關于工程力學中的受力問題的探究

摘 要：探究工程力學中的受力問題是解決力學問題的重要環節，同時也是工科類大學開設的專業課中的重要內容。正確地分析構件的受力對后續具有重大意義，受力分析包括載荷設計和尺寸設計等重要工作，所以，分析工程力學中的受力問題能夠為人們許多工作和生活帶來便利，另外，分析工程力學中的受力問題還能增強學生分析問題和解決問題的能力。本文主要概述工程力學的相關知識，綜述工程力學中的受力分析問題。

關鍵詞：工程力學 受力分析 問題

一、前言

工程力學的主要內容包括靜力學和材料力學，而靜力學是材料學的基礎，所以備受重視。在研究材料力學過程中，通常是先分析靜力學，再利用科學的受力分析方法進行受力分析，所以，受力分析是工程力學中的重點，而如何進行受力分析是學生的必學技能，也是作為考察學生學業情況的重要標準。工程力學中的受力分析是工科類大學院校開設的專業課的重要內容，也是解決力學問題的關鍵點。正確地對構件進行受力分析是后續工作的保障。

二、工程力學中的受力分析

整個工程力學的重點和關鍵是受力分析問題，受力分析是解決問題的重要方法和關鍵步驟，所以，把它設為工科類大學院校的專業課的重要內容。很多學生對工程力學的相關知識掌握不夠，尚未深度地理解力學的深度，對力學理論也是一知半解，所以通常會出差錯。工程力學的受力分析問題并非容易掌握，所以，需要耐心來學習構件的受力分析問題。

三、提高工程學中受力分析的準確性

工程學中的受力分析不僅是工程學中的重點和關鍵，也是解決力學問題的重要方法和關鍵步驟，而工科類的學生在學習工程力學的過程中要深度掌握這些知識，加強對力學理論的理解。一些學生沒有深度了解力學的相關理論，于是，在分析構件的受力問題時就深感無從下手，所以，提高工程力學中受力分析的準確性是工程教學中的重點，要提高工程力學受力分析的準確性，需要從以下幾個方面入手：

（1）準確理解相關概念

首先，要充分理解自由體、非自由體、約束、約束范例、主動力、平衡等這些重要的概念。自由體，指的是運動不受任何限制的物體，例如，受地球引力作用的物體，忽略不計空氣的阻力時，那么它在重力的作用下想著地心做自由落體運動，它的運動不受到限制，所以這樣的物體就叫作自由體[1]。而與自由體的概念相反的概念就叫作非自由體，即物體的運動受到限制。比如教室內的課桌，它們雖然有重力作用，但是受到的地面限制不能做自由落體運動，而地面是限制課桌運動的物體，所以，將這類物體叫作約束。而約束自身就是物體，它限制其他物體向某些方向運動。必須十分熟悉這些相關的概念，才能為提高工程學中受力分析的準確性奠定好基礎。

（2）熟練掌握力平衡公理

要提高工程學中受力分析的準確性，就需要深入理解并且非常熟練地掌握二力平衡公里、三力平衡匯交力系定理、作用力和反作用力公理，并學會如何在受力分析的過程中靈活應用這些公理，比如二力平衡公理是指作用于統一剛體的兩個力，使剛體處于平衡的充分必要條件：力的大小相等，方向相反，且所用在同一條直線上。要十分熟練地掌握平衡公理才能提高工程力學中受力分析的準確性。

（3）熟記約束力的表示方向

必須熟記工程中常見的約束力方向表示方法，才能提高工程力學中的受力分析的準確性。雖然約束力方向是受力分析中的難點，但只要背熟各種類型約束力方向的一般表示方法，并按照規范表示出來就可以逐一解決問題[2]。

四、受力分析思路和方法

在分析受力問題時，需要遵循以下思路：

（1）解除約束取分離體，也就是把構件和周圍的構件分離開來，單獨畫一個構件的簡圖。

（2）畫主動力， 在分離出來的構件上把集中力、載荷集度和力偶等所有已知的力畫上。

（3）畫未知力，要了解不同約束模型的約束力個數、方向和表示符號，還要畫好所有未知力（約束力）。

（4）檢查是否多畫或者少畫力，有些同學畫圖時太粗心，在繪制受力圖時出現少畫或者多畫的現象[3]。

五、結束語

受力分析研究工程學的重中之重，所以，如何準確地作受力分析是學生必備的重要技能，也是評判學生學業進步的重要標準[4]。因為受力分析問題是工程力學中解決力學問題的重要技巧和重要步驟，也是工科類院校開設專業課的重點內容之一，可見，能否正確地對構件作出受力分析對后續的工作具有重要的意義，受力分析與構件的尺寸設計和載荷設計等方面息息相關，所以，工程學中的受力分析的具有十分重要的意義[5]。所以，也是工科類大學開設的重點內容。本文是筆者總結自身的教學經驗，提出關于工程力學中的受力分析問題的解決思路，學生在學習過程中按照力學的受力分析問題，不僅可以提高解決此類問題的速度和能力，還可以提高學生對力學的積極性，從而改善教學質量，培養出可以熟練應用工程力學知識以解決實際問題的技術人才。

參考文獻：

[1]李同杰.機械類專業工程力學課程教學中存在的幾個問題及其解決方案[J].科技信息.2013，11（32）：41-42.

[2]潘慶春，鄭國璋.工程力學基礎理論在開發新產品中的應用[J].集美大學學報（自然科學版）.2012，08（03）：53-54.

[3]楊蘇勤，薛正庭.應用技術類工程力學的教學實踐[J].西南民族大學學報（自然科學版）.2012，05（06）：47-48.

[4]李同杰.機械類專業工程力學課程教學中存在的幾個問題及其解決方案[J].科技信息.2013，07（09）：25-26.

[5]潘慶春，鄭國璋.工程力學基礎理論在開發新產品中的應用[J].集美大學學報（自然科學版）.2011，08（11）：78-79.