谈工程力学的教学实践与改革

本文结合自身教学实践,从教学内容、教学方法和教学手段等方面提出了提高工程力学的教学质量的具体途径。     

圆柱齿轮弯曲应力数值模拟与影响因素分析

以直齿圆柱齿轮为研究对象,首先利用ANSYS有限元软件建立模型,对齿轮弯曲应力进行数值模拟。然后采用正交实验设计方法设计实验,通过直观和方差分析方法研究齿宽、齿数、扭矩对弯曲应力的影响。最后利用多元线性回归原理建立齿轮弯曲应力数学模型。结果表明,ANSYS数值模拟所得的齿轮弯曲应力与传统理论公式计算结果接近,说明仿真实验可信。在正交实验设计中,扭矩的极差最大,即对齿轮弯曲应力的影响最大,齿数次之,齿宽对齿轮弯曲应力的影响程度最小,可忽略不计。计算结果验证了回归方程的可靠性。该研究为变速器齿轮传动装置设计提供了有益参考。     

截面尺寸对薄壁压杆双重非线性稳定的影响

在荷载作用下薄壁压杆破坏的主要形式是屈曲失稳。考虑材料和几何双重非线性影响,基于有限元分析软件AN-SYS对薄壁压杆进行了稳定数值仿真分析。采用正交试验设计方法设计试验,研究工字型截面尺寸效应对结构稳定承载力的影响,通过方差分析确定各影响因素的比例。结果表明:翼缘宽度对稳定极限载荷的影响最大,翼缘厚度次之,而腹板高度和腹板厚度对稳定极限载荷影响最小不显著。     

内部压力作用下无限大板中椭圆孔及裂纹问题

为研究在工程实际中经常遇到的无限大板含有椭圆孔及裂纹问题,采用改进的带裂尖单元位移不连续法,重点研究在内部压力作用下裂纹扩展规律.通过改变椭圆孔的几何参数,揭示出孔的几何参数对断裂参数应力强度因子(SIF)的影响.结果表明:椭圆孔对裂纹的应力强度因子(SIF)具有一定的屏蔽作用,这种屏蔽作用随着椭圆孔的几何参数而变化,该研究在工程上具有重要意义.