“材料力学”精品课程建设第2讲——新挑战课件.pptVIP

* * 材料力学课程教学所面临的新挑战 第 2 讲 — 新体系材料力学的教学内容与体系（1）— 张少实 哈尔滨工业大学 二OO九年七月 第 2 讲 工程师的任务与使命的历史变迁 上世纪五十年代 建国初期，人民政权刚刚建立，需要医治战争创伤，经济建设和工农业生产正处于恢复时期，可谓百废待兴。 工程师的主要任务是诊断和修理已破损的设备，使设备运转起来，尽快恢复工农业生产。 上世纪六十——七十年代 贯彻“独立自主”、“自力更生”政策。自行设计与制造，不需要参考文献，最高的目标就是在产品上打上“中国制造”的标牌。 工程师的任务与使命的历史变迁 上世纪八十——九十年代 改革开放，建设中国特色社会主义。引进国外先进技术和大型装备，并消化与吸收。 工程师的主要任务是消化与吸收国外先进技术，当然也有创造，但不是主要的。仍然停留在“中国制造”阶段。但此阶段，工程师们已经有了些国际化视野，需要参考文献。 进入本世纪 提升国际竞争力，建设创新型国家。追求科学技术的创新、产品的创新；要求掌握核心技术和渴求核心技术的创新。 第 2 讲 工程师的任务与使命的历史变迁 进入本世纪 我们不再满足在产品上打上“中国制造”的标牌。最高的目标是要在产品上打上“中国创造”的标牌。即从“中国制造” 升华到“中国创造”。 提升国际竞争力，建设创新型国家。追求科学技术的创新、产品的创新；要求掌握核心技术和渴求核心技术的创新。 第 2 讲 工程师的任务与使命的历史变迁 进入本世纪 创新型国家，要求具有自主知识产权和掌握核心技术以及核心技术的创新。当代工程师所肩负的任务和历史使命是：必须站在时代的高度，张开国际化视野，瞄准国际最先进的科学与技术，不断的创造、创新，实现从“中国制造”向“中国创造”这一历史性跨跃。 第 2 讲 工程设计、分析、制造理念和方法的深刻变革 计算机技术的广泛应用，使得以往那种用丁子尺、三角板画图；拉计算尺或摇手摇计算机进行工程分析、计算；摇手柄加工机械零件的工程设计、分析、制造方法已经成为历史，目前，全新的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助分析（CAE）、计算机辅助制造（CAM），已成为工程师手中的得力工具。 CAD、CAE、CAM的广泛使用，使得工程设计、分析与制造的理念、思想与方法等均发生着深刻变革。 第 2 讲 工程设计、分析、制造理念和方法的深刻变革 CAD、CAE可交替进行。这样，那种快捷、周密、详实、准确、复杂地计算机分析、计算与仿真，完全取替了以往那样靠查表、靠用经验公式估算的方法，能够实现真正意义上的优化设计。 2. 结构的累计损伤、允许构件或结构局部进入塑性状态等的强度分析思想，已代替以往那种以构件内一点进入危险状态，整个构件就失效的过于保守的强度分析思想。极限载荷法——极限应力法 主要表现在以下几个方面： 第 2 讲 工程设计、分析、制造理念和方法的深刻变革 3. 强度的统计分析、结构的可靠性分析等已受到工程师们的普遍关注。 4. 运用弹塑性理论、断裂力学、损伤力学、非线性力学、有限元分析等力学知识，已经成为大型、复杂工程结构分析的热点问题。 主要表现在以下几个方面： 5. 新型结构材料的不断涌现和广泛使用，复合材料力学也成为工程设计与分析的理论依据。 5. 结构动力学、多刚体动力学等，也广泛地应用到高速运动结构的设计、分析中。 第 2 讲 工程设计、分析、制造理念和方法的深刻变革 凡此种种，足以说明，工程设计、分析、制造的理念、思想和方法已发生了深刻变革。当代工程师所面对的任务和对他们水平的要求，已经不是上世纪五、六十年代的情景了；工程师对力学基础知识有了新的需求。这些深刻变革和新的需求，向传统的材料力学课程教学发起了严峻挑战。 第 2 讲 工程师力学新知识的现状 1997年到2000年间，我们曾与国内一家著名的车辆厂的工程师们合作，研究铁路巨型载重车辆的结构分析课题（算是一次社会调查）。 当时，合作单位拥有雄厚的计算机硬件和软件条件。尤其是ANSYS、ADINNA、Super Sap等原版的大型结构分析软件应有尽有。 参加课题的工程师们都是具有十几年工龄的国内著名铁道院校的优秀毕业生，他们在校期间曾主修多学时材料力学课程。但是除理论力学、材料力学外，没修过其它力学课程。 应该说，完成这项研究工作已万事俱备了。 第 2 讲 工程师力学新知识的现状 但是，待到研究工作开始不久，却发生了意想不到的事情，他们不能胜任这项工作，感到应力、应变分析工作是件很棘手的事情： 面对复杂的工程结构，他们不会抽象力学模型，更谈不上选取单元类型。 2.不知边界条件该如何给出。甚至不懂什么叫应力边界条件，什么叫位移边界条件，什么叫混合边界条件。更甚者连结构存在的对称关系都看不出来。 第 2 讲 工程师力学