工程力学中的受力分析问题探究

韩永胜 崔洋

【摘 要】工程力学中的受力分析是力学中的重要方法，它能够解决人们日常生活中的很多实际情况。基于此，本文作者结合工作经验，对工程力学的概述、工程力学分析以及如何提高工程力学中的受力分析问题进行了分析论述。

【关键词】工程力学；受力分析

前言：工程力学中的受力分析问题是不易掌握的一门专业性的技能，它在构件的受力分析中存在着各种各样的困难，因此，还需要我们不断对此进行分析研究，以便能很好的掌握工程力学。

一、工程力学的概述

工程力学是一门和工程联系密切、实践性强的课程，在高等院校的教学任务中，老师们不仅要注重工程力学的理论教育，同时还要抓好学生们实践技能的培养，这门课程的教学目标是培养出应用工程力学相关知识可以解决实际问题的技术人才。工程力学包括了材料力学和静力学两方面的内容，其中静力学是材料力学的基础更加受重视。在材料力学的研究过程中，一般都要先对其进行静力学分析，继而采取更为全面的受力分析方法进行综合的受力分析。受力分析在整个工程力学中都是研究的重点和关键，如何准确地进行受力分析是学生必须掌握的技能，同时也是考察学生们学业情况的重要手段。工程力学中的受力分析是解决力学的重要方法，能不能对构件进行准确的受力分析直接关系到后续相关工作，如平衡方程的建立、构件的安全性校对、构件的尺寸设计、构件载荷设计等能否顺利实施。同时，在工程力学受力分析的教学中，发现存在这样的现象，学生在刚开始接触构件的受力分析时，通常情況下都会将高中物理中学过的物体的受力分析应用到构件的受力分析中，他们对力学的了解深度不够、对力学相关理论掌握不足。因此，学生们在构件受力分析过程中会遇到很多困难和困惑。所以如何提高学生的受力分析能力是工程力学教学中的重点内容。

二、工程力学中的受力分析

工程力学中的受力分析在整个工程力学中都是研究的重点和关键，如何准确地进行受力分析是学生必须掌握的技能，受力分析是解决力学的重要方法，能不能对构件进行准确的受力分析，直接关系到后续相关工作。但是，不少学生在学习工程力学的过程中对相关知识的理解和掌握一般，他们对力学的了解深度不够、对力学相关理论掌握不足，通常会出现一些差错。工程力学中的受力分析是很不容易掌握的一门专业技能，在构件的受力分析过程中存在着各种各样的困难。

三、如何提高工程力学中受力分析的准确性

工程力学中的受力分析在整个工程力学中都是研究的重点和关键，同时受力分析是解决力学问题的重要方法。不少学生在学习工程力学的过程中，对相关知识的理解和掌握一般，他们对力学的了解深度不够、对力学相关理论掌握不足，对于大部分学生来说，这些相关的工作都是非常困难的，通常会出现一些差错，他们在构件的受力分析中处处碰壁，所以如何提高工程力学中受力分析的准确性，就成为了目前工程力学教学工作人员的工作重点，要想提高工程力学受力分析的准确性，就要从以下几个方面入手：

（一）准确理解相关概念

要想提高工程力学中受力分析的准确性，就要充分理解自由体、非自由体、约束、约束反力、主动力、平衡几个重要概念。所谓自由体，就是运动不受任何限制的物体，比如在地球引力作用下的物体，如果忽略空气的阻力，那么它在重力的作用下向地心做自由落体运动，它的运动是不受限制的，所以这样的物体就可以称之为自由体。与自由体相对的概念就是非自由体，指的是物体的运动受限制如教室内的课桌，虽然有重力作用，但受到的地面限制，不能向下做自由落体运动。地面是限制课桌运动的物体，那么我们将此类物体称为约束。约束本身也是物体，它是限制其他物体做某些方向运动的。熟练地掌握这些相关的概念为提高工程力学中受力分析的准确性提供了可能。

（二）熟练掌握力平衡公理

要想提高工程力学中受力分析的准确性，就要理解并熟练掌握二力平衡公理、三力平衡、汇交力系定理、作用力和反作用力公理，并可以在受力分析过程中灵活应用，如二力平衡公理指的是作用于同一刚体的两个力，使刚体处于平衡的必要条件包括力大小相等，方向相反，且在同一直线上。熟练地掌握平衡公理成为提高工程力学中受力分析准确性的必不可少的因素。

（三）正确理解约束的概念及约束反力的方向

我们把对物体运动起限制的物体称为约束，约束对物体的作用实质上就是力的作用，约束施加在所研究物体上的力称为约束反力，简称反力。要着重了解约束反力的产生，并强调约束与被约束物体之间的相互作用关系，彼此之间力的关系是相互的。强调施力物体与受力物体是相对研究对象而言的，只有在对物体进行受力分析的时候才会具有确切的施力物体和受力物体。然而，在解决问题时，能否正确判断出约束的类型是画出受力图的关键。所以，要求学生要深入掌握几种常见的约束及其约束反力。这其中包括以下几种﹕1）柔索约束，其约束反力是沿着绳索的中心线背离被约束物体。2）光滑面约束，其约束反力是沿着接触表面的公法线指向受力物体。3）光滑圆柱铰链约束，其约束反力在与销钉轴线垂直的平面内，但方向待定。4）铰链支座约束，包括固定铰链支座和活动铰链支座。其中活动铰链支座的约束反力是沿着支撑面的法线方向指向或背离被约束物体；固定铰链支座的约束反力方向必定通过圆柱销的中心，其大小及方向一般不能由约束本身性质确定，需要根据构件受力情况才能确定。在画图和计算时，常用相互垂直的两个分力来代替。

总之，虽然工程力学中的受力分析是一个难点，但并不是说解决不了。所以要想提高过程力学中的受力分析的准确性，就要严格地按照学科学习的标准进行，最后一定可以成为这么学科的优秀人才。

四、结束语

众所周知，受力分析在整个力学中都是重点问题，如何准确地进行受力分析是我们必须掌握的技能，工程力学中的受力分析是解决力学问题的重要方法，由于对构件的受力分析，会关系到以后工作的顺利开展，受力分析也是构件设计和载荷设计的关键性问题，因此在工程力学中，做好受力分析是相当重要的。所以，在学习工程力学时，要高度重视，使所学的知识能够运用到实际生活中去。

参考文献：

[1]刘彬.工程力学气课物体受力分析教学思路与教学体会[J].商业经济，2011

[2]管明，张敏.工程力学中确定约束反力方向的几种方法[J].职业教育，2011

[3]陈思义.高职工程力学课程有效教学方法探讨[J].职业技术教育，2011.