心課程。包括學位31門學分核心課程和7門非學分核心課程。31門學分核心課程主要包括兩大類：（1）自然科學基礎核心課程6門（1門化學領域、3門數(shù)學領域、1門力學領域和1門電學領域的課程），分別是：CHE102工程化學、MATH115工程線性代數(shù)、MATH116工程微積分1、MATH118工程微積分2、PHYS115力學、GENE123電氣工程。（2）專業(yè)核心課程25門，分別是：ME100機械工程導論1、ME101機械工程導論2、ME115材料結(jié)構(gòu)和屬性、ME201高等微積分、ME202工程統(tǒng)計學、ME203常微分方程、ME212動力學、ME219固體力學1、ME220固體力學2、ME230材料行為學、ME250熱力學1、ME262微處理器和數(shù)字邏輯器導論、ME269機電設備和電加工、ME303高等工程數(shù)學、ME321機械運動學和動力學、ME322機械設計1、ME340機械制造、ME351流體力學1、ME353傳熱學1、ME354熱力學2、ME360控制系統(tǒng)導論、ME362流體力學2、ME380機械工程課程設計、ME481機械工程項目設計1、ME482機械工程項目設計1。（3）7門非學分核心課程分別是研討課（ME100B、ME200A、ME200B、ME300A、ME300B、ME400A、ME400B）。這些課程內(nèi)容大致包括機械工程專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)和選課方法；學校、院系的組織架構(gòu)和日常運轉(zhuǎn)；學生社團；就業(yè)機會；安全教育；圍繞核心課程的主題討論；機械工程前沿研究討論及學校已做的科學研究等。*課程后面括號內(nèi)的編號為課程代碼，以1開頭的代碼是大學一年級的課程，依此類推。

2.通識選修課程。需要在技術(shù)對社會的影響、工程經(jīng)濟學和人文社會科學三類課程中選修4門課程。分別為：（1）技術(shù)對社會的影響類課程選修1門；這類課程有：ANTH102社會與文化人類學導論、ECE390工程設計及經(jīng)濟學和對社會的影響、ENVS105環(huán)境管理與倫理、ERS215環(huán)境與可持續(xù)性評價、SOC232技術(shù)和社會變革等20門。（2）工程經(jīng)濟學類課程選修1門；MSCI 261機械工程專業(yè)規(guī)定選修工程財務管理。（3）人文社會科學類選修2門；這類課程有哲學、政治學、歷史、人文、和平與沖突、人力資源管理、音樂、心理學、國際關(guān)系研究等。

3.專業(yè)選修課程。需要在六個專業(yè)方向流體力學、機械設計與固體力學、材料工程與工藝、焊接、自動化與控制、熱工程選修7門課程。大三選修3門，大四選修4門。（1）流體力學方向：ME564渦輪機、ME564空氣動力學、ME564工程設計、ME567計算流體動力學和消防安全工程、ME571空氣污染。（2）機械設計與固體力學方向：ME423機械設計、ME435工業(yè)冶金、ME542先進的動力學與振動、ME526疲勞和斷裂分析、ME538焊接的設計制造和質(zhì)量控制、ME555計算機輔助設計、ME559有限元方法。（3）材料工程與工藝方向：ME435工業(yè)冶金、ME463焊接工藝、ME526疲勞和斷裂分析、ME531物理冶金應用于制造、ME533金屬及復合材料、ME535焊接冶金、ME538焊接的設計制造和質(zhì)量控制。（4）焊接方向：ME435工業(yè)冶金、ME463焊接工藝、ME526疲勞和斷裂分析、ME535焊接冶金、ME538焊接的設計制造和質(zhì)量控制、ME547機器人運動學動力學和控制：（可選）。（5）自動化與控制方向：ME435工業(yè)冶金、ME538焊接的設計制造和質(zhì)量控制、ME547機器人運動學動力學和控制、ME548數(shù)控機床1、ME555計算機輔助設計、ME559有限元方法、ME561流體動力控制系統(tǒng)。（6）熱工程方向：ME452能量轉(zhuǎn)移的建筑物、ME456傳熱學2、ME459能量轉(zhuǎn)換、ME557燃燒學1、ME559有限元方法、ME567消防安全工程、ME571空氣污染。滑鐵盧大學機械工程專業(yè)的定位是培養(yǎng)機械工程師，機械工程師需要能處理任何運動的機器，如機器人、馬達、泵和車輛等。在所有的工業(yè)技術(shù)領域中，機械工程師都需要從工藝和系統(tǒng)的角度參與設計、制造、研發(fā)和維護機械的幾乎每一個階段。機械工程師需要理解力學和熱力學基本定律、力對固體和流體的影響、熱在物質(zhì)內(nèi)傳遞的規(guī)律、工程材料的性能以及針對特定的功能設計機械系統(tǒng)的能力。從以上的課程設置可以看出，滑大機械工程專業(yè)正是從培養(yǎng)一個合格的機械工程師的角度來設置課程的。從數(shù)學、力學、動力學、熱學、材料學、制造工藝、機械設計學、自動化和控制這些方向完成一個機械工程師應該具備的知識結(jié)構(gòu)。

三、湖南大學產(chǎn)學合作教育的開展情況車輛工程培養(yǎng)方案

湖南大學起源于中國古代四大書院之一、創(chuàng)建于公元976年的岳麓書院，迄今已歷時千余年，故又稱“千年學府”。是一所理科基礎堅實、工科實力雄厚、人文學科獨具深厚文化背景、經(jīng)濟管理學科富有特色的綜合性、開放式、研究型全國重點大學?，F(xiàn)有本科生20400余人，研究生11000余人。車輛工程專業(yè)隸屬于湖南大學機械與運載工程學院，形成了以汽車車身、汽車底盤、汽車安全等核心內(nèi)容見長的專業(yè)教學特色；推進產(chǎn)學研結(jié)合，實現(xiàn)高水平的專業(yè)教學與高水平的科學研究相結(jié)合，注重能力導向，培養(yǎng)工程創(chuàng)新人才。湖南大學車輛工程專業(yè)的學位課程由通識課程、核心課程、選修課程及集中實踐環(huán)節(jié)組成。

1.通識課程。包括通識必修和通識選修兩大類：（1）通識必修課程（思想和中國特色社會主義理論體系概論、思想道德修養(yǎng)與法律基礎、形勢與政策、中國近現(xiàn)代史綱要、基本原理、大學英語、計算機基本能力測試、計算機導論與程序設計、心理素質(zhì)與生涯發(fā)展、體育）。（2）通識選修課程（岳麓講壇、文學藝術(shù)領域必選一門、社會科學領域必選一門）。

2.核心課程。包括三大類：學門核心課程、學類核心課程和專業(yè)核心課程。（1）工學學門核心課程（高等數(shù)學A、線性代數(shù)A、概率論與數(shù)理統(tǒng)計A、普通物理A、普通物理實驗A、普通化學）。（2）機械學類核心課程（機械工程圖學、機械原理、機械設計、理論力學、材料力學、流體力學、熱力學基礎、電工電子學、控制工程基礎、工程中的數(shù)值方法）。（3）車輛專業(yè)核心課程[汽車構(gòu)造（含發(fā)動機原理）、汽車理論、汽車設計、汽車電子技術(shù)（含嵌入式系統(tǒng)）、汽車制造工藝]。

3.專業(yè)選修課程。包括兩大類：專業(yè)限選課程和專業(yè)方向選修課程。（1）專業(yè)限選課程選修6門[汽車導論與法規(guī)（必選）、新能源汽車基礎（必選）、機械振動學（必選）、有限元分析、工程優(yōu)化設計、汽車NVH技術(shù)、汽車結(jié)構(gòu)CAE技術(shù)、汽車碰撞CAE技術(shù)、汽車試驗學]。（2）專業(yè)方向選修課程：任選一個方向修課。①車身方向（車身結(jié)構(gòu)與設計、車身制造工藝學、汽車空氣動力學、汽車人機工程學、車身CAD技術(shù)）。②底盤方向（汽車系統(tǒng)動力學與控制、汽車懸架、液壓氣壓與電傳動、汽車底盤性能仿真）。③安全方向（汽車安全技術(shù)、人體損傷生物力學、汽車安全性實驗技術(shù)、智能車輛、汽車安全仿真理論與方法）。④新能源汽車方向（電動車輛原理與構(gòu)造、電動車輛設計、電動汽車動力電池技術(shù)、電驅(qū)動及控制技術(shù)、電動汽車性能仿真）。

四、對比分析

滑鐵盧大學機械工程專業(yè)和湖南大學車輛工程專業(yè)教學計劃對比見表1：

從以上的對比可以看出，滑鐵盧大學機械工程專業(yè)的課程門數(shù)和學時數(shù)都大大少于湖南大學車輛專業(yè)，尤其是通識課程部分?；F盧大學每門課基本上都是每周只上3小時，可以一次上完，也可以分兩次上，由教師決定。每門課程的課程大綱（SYLLABUS）包括以下8個部分：（1）Contact Info（任課教師的聯(lián)系方式）：列出任課教師的姓名、辦公地點、電話和郵箱地址；（2）Lectures（課程講授）：列出上課的時間地點；（3）communication（交流）：明確學生跟老師交流的平臺；老師的課件、作業(yè)、實驗和課程中包括的編程代碼都會以郵件的形式上傳到UW-Learn平臺，學生通過該平臺提交作業(yè)、實驗報告和編程代碼；（4）Labs（實驗）：明確實驗的地點、時間安排、學生分組安排及實驗的題目；（5）Assignments（作業(yè)）：布置作業(yè)的題目、作業(yè)要求、提交作業(yè)的時間；有些課程還有Project的要求；（6）Tutorials（輔導）：按學生的姓氏的字母排序分組安排輔導及各組輔導的具體時間和輔導的內(nèi)容；（7）Final Exam（期末考試）：明確考試的要求；（8）Grading（成績構(gòu)成）：明確實驗、作業(yè)和期末考試所占的比例；基本上每門課程的期末考試的比例不會超過50%、實驗的比例會在20%左右、作業(yè)在30%左右?；F盧大學本科生的課程任務很重，課后作業(yè)量很多，并且要求很嚴，必須在規(guī)定時間提交作業(yè)的，否則零分計算。每門課程有完善的TA（助教）制度。

湖南大學車輛工程專業(yè)大一大二大類招生，整個機械類的課程一樣，夯實數(shù)學力學和機械基礎，大三重在專業(yè)核心課程，大四實施方向課程，與就業(yè)和研究方向接軌，整體知識結(jié)構(gòu)合理，突出了本專業(yè)的特色。從2011年開始，湖南大學要求每門課程都要在教務處課程中心建立課程網(wǎng)站，上傳與該課程相關(guān)的所有內(nèi)容。課程大綱也必須包括以上八個部分，并且開設小班討論和助教制度，一門課尤其是核心課程實施多位老師一起上的制度，課程要求趨于合理和規(guī)范，教學質(zhì)量也大幅度上升。但也暴露了一些問題，譬如助教水平參差不齊、小班討論內(nèi)容不太明確、學生課時任務繁重等等。新一版的教學計劃正在針對這些問題進行修訂，相信隨著制度的規(guī)范和借鑒國外的經(jīng)驗，本科教學質(zhì)量一定會更上一個臺階。

參考文獻：

[1]2012國際機械工程教育峰會：汕頭大學執(zhí)行校長顧佩華教授做了題為《汕頭大學提升學生工程能力的舉措與實踐》的報告.

[2]2012國際機械工程教育峰會：美國卡羅爾.坎貝爾工程研究中心執(zhí)行總監(jiān)Imtiaz Haque教授的報告《案例研究：為汽車行業(yè)培養(yǎng)工程技術(shù)人才》.

[3]2012國際機械工程教育峰會：大連理工大學副校長李志義教授做了題為《以學生能力為導向的培養(yǎng)方案與課堂教學改革》的報告.

[4]2012國際機械工程教育峰會：華中科技大學機械學院吳昌林教授做了題為《學生能力為導向的培養(yǎng)體系設計》的報告.

[5]2012國際機械工程教育峰會：重慶大學機械工程學院副院長陳兵奎教授的報告《學生能力達成與綜合評價方法初探》.

[6]康全禮，陸小華，熊光晶.國際創(chuàng)新型工程教育模式中國化的探索與實踐[J].煤炭高等教育，2009，26（4）：4-7.

[7]查建中.工程教育改革戰(zhàn)略“CDIO”與產(chǎn)學合作和國際化[J].中國大學教學，2008，（5）：16-19.

第9篇：固體力學原理范文

關(guān)鍵詞：工程流體力學；環(huán)境類；教學難點；教學方法；銜接技巧

作者簡介：齊旭東（1981-），男，河北唐山人，河北工業(yè)大學能源與環(huán)境工程學院，講師。（天津 300401）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）34-0130-02

一、環(huán)境類工程流體力學的學科特色分析

環(huán)境類專業(yè)涉及流體力學的內(nèi)容廣泛，而且與機械、熱能動力、水利等傳統(tǒng)學科對流體力學的要求有明顯不同。[1-3]河北工業(yè)大學（以下簡稱“我?！保┉h(huán)境工程專業(yè)采用聞德蓀先生編著的《工程流體力學》教材，由高等教育出版社出版，分上下兩冊，上冊為《理論流體力學基礎》，下冊為《應用流體力學》。該教材與其它傳統(tǒng)學科所采用的流體力學教材相比區(qū)別較大：由于人類生活和生產(chǎn)主要局限在生物圈，生物圈中水和氣是無處不在的，環(huán)境類專業(yè)主要圍繞水和氣，因此，上冊《理論流體力學基礎》的覆蓋面極大，包括靜力學、運動學、動力學、恒定平面勢流、流動相似原理、流動阻力和能力損失等模塊；下冊《應用流體力學》包括孔口和管嘴出流、有壓管流、明渠流、堰流、滲流等模塊。下冊以水為主，旁及氣體，實際上是水力學基礎。但是，與傳統(tǒng)水力學又有著明顯的不同，這一不同并不是教材主要內(nèi)容的差異，而是學科體系的構(gòu)建不同。傳統(tǒng)水力學在學科構(gòu)建上有著鮮明的學科特色，而環(huán)境類專業(yè)所學習的《應用流體力學》（教材下冊）是采用更加簡單的方式初步介紹水力學。換言之，是上冊《理論流體力學》的動力學在幾種特殊邊界流場中的具體應用，這些特殊流場的研究對于設計和計算環(huán)境類的反應器、構(gòu)筑物的形式和尺寸，以及流體輸配具有重要意義。

工程流體力學與三大力學（理論力學、材料力學、結(jié)構(gòu)力學）相比，其主要概念和原理幾乎沒有相似之處，[4-6]與大學物理學相比也無相似之處。[7]換言之，在工程流體力學中涉及的概念和原理對本科生來說幾乎是全新的。工程流體力學建立在連續(xù)介質(zhì)假設基礎上，是通過牛頓經(jīng)典力學和高等數(shù)學知識對流體靜止和運動規(guī)律進行研究，通過歐拉法或拉格朗日法對流動現(xiàn)象建立數(shù)學模型，從而用微積分等高等數(shù)學方法解決流體流動問題。該學科的基本概念和原理在三大力學或大學物理學中幾乎是從未提及過的。

可見，工程流體力學的學科特點鮮明，是環(huán)境類專業(yè)的重要骨干課程。筆者從事工程流體力學教學7年有余，并主動向老教師或其他同行學習探討，發(fā)現(xiàn)除了要把握好該課程的學科特點外，對教學難點也要廣泛篩選、收集和研究，并結(jié)合教學方法進行探討論證，[8-12]具體分析見表1及下文。

表1 若干教學難點與教材章節(jié)對應一覽表

序號 教學難點 教材章節(jié)[1]

1 連續(xù)介質(zhì)假設 第一章緒論

2 隔離體受力分析 第一章緒論

3 流體相對平衡 第二章流體靜力學

4 流體靜力學基本方程、阿基米德原理 第二章流體靜力學

5 拉格朗日法、歐拉法 第三章流體運動學

6 亥姆霍茲速度分解定理 第三章流體運動學

7 理想流體動力學、實際流體動力學 第四章理想流體動力學和平面勢流、第五章實際流體動力學基礎

8 牛頓一般相似原理、單項力相似準則 第六章量綱分析和相似原理

9 普朗特混和長度理論 第七章流動阻力和能量損失

10 孔口、管嘴出流和有壓管流 第九章有壓管流和孔口、管嘴出流

11 堰流 第十章明渠流和閘孔出流及堰流

12 滲流 第十一章滲流

二、環(huán)境類工程流體力學的教學難點與教學方法銜接技巧分析

連續(xù)介質(zhì)假設（序號1）是工程流體力學的基礎，其重要性不言而喻，但是作為一門新課程的開始，學生往往很難接受這樣的模型假設。因此，宜采用討論法處理該問題，討論法的難點是避免討論課的無計劃性。質(zhì)點的概念對于研究流體運動是至關(guān)重要的，但是有大半學生掌握不到要領。具體體現(xiàn)在，把流體質(zhì)點的概念與物理學剛體質(zhì)點的概念混淆，覺得二者完全一致，沒有特殊涵義。面對這一問題，與學生針對兩個“質(zhì)點”概念進行詳細的機理分析是很必要的。連續(xù)介質(zhì)假設的核心理念是流體質(zhì)點概念的提出，流體質(zhì)點是這樣定義的：流體質(zhì)點是指尺度大小同一切流動空間（流場）相比微不足道又含有大量分子，具有一定質(zhì)量的流體微元；物理學中的剛體如果只發(fā)生平移運動的話，該剛體可簡化成質(zhì)點處理，即用一個質(zhì)點代替剛體，使物理運算變得很方便。因此，這兩個“質(zhì)點”概念有著不同的涵義，流體的主要特點之一就是易流動性，流場的形狀受制于邊界條件，流場在流動過程中，邊界形狀不斷變化，所以，流場形狀也在不斷變化，因此，流體質(zhì)點不能替代流場，而是由大量的流體質(zhì)點組成連續(xù)介質(zhì)，填充整個流場。

工程流體力學本質(zhì)上講是力學問題，需要在解題前進行受力分析（序號2）。在中學物理學中，受力分析貫穿始終，為中學生所熟知。所以，該部分的學習推薦采用自學指導法和對比分析法，這樣可以充分調(diào)動學生的學習積極性。由于流場形狀受制于邊壁，流體的受力分析規(guī)律性不明顯，這與中學物理學的剛體受力分析區(qū)別較大。流體受力分析，均可從兩個方面進行，即質(zhì)量力和表面力。質(zhì)量力包括重力和慣性力，屬于遠程力，作用在整個流場的所有質(zhì)點上，其中，慣性力的存在與否取決于坐標系的選擇。如果選擇慣性坐標系，則慣性力肯定不存在；如果選擇非慣性坐標系，則慣性力肯定存在。表面力包括切應力和壓應力，概念的內(nèi)涵與剛體的表面力相似，切應力和壓應力之間的區(qū)別在于作用力方向的不同。

很多學生不了解學習流體相對平衡（序號3）的意義何在，根據(jù)該知識的特點，可采用探究發(fā)現(xiàn)法處理該部分內(nèi)容。流體相對平衡的意義，在于將特殊的運動問題轉(zhuǎn)化成相對靜止的問題，從而使計算得到簡化。當整個流場與固體邊壁無相對運動時，選擇非慣性坐標系，根據(jù)達朗貝爾原理引入慣性力，可用相對平衡條件來處理該問題，即對隔離體采用受力平衡條件，可使計算過程大大簡化。

中學物理學所熟悉的流體靜力學基本方程（）和阿基米德原理（F浮=ρgV排），二者如何從流體靜力學的角度來重新定義（序號4），也是這一章的難點。該難點的講解宜采用啟發(fā)性談話法，該方法一定要注意談話內(nèi)容的設計合理性，以期對整個談話過程有的放矢。流體靜力學基本方程的限定條件是質(zhì)量力僅有重力，也就是說，坐標系為慣性坐標系。如果將其推廣到非慣性坐標系，則計算方法應為歐拉平衡微分方程的積分式，歐拉平衡微分方程是建立在牛頓第二定律基礎上的。該部分需要學生將流體靜力學基本方程與歐拉平衡微分方程積分式進行對照。阿基米德原理是計算浮力的基本原理為中學生所熟知，在中學物理中往往解釋成由實驗研究獲得，實際上在大學工程流體力學中可以解釋成曲面所受靜壓力的合效應使其意義更廣泛。

流動現(xiàn)象如何用數(shù)學語言描述，這是流體力學建立的基礎，該難點的處理宜采用講授法。描述流體運動的方法有兩種，即拉格朗日法和歐拉法（序號5）。拉格朗日法是從流場中選擇關(guān)鍵性流體質(zhì)點組成流體質(zhì)點系，跟蹤每一個流體質(zhì)點，研究其運動規(guī)律，進而總結(jié)出質(zhì)點系運動規(guī)律，從而推演出整個流場運動規(guī)律，該方法概念清晰，但是分析和計算過程復雜。歐拉法是從流場中選擇有代表性的空間點，分析這些空間點的運動規(guī)律，從而總結(jié)出整個流場運動規(guī)律。在計算流體力學中，常常采用拉格朗日法，在工程流體力學中常常采用歐拉法。

流體微元運動的基本形式包括平移、轉(zhuǎn)動、角變形、線變形等。在流體微元內(nèi)部，如果已知其中一點的運動要素，在微元內(nèi)其他空間點的運動要素可以用已知點的運動要素表達出來，該定理稱為亥姆霍茲速度分解定理（序號6）。很多學生對該定理存在疑問：微元內(nèi)部這兩個空間點之間怎么會存在聯(lián)系？該問題適合采用探究發(fā)現(xiàn)法進行介紹，教師可首先將其轉(zhuǎn)化成高等數(shù)學的模型，提示學生用微積分的方法來處理，具體而言，二者之間的聯(lián)系是通過高等數(shù)學中的泰勒公式建立的。

理想流體動力學和實際流體動力學（序號7）在工程流體力學中是可以合并講授的，采用系統(tǒng)講授法更合適，這樣更有利于知識的完整性。流體動力學主要涉及三大方程的后兩個，即能量方程和動量方程。首先介紹理想流體運動微分方程和實際流體運動微分方程，前者也稱為歐拉運動微分方程，后者也稱為N-S方程，這兩個重要方程均由牛頓第二定律推導獲得，二者可作為計算流體力學基礎，由此也可推導出能量方程。另一點需要注意，能量方程有兩種形式，理想流體能量方程和實際流體能量方程，前者可以統(tǒng)一到后者中去，由于實際流體存在粘滯力，可產(chǎn)生能量損失，即單位重量流體從計算斷面1-1運動到計算斷面2-2時的平均能量損失；如果是理想流體，則粘滯力不存在，產(chǎn)生的能量損失為0。

量綱分析和相似原理主要涉及到（動力）相似準則里的牛頓一般相似原理和單項力相似準則之間的辯證關(guān)系（序號8）。該部分知識瑣碎，宜采用講授法。兩個流動，即原型和模型流動，如果要實現(xiàn)流動相似，幾何相似和初始條件、邊界條件相似是基礎，動力相似是保證，運動相似是目標。如果要實現(xiàn)動力相似，需要對應空間點處各個同名力方向相同，大小成固定比例，這稱為牛頓一般相似原理。但如果在幾何相似和牛頓一般相似原理都成立的前提下，原型和模型的幾何形狀和大小完全一致，失去了模型實驗可縮小原型幾何尺寸的意義。正是基于此，所以提出單項力相似準則，在流動中起主導作用的力往往只有一種，這是流動現(xiàn)象的特點，所以如果在原型和模型中，起主導作用的力相似的話，可認為二者的動力相似已實現(xiàn)。

普朗特混和長度理論（序號9）是學生學習的難點，大多數(shù)學生感覺該部分不知所云。比如說，該半經(jīng)驗理論的意義是什么，問題從何而來？該部分宜采用討論法。流體處于湍流狀態(tài)時，運動參數(shù)可以分為時均流速和脈動流速，時均流速產(chǎn)生時均切應力，脈動流速產(chǎn)生附加切應力，時均切應力的計算采用牛頓內(nèi)摩擦定律，附加切應力計算采用脈動流速計算，即，其中脈動流速ux’和uy’計算困難，需要通過普朗特混和長度理論進行計算，該理論通過將湍流脈動與理想氣體自由程理論進行類比，提出自由程概念，從而將脈動速度與時均速度建立聯(lián)系，實現(xiàn)了附加切應力的計算可行性。

孔口、管嘴出流和有壓管流（序號10）是研究水力設備和輸配水管網(wǎng)的基礎，這一部分的模型主要涉及孔口、管嘴、短管、長管、管網(wǎng)，對這些模型的深入研究需要采用上冊流體動力學的連續(xù)性方程和能量方程，在深入分析流動規(guī)律后，可得最一般的規(guī)律性，即流量和斷面平均流速的計算公式。這部分可以看成針對幾種特殊邊界應用動力學方程來求解計算題，所以在介紹了孔口或短管以后，其他形式的邊界流動由學生通過練習法和討論法來自學，最后由教師進行總結(jié)。

在緩流中，為控制水位和流量而設置的頂部溢流的障壁稱為堰，緩流經(jīng)堰頂溢流的局部水流現(xiàn)象稱為堰流（序號11）。在環(huán)境類專業(yè)中，堰是常用的溢流集水設備和量水設備，在一確定的堰流中，流量與其它特征量的關(guān)系明確。薄壁堰可在環(huán)境類構(gòu)筑物中作為出水設施，如二次沉淀池出水等。該部分內(nèi)容生疏，宜采用演示法和講授法。

滲流（序號12）是指流體在孔隙介質(zhì)中流動，該流動狀態(tài)在地下水中廣泛存在，對地下取水井的設計往往要采用該模型的相關(guān)理論。該部分多在研究生階段深入學習。

三、結(jié)語

工程流體力學在環(huán)境類專業(yè)中的現(xiàn)實意義和理論意義重大，在注冊環(huán)保工程師基礎考試中份額可觀。該課程學習難點頗多，對于本科生來說學習的壓力較大，需要教師在知識點梳理、難點篩選、師生溝通、教學方法總結(jié)等方面多做工作，筆者通過對環(huán)境類專業(yè)工程流體力學教學的自身體會完成此文，希望對教學一線的教師有所幫助。

參考文獻：

[1]聞德蓀.工程流體力學（水力學）[M].第3版.北京：高等教育出版社，2010.

[2]陳卓如.工程流體力學[M].第2版.北京：高等教育出版社，2008.

[3]吳持恭.水力學[M].第4版.北京：高等教育出版社，2008.

[4]哈爾濱建筑工程學院，沈陽建筑工程學院.理論力學[M].哈爾濱：哈爾濱船舶工程學院出版社，1992

[5]劉鴻文.簡明材料力學[M].北京：高等教育出版社，2007.

[6]王煥定，章梓茂，景瑞.結(jié)構(gòu)力學[M].第3版.北京：高等教育出版社，2011

[7]東南大學等七所工科院校.物理學[M].第五版.北京：高等教育出版社，2008

[8]教育部人事司.高等教育學[M].北京：高等教育出版社，1999.

[9]教育部人事司.高等教育心理學[M].北京：高等教育出版社，1999.

[10]河北省教師教育專家委員會.教育原理[M].石家莊：河北人民出版社，2007.