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从仿真角度细品《材料力学》!仿真降低力学分析门槛!是好事还是坏事?

22天前浏览32

结构由什么构成?  

    大部分结构会包含杆件,除此之外,还可能包含板件(壳)、铸件等。《材料力学》的研究对象主要是杆件  
    逻辑上,学习《材料力学》有助于分析杆件的力学问题,但并不完全适用于板件铸件等。  

    事实上,为了分析杆件的力学问题,我们需要学习《材料力学》。除此之外,我们从《材料力学》学到的基本概念和方法,对分析板件铸件等也有启发意义。

细品《材料力学》第一册!

    通过几页目录可以快速了解一本书的内容结构,甚至更多信息,所以目录很重要。一起看看刘鸿文版的《材料力学》目录。  

 
1)杆件的四种基本变形(前六章)  

2)强度理论(第七章)

    有的学员不明白我为什么一直强调应力是二阶张量,取决于截面方向,由六个分量决定,和向量不一样(向量是一阶张量)。
 
    其实深入理解应力概念不是最终目的,深入理解强度理论才是最终目的,而绝大部分的强度理论都是基于应力。并且这一部分内容非常通用,不仅适用于杆件,也适用于板材铸件等  
    如果需要做强度校核,你怎么能不理解应力呢?  

3)组合变形(第八章)

    前六章中杆件基本变形的组合。

4)压杆稳定(第九章)

    相对独立的一个主题。  

总结:

    《材料力学》第一册主要内容其实很少,包含拉压、剪切、扭转、弯曲四种基本变形及其组合变形、强度理论、压杆稳定。除了力学概念,书中也提供了大量的计算公式和推导过程。  
    从仿真角度而言,计算机的数值计算替代了传统力学计算,降低了对用户的计算要求,突显了力学概念的重要性。  

    为了加速工程师的学习进展,开创适合工业人的短平快的学习模式,学习《材料力学》应该重力学概念轻计算过程。

细品《材料力学》第二册!

    在教学中,第二册常常被忽视。但由于仿真技术的普及,第二册所谓的高级主题也变得很普通。  
    这代表了一种现象。高级力学主题的高级主要体现了两个方面,第一力学概念抽象;第二,计算过程复杂。由于仿真技术极大降低了计算要求,所以用户只需要掌握相关力学概念,就可以进行高级力学分析。  
    由此可见,仿真降低力学分析门槛的实质是降低了力学计算的门槛,但没有降低对力学概念的要求,反而突出了力学概念的重要性。  

    很多学员做不好仿真的关键原因之一就是:没有很好的理解相关力学概念。以至于让人觉得在胡搞,很外行,很危险。

 

总结:

    《材料力学》第二册,涉及的新问题包括:动态问题、疲劳问题、塑性变形;涉及的新方法包括:能量法、矩阵位移法;涉及的新结构包括:超静定结构、曲杆、圆筒、圆盘、非对称杆件、开口薄壁杆件。  
    对于新方法,能量法属于传统计算方法,由于仿真是数值计算方法,所以能量法的价值是帮助仿真用户理解力学问题和提升力学直觉。矩阵位移法是有限元法的雏形,本质上属于有限元法。
 
    对于各种新结构,反正都是仿真软件计算,几乎没有增加仿真用户的理解成本和学习成本。
 
    对于新问题,仿真用户必须充分理解相关力学概念。  
    不论是传统的力学分析方法,还是新时代的仿真分析方法,力学概念都是基础,都是重中之重。  
    由于仿真降低了力学分析的门槛,导致各路人马都来搞一搞力学分析。像极了这个自媒体时代,每个人都能发表自己的看法,因此,我们看到了很多优秀的看法,也看到了很多乱七八糟的看法。  
    就像仿真分析,我们看到了很多严肃的仿真工程师在解决工程问题,也看到了很多工程师在乱搞一通。  

来源:博集华仿
疲劳通用理论材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-11-08
最近编辑:22天前
博集华仿
硕士 致力于推广工程仿真技术
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