工程力學在汽修中的應用與對策

【摘要】為了更具針對性的教育， 提高學生的認知以及運用“工程力學”的知識科學地解決工程實際問題能力，根據實例， 講明力學課程對汽車機械的故障修理具有重要意義。闡述了汽修專業的“工程力學”課程應向專業應用方向傾斜的課程對策。

【關鍵詞】汽修；工程力學；對策；運用

0.前言

工程力學課是汽修專業的重要基礎課 ，是對以后專業課學習的一個引導。教育的一個教學原則就是理論聯系實際，那么學生應如何將工程力學的理論學習與實際應用聯系起來呢？學生認知能力、解決實際問題能力的提高有賴于更全面細致的基礎課教育教學。經過長期的教改實踐活動，歸納有兩點，一是組織教學內容要注意聯系專業培養目標，二是進行教學時要注意聯系專業生產實踐應用。因此，研究工程力學在汽車修理專業中的應用與對策，有十分深刻的理論意義以及廣泛的實踐意義。

1.論述現狀

隨著社會的發展，大學生都面臨著愈來愈嚴峻的就業形勢。高等教育應以能力的培養作為基礎，職業作為導向，要讓大學生在就業時更具有競爭力，理論聯系實際將成為高等教育不得不面對的重要課題之一。這就必須打破只注重理論學習，只學習知識內容卻忽略實際的教學弊端。那么，對于汽車檢測與維修專業的學生，如何將理論學習與實際聯系起來呢？下面是關于如何將工程力學科學知識應用于汽修中的問題分析以及汽修專業中力學課程的對策。

2.工程力學科學知識在汽修中的應用

處理機械工程出現的大量破壞問題，絕大多數是根據力學方面的知識作出判斷和分析的。同樣，汽車修理中汽車零部件的破壞分析與修理也是如此。例如，判斷汽車半軸套管斷裂的原因與確定修復方案等，全部流程無一不體現著工程力學知識在汽修中的應用。

針對使用自卸汽車時半軸套管出現的斷裂現象，經檢查，大多數斷裂位置為直徑的尺寸產生劇烈變化的地方。究竟是何原因呢？

對半橋進行受力分析以及內力的研究，不難知道，在半軸套管斷裂的地方有正應力、剪應力，又因為直徑尺寸在發生劇烈變化，應力集中成為了首要的一個原因。其次， 在汽車的行駛過程中， 作用在此處的還有交變應力，加上載荷、道路等條件因素的變化，隨著汽車使用時間的不斷增長，交變集中應力長期作用于中橋半軸套管直徑尺寸的突變位置上，將會形成疲勞裂紋以及造成疲勞損傷。半軸套管的斷裂就是這種裂紋隨時間不斷加深而導致的。這里就是應用了材料力學中軸的關于疲勞破壞的知識。分析清楚機械破壞原因之后，又將如何進行修復呢？

據分析，直接焊接斷裂處并不是好的修理工藝方案。因為這樣集中應力非但不能減少，還會帶來由于焊縫的殘余應力而引起的更大的應力集中，造成更大的疲勞強度，破壞將會更加劇烈。而是應該重新加工另一根半軸套管， 當然，加工新半軸套管的時候， 首先應在不妨礙半軸轉動的前提條件下，盡可能減小原設計在突變部位應力集中的現象，也就是保證套管內壁和半軸不會發生摩擦的基礎上， 適度增加半軸套管的內壁轉角半徑的尺寸。與原中橋聯接的地方應是：

如圖所示焊縫處，而不是外形劇烈變化的應力集中處。這樣焊接過后，就只剩下焊接殘余應力了。如果采用的是坡口焊， 焊接前應先對焊縫的周圍進行局部的預熱， 焊完后可露天放置， 自然冷卻，這樣將會釋放很多焊接的殘余應力，只留下了很小的殘余應力，不會對疲勞強度造成多大的影響。對于焊接時的對中問題，可以分別加工中橋和套管的出止口， 用長絲桿把兩者聯為一體。粗調之后，在車床上對其進行微調過后就可以直接焊接了。

總而言之，對于原設計里由于出現交變應力集中現象造成疲勞強度破壞的地方，可應用材料力學的方法給予修改或重新設計，以達到減小外形突變造成的疲勞強度影響。選取一處外形不突變的位置進行焊接， 這樣實際是將焊接的外形應力集中和殘余應力集中分散給兩個不同的地方。這是一種科學而徹底的優化修復方案。事實表明，駕駛用此方案修復的汽車行程 10000多公里， 也沒有出現過異常的現象。上面的實際例子提現了工程力學知識在汽車修理中應用的意義非凡。那么對于工程力學在該專業的教育教學，就更要具備和加強應用方面的針對性教育。由此，考慮一下對策。

3.汽車檢測與維修專業中力學課程教育的對策

首先，應該搜集和整理汽車修理過程中所遇到的各種實際工程問題。然后對其進行分類或者分解為若干步驟備用。在講解例題時， 可以適度的地多加入一些對應的汽修工程應用的實際問題，這樣學生在將來修理汽車時面對問題就不會感到茫然。否則，修理時只采用死方法，不僅不能修理好甚至可能使情況更差。惟有對工程力學知識科學地應用，才能確定出科學的修理方案， 也才是能修好汽車的必要前提。

條件允許的情況下， 可以圍繞關于汽車的各種破壞或其它故障判斷分析和修理方案編一冊書， 以增加工程力學知識在汽修中的應用問題作為教學課程內容中的綜合練習習題和加強大學生們綜合應用的能力。另外對于教學過程中的一些情況，還可以針對的請一些具有豐富經驗的專業技術人員講授一些專題， 以此作為學生們對工程力學課程和專業教育的又一特殊課堂， 增強他們科學分析問題， 解決問題或者實際修車的專業能力，將其培養成修理的技術人員而不是一般的修理工。也就是將其與不求分析未受正規教育的修理工區別開來，干一些不是一般修理工能湊合干好的汽修問題。再者，講授一些汽車修理實例的時候， 應多注意教育教學方法的使用， 使教學更加形象化和具體化，解決方法更加規范化和圖解化。

4.總結

在教學過程中，除了教給學生一些必要的基礎理論知識外，還要更加地注重培養學生的創新能力，讓他們獨立獲取知識、運用知識、創造知識，促進智能全面發展，這就是教學的目標，也是衡量教學質量的標準。工程力學課程結合了大量的基礎學科理論知識和工程實際。講授工程力學時要注重知識與實際相結合，在實踐中學習理論。加強實踐環節，增強學生的分析問題以及制定修理方案的能力。學生可自學某些內容，通過解決實際問題來培養自學能力和表達能力。教學工作中，應不斷地補充新要求和新內容，適當地補充計算機對于工程力學應用于汽車修理中的使用，使教學實際與科技發展相適應。

【參考文獻】

[1]郭嘉.在工程力學教學中加強對學生素質的培養[J].科協論壇（下半月），2011，（7）：162-163.

[2]孟剛.汽車傳動軸中間支承及變速器輸出軸受力分析[J].機械研究與應用，2008，（10）：23-24.