結(jié)構(gòu)力學(xué)實踐教學(xué)建設(shè)研究與應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)力學(xué)實踐教學(xué)建設(shè)研究與應(yīng)用
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【摘要】:隨著我國土木工程事業(yè)的不斷發(fā)展與成熟,高等教育土木工程專業(yè)對于結(jié)構(gòu)力學(xué)的要求越來越高,這就不斷促進著結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的前進與變革。為適應(yīng)當(dāng)前高校對于結(jié)構(gòu)力學(xué)的不斷革新的需求,國內(nèi)很多高等學(xué)府開展了對于結(jié)構(gòu)力學(xué)的深化改革。通過對于過去教學(xué)實踐經(jīng)驗的總結(jié)和評價,結(jié)合當(dāng)前對于結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)的需求和實際情況,設(shè)計了結(jié)構(gòu)力學(xué)實踐教學(xué)平臺,并編寫與之對應(yīng)的實驗指導(dǎo)手冊。對現(xiàn)存的結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件進行試用評測,找到其中的優(yōu)點和不足之處,以利于學(xué)生更加容易接受并熟練使用結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件。通過上述行動來構(gòu)建較為完善的結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)新局面,支持并推進結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)深入發(fā)展。本文研究主要內(nèi)容有:(1)設(shè)計制作了一套三角屋架形狀固定式結(jié)構(gòu)力學(xué)實驗裝置,本實驗裝置可以實現(xiàn)多種加載方式,多項結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的測定。通過實驗完成了對于荷載作用下結(jié)構(gòu)彎矩、軸力和位移的測定,使用ANSYS分析軟件對此實驗裝置進行分析,將得到的理論值與實驗值進行對比,最終完成了對多種結(jié)構(gòu)力學(xué)基本概念和理論的驗證,為實踐教學(xué)提供了一個較為合理的實驗平臺。(2)設(shè)計制作了一套自由組合結(jié)構(gòu)力學(xué)實驗裝置,本裝置可以根據(jù)實驗需要和學(xué)生的創(chuàng)造力組裝成不同的結(jié)構(gòu)來自主設(shè)計實驗。實驗通過彎矩值和位移變化值的測定完成了靜定梁、平面靜定剛架、力法基本原理和位移法基本原理的驗證工作。從四組實踐實驗過程來看,整體操作較為簡單明了。桿件拼裝和應(yīng)變片粘貼等操作易于進行,適用于沒有任何實驗經(jīng)驗的本科生上手。從四組結(jié)構(gòu)力學(xué)基本實驗的測得數(shù)據(jù)看,實驗裝置基本可以滿足高等教育本科生對于結(jié)構(gòu)力學(xué)實驗的要求,實驗精度較高。本組實驗的安全可靠性很高,實驗過程沒有較大較重的構(gòu)件,很大程度上降低了造成實驗中的意外受傷的可能性。本裝置具有較好的實用價值,值得推廣使用。(3)對于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)力學(xué)上機軟件進行評測,指出其中優(yōu)點與不足,并給出指導(dǎo)意見,為后續(xù)需要的改進提供了建議。通過該軟件計算過程可見,整體計算過程簡單明了,適合用于結(jié)構(gòu)力學(xué)入門學(xué)習(xí)。使用過程中在得到結(jié)果的同時,也有利于學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)和單元的各類型基本參數(shù)的定義,并指引學(xué)生的拓展練習(xí)。軟件的不足之處在于幾個方面,比如結(jié)構(gòu)輸入較為繁瑣,各單元的數(shù)據(jù)只能單獨輸入,容易混淆弄錯。輸出的數(shù)據(jù)不能直接顯示出內(nèi)力分布圖和位移變化圖,可視化程度不夠,存在改進的空間。最終還通過改進軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化輸出,達到可觀的使用效果。
【關(guān)鍵詞】:結(jié)構(gòu)力學(xué) 實驗實踐 自由組合實驗裝置 固定式組合實驗裝置 結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件
【學(xué)位授予單位】:蘇州科技學(xué)院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TU311-4;G642
【目錄】:
- 摘要6-7
- Abstract7-11
- 第一章 緒論11-19
- 1.1 概述11-12
- 1.2 相關(guān)研究動態(tài)與發(fā)展前沿12-17
- 1.2.1 結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)方式發(fā)展12-15
- 1.2.2 實驗教學(xué)實踐15-17
- 1.3 主要存在的問題17
- 1.4 論文的主要內(nèi)容17-19
- 第二章 結(jié)構(gòu)力學(xué)鋼桁架實驗實踐19-29
- 2.1 引言19
- 2.2 實驗裝置概況19-24
- 2.2.1 實驗裝置設(shè)計19-20
- 2.2.2 實驗裝置截面尺寸設(shè)計計算20-23
- 2.2.3 測點布置23
- 2.2.4 加載制度23-24
- 2.3 實驗結(jié)果與分析24-28
- 2.3.1 軸心受壓分析24-25
- 2.3.2 對稱荷載分析25-26
- 2.3.3 桁架桿段軸力分析26-27
- 2.3.4 桁架桿段截面彎矩分析27-28
- 2.3.5 誤差分析28
- 2.4 結(jié)論28-29
- 第三章 自由組合實驗裝置實驗實踐29-69
- 3.1 實驗裝置設(shè)計29-39
- 3.1.1 實驗裝置構(gòu)件設(shè)計30-35
- 3.1.2 加載裝置35
- 3.1.3 采集裝置35-36
- 3.1.4 構(gòu)件尺寸驗算36-39
- 3.2 實驗裝置驗證性實驗39-46
- 3.2.1 實驗概況39-41
- 3.2.2 實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果討論41-46
- 3.2.3 結(jié)論46
- 3.3 自由組合實驗裝置實驗實踐46-68
- 3.3.1 平面靜定梁實驗46-51
- 3.3.2 平面靜定剛架實驗51-55
- 3.3.3 力法實驗55-61
- 3.3.4 位移法實驗61-68
- 3.4 總結(jié)68-69
- 第四章 結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件上機實踐69-78
- 4.1 結(jié)構(gòu)力學(xué)上機軟件簡介69
- 4.2 平面剛架實例69-74
- 4.3 上機軟件改進74-77
- 4.4 總結(jié)77-78
- 第五章 結(jié)論與展望78-80
- 5.1 結(jié)論78
- 5.2 展望78-80
- 參考文獻80-82
- 致謝82-83
- 作者簡歷83
- 在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的文章和所獲獎勵83
【參考文獻】
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,本文編號:542138
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