工程力學(xué)在汽修中的應(yīng)用與對策
2012-12-31 00:00:00李彥軍
【摘要】為了更具針對性的教育， 提高學(xué)生的認(rèn)知以及運(yùn)用“工程力學(xué)”的知識(shí)科學(xué)地解決工程實(shí)際問題能力，根據(jù)實(shí)例， 講明力學(xué)課程對汽車機(jī)械的故障修理具有重要意義。闡述了汽修專業(yè)的“工程力學(xué)”課程應(yīng)向?qū)I(yè)應(yīng)用方向傾斜的課程對策。
【關(guān)鍵詞】汽修；工程力學(xué)；對策；運(yùn)用
0.前言
工程力學(xué)課是汽修專業(yè)的重要基礎(chǔ)課 ，是對以后專業(yè)課學(xué)習(xí)的一個(gè)引導(dǎo)。教育的一個(gè)教學(xué)原則就是理論聯(lián)系實(shí)際，那么學(xué)生應(yīng)如何將工程力學(xué)的理論學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來呢？學(xué)生認(rèn)知能力、解決實(shí)際問題能力的提高有賴于更全面細(xì)致的基礎(chǔ)課教育教學(xué)。經(jīng)過長期的教改實(shí)踐活動(dòng)，歸納有兩點(diǎn)，一是組織教學(xué)內(nèi)容要注意聯(lián)系專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，二是進(jìn)行教學(xué)時(shí)要注意聯(lián)系專業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用。因此，研究工程力學(xué)在汽車修理專業(yè)中的應(yīng)用與對策，有十分深刻的理論意義以及廣泛的實(shí)踐意義。
1.論述現(xiàn)狀
隨著社會(huì)的發(fā)展，大學(xué)生都面臨著愈來愈嚴(yán)峻的就業(yè)形勢。高等教育應(yīng)以能力的培養(yǎng)作為基礎(chǔ)，職業(yè)作為導(dǎo)向，要讓大學(xué)生在就業(yè)時(shí)更具有競爭力，理論聯(lián)系實(shí)際將成為高等教育不得不面對的重要課題之一。這就必須打破只注重理論學(xué)習(xí)，只學(xué)習(xí)知識(shí)內(nèi)容卻忽略實(shí)際的教學(xué)弊端。那么，對于汽車檢測與維修專業(yè)的學(xué)生，如何將理論學(xué)習(xí)與實(shí)際聯(lián)系起來呢？下面是關(guān)于如何將工程力學(xué)科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于汽修中的問題分析以及汽修專業(yè)中力學(xué)課程的對策。
2.工程力學(xué)科學(xué)知識(shí)在汽修中的應(yīng)用
處理機(jī)械工程出現(xiàn)的大量破壞問題，絕大多數(shù)是根據(jù)力學(xué)方面的知識(shí)作出判斷和分析的。同樣，汽車修理中汽車零部件的破壞分析與修理也是如此。例如，判斷汽車半軸套管斷裂的原因與確定修復(fù)方案等，全部流程無一不體現(xiàn)著工程力學(xué)知識(shí)在汽修中的應(yīng)用。
針對使用自卸汽車時(shí)半軸套管出現(xiàn)的斷裂現(xiàn)象，經(jīng)檢查，大多數(shù)斷裂位置為直徑的尺寸產(chǎn)生劇烈變化的地方。究竟是何原因呢？
對半橋進(jìn)行受力分析以及內(nèi)力的研究，不難知道，在半軸套管斷裂的地方有正應(yīng)力、剪應(yīng)力，又因?yàn)橹睆匠叽缭诎l(fā)生劇烈變化，應(yīng)力集中成為了首要的一個(gè)原因。其次， 在汽車的行駛過程中， 作用在此處的還有交變應(yīng)力，加上載荷、道路等條件因素的變化，隨著汽車使用時(shí)間的不斷增長，交變集中應(yīng)力長期作用于中橋半軸套管直徑尺寸的突變位置上，將會(huì)形成疲勞裂紋以及造成疲勞損傷。半軸套管的斷裂就是這種裂紋隨時(shí)間不斷加深而導(dǎo)致的。這里就是應(yīng)用了材料力學(xué)中軸的關(guān)于疲勞破壞的知識(shí)。分析清楚機(jī)械破壞原因之后，又將如何進(jìn)行修復(fù)呢？
據(jù)分析，直接焊接斷裂處并不是好的修理工藝方案。因?yàn)檫@樣集中應(yīng)力非但不能減少，還會(huì)帶來由于焊縫的殘余應(yīng)力而引起的更大的應(yīng)力集中，造成更大的疲勞強(qiáng)度，破壞將會(huì)更加劇烈。而是應(yīng)該重新加工另一根半軸套管， 當(dāng)然，加工新半軸套管的時(shí)候， 首先應(yīng)在不妨礙半軸轉(zhuǎn)動(dòng)的前提條件下，盡可能減小原設(shè)計(jì)在突變部位應(yīng)力集中的現(xiàn)象，也就是保證套管內(nèi)壁和半軸不會(huì)發(fā)生摩擦的基礎(chǔ)上， 適度增加半軸套管的內(nèi)壁轉(zhuǎn)角半徑的尺寸。與原中橋聯(lián)接的地方應(yīng)是：
如圖所示焊縫處，而不是外形劇烈變化的應(yīng)力集中處。這樣焊接過后，就只剩下焊接殘余應(yīng)力了。如果采用的是坡口焊， 焊接前應(yīng)先對焊縫的周圍進(jìn)行局部的預(yù)熱， 焊完后可露天放置， 自然冷卻，這樣將會(huì)釋放很多焊接的殘余應(yīng)力，只留下了很小的殘余應(yīng)力，不會(huì)對疲勞強(qiáng)度造成多大的影響。對于焊接時(shí)的對中問題，可以分別加工中橋和套管的出止口， 用長絲桿把兩者聯(lián)為一體。粗調(diào)之后，在車床上對其進(jìn)行微調(diào)過后就可以直接焊接了。
總而言之，對于原設(shè)計(jì)里由于出現(xiàn)交變應(yīng)力集中現(xiàn)象造成疲勞強(qiáng)度破壞的地方，可應(yīng)用材料力學(xué)的方法給予修改或重新設(shè)計(jì)，以達(dá)到減小外形突變造成的疲勞強(qiáng)度影響。選取一處外形不突變的位置進(jìn)行焊接， 這樣實(shí)際是將焊接的外形應(yīng)力集中和殘余應(yīng)力集中分散給兩個(gè)不同的地方。這是一種科學(xué)而徹底的優(yōu)化修復(fù)方案。事實(shí)表明，駕駛用此方案修復(fù)的汽車行程 10000多公里， 也沒有出現(xiàn)過異常的現(xiàn)象。上面的實(shí)際例子提現(xiàn)了工程力學(xué)知識(shí)在汽車修理中應(yīng)用的意義非凡。那么對于工程力學(xué)在該專業(yè)的教育教學(xué)，就更要具備和加強(qiáng)應(yīng)用方面的針對性教育。由此，考慮一下對策。
3.汽車檢測與維修專業(yè)中力學(xué)課程教育的對策
首先，應(yīng)該搜集和整理汽車修理過程中所遇到的各種實(shí)際工程問題。然后對其進(jìn)行分類或者分解為若干步驟備用。在講解例題時(shí)， 可以適度的地多加入一些對應(yīng)的汽修工程應(yīng)用的實(shí)際問題，這樣學(xué)生在將來修理汽車時(shí)面對問題就不會(huì)感到茫然。否則，修理時(shí)只采用死方法，不僅不能修理好甚至可能使情況更差。惟有對工程力學(xué)知識(shí)科學(xué)地應(yīng)用，才能確定出科學(xué)的修理方案， 也才是能修好汽車的必要前提。
條件允許的情況下， 可以圍繞關(guān)于汽車的各種破壞或其它故障判斷分析和修理方案編一冊書， 以增加工程力學(xué)知識(shí)在汽修中的應(yīng)用問題作為教學(xué)課程內(nèi)容中的綜合練習(xí)習(xí)題和加強(qiáng)大學(xué)生們綜合應(yīng)用的能力。另外對于教學(xué)過程中的一些情況，還可以針對的請一些具有豐富經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員講授一些專題， 以此作為學(xué)生們對工程力學(xué)課程和專業(yè)教育的又一特殊課堂， 增強(qiáng)他們科學(xué)分析問題， 解決問題或者實(shí)際修車的專業(yè)能力，將其培養(yǎng)成修理的技術(shù)人員而不是一般的修理工。也就是將其與不求分析未受正規(guī)教育的修理工區(qū)別開來，干一些不是一般修理工能湊合干好的汽修問題。再者，講授一些汽車修理實(shí)例的時(shí)候， 應(yīng)多注意教育教學(xué)方法的使用， 使教學(xué)更加形象化和具體化，解決方法更加規(guī)范化和圖解化。
4.總結(jié)
在教學(xué)過程中，除了教給學(xué)生一些必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)外，還要更加地注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，讓他們獨(dú)立獲取知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)、創(chuàng)造知識(shí)，促進(jìn)智能全面發(fā)展，這就是教學(xué)的目標(biāo)，也是衡量教學(xué)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。工程力學(xué)課程結(jié)合了大量的基礎(chǔ)學(xué)科理論知識(shí)和工程實(shí)際。講授工程力學(xué)時(shí)要注重知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)理論。加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的分析問題以及制定修理方案的能力。學(xué)生可自學(xué)某些內(nèi)容，通過解決實(shí)際問題來培養(yǎng)自學(xué)能力和表達(dá)能力。教學(xué)工作中，應(yīng)不斷地補(bǔ)充新要求和新內(nèi)容，適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充計(jì)算機(jī)對于工程力學(xué)應(yīng)用于汽車修理中的使用，使教學(xué)實(shí)際與科技發(fā)展相適應(yīng)。
【參考文獻(xiàn)】
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