CAE技术在材料力学全过程教学中的应用与探索
2020-06-01李彦霞
教育观察 2020年6期
吕 偿,李 林,李彦霞
(广东白云学院机电工程学院,广东广州,510450)
材料力学作为机械类专业的一门基础课程,与机械原理、机械设计等专业必修课程联系紧密,对于机械专业的学生而言是极为重要的。学习材料力学有助于学生从本质上认知机械零件在设计中涉及的材料选择、尺寸最优化、结构强度、刚度危险点检测等问题。因此,该课程在工程实践中有着极其重要的地位,是解决工程实际问题的重要理论基础课程。
材料力学教学的传统课堂是以理论讲授为主、以试验为辅的教学模式。材料力学主要涉及轴类零件的单向轴向拉(压)、扭转、弯曲等力学分析问题,在讲授中涉及大量的力学建模与公式,教学的主导思想是从本质上去“解剖”工程实际中涉及的力学问题,但实际工程问题中极少存在单向受力,多为多向受力,且构件结构相对复杂;而人工计算非常复杂,多向受力状态显得捉襟见肘。实际工程问题中的复杂计算采用人工计算显然不切实际,计算机辅助分析(CAE)技术就显得尤为重要。因此,学生在掌握材料力学原理基础上,还要理解力学分析的本质问题,从而利用CAE技术解决较为复杂的工程问题,真正地将理论运用于实践,学会采用先进技术手段解决工程问题。
对于本科材料力学的教学而言,以应用型本科高校为例,鉴于学生掌握高等数学、大学物理等通识课程的熟练程度不高,在选择材料力学教材时往往偏向于简单化,对于材料力学中涉及的理论知识点均未作较深入探讨,故将理论运用于实践存在一定难度,导致教学效果难以达到预期,学生对材料力学的学习动力不足。……
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