材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)

秦琳晶，陶志彬

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材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)

秦琳晶1，陶志彬2

材料力學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)不但是理論內(nèi)容的驗(yàn)證和應(yīng)用，更是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的一個(gè)有效途徑．材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系成熟完整，有利于學(xué)生在應(yīng)用理論知識(shí)的同時(shí)培養(yǎng)其在工程實(shí)際中應(yīng)用的創(chuàng)新能力．

1實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀

在材料力學(xué)課程體系中，針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)類型，現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)課程可分為3種：基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)和綜合類實(shí)驗(yàn)．每類實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容不同，創(chuàng)新能力體現(xiàn)也不相同．

2實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新內(nèi)容的應(yīng)用

2.1基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)在材料力學(xué)性能的分析方法中，針對(duì)不同的要求設(shè)置了各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)．材料在不同的變形條件（如拉伸、壓縮和扭轉(zhuǎn)等）下，表現(xiàn)不同的變形破壞現(xiàn)象，各項(xiàng)指標(biāo)也不同，常見指標(biāo)有材料的彈性極限、屈服極限及強(qiáng)度極限等．實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)指標(biāo)往往是通過受力與變形之間的關(guān)系進(jìn)行確定的．在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的拉伸實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以通過分析拉伸曲線的變化，標(biāo)出材料產(chǎn)生屈服在曲線上的位置，比例階段和強(qiáng)化階段在拉伸曲線上的特點(diǎn)及標(biāo)志性的位置．結(jié)合力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)，分析工程應(yīng)用中要保證結(jié)構(gòu)的破壞是塑性破壞還是強(qiáng)度破壞，分析鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度值要選用哪個(gè)強(qiáng)度值．隨著新型材料的不斷出現(xiàn)和應(yīng)用，可以將一些材料如復(fù)合材料、陶瓷材料引入到基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)中．通過對(duì)比使學(xué)生了解更多材料的特性，以便在工程設(shè)計(jì)中加以選擇．

2.2驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)進(jìn)行材料分析時(shí)，真實(shí)的材料進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化．很多重要理論都建立在對(duì)實(shí)際構(gòu)件典型化、基本假設(shè)的基礎(chǔ)上，理論推導(dǎo)是否正確，得到的結(jié)論在工程中能否應(yīng)用，必須用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證才能斷定．在梁產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，應(yīng)力的理論分析是建立在平面假設(shè)基礎(chǔ)上的．為了驗(yàn)證應(yīng)力分布的規(guī)律，可以通過實(shí)驗(yàn)分析測(cè)定梁橫截面上正應(yīng)力大小和分布規(guī)律，并驗(yàn)證純彎曲梁的正應(yīng)力理論計(jì)算公式的正確性．在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以設(shè)計(jì)不同的彎曲載荷對(duì)梁進(jìn)行施加，將設(shè)計(jì)的載荷形式與傳統(tǒng)的載荷施加結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析不同載荷對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響．這里不僅應(yīng)用到課堂上的彎曲變形的外載荷施加特點(diǎn)，還要結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)用，提高了學(xué)生提出問題和解決問題的能力．

2.3綜合類實(shí)驗(yàn)綜合類實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法有明顯改變．實(shí)驗(yàn)課中，傳統(tǒng)方法根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書擬定實(shí)驗(yàn)方案、步驟和報(bào)告等．可以在綜合類實(shí)驗(yàn)中由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、操作設(shè)備，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性．對(duì)于不同類型的工科材料問題，學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識(shí)與材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合．如彎扭組合變形下主應(yīng)力測(cè)試實(shí)驗(yàn)，其中涉及不同變形形式對(duì)材料的影響；在三角支撐梁的內(nèi)力和彎矩的測(cè)試實(shí)驗(yàn)中對(duì)工程結(jié)構(gòu)的知識(shí)要有所掌握，再根據(jù)變形特點(diǎn)分析內(nèi)力．

3總結(jié)

在材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)中可以提高學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)研究的基本方法和技能，并培養(yǎng)其獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)研究的能力，可以轉(zhuǎn)變各種類型實(shí)驗(yàn)，在不同類型實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，將基本理論應(yīng)用到實(shí)際中．

[1]鄧宗白，周克印，陳建平，等．基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J]．中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2005（5）：33-34

[2]楊賀，鄧宗白，杜文超．基于研究性實(shí)驗(yàn)的多功能組合式力學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[J]．力學(xué)與實(shí)踐，2012，34：70-74

（1. 空軍航空大學(xué) 力學(xué)教研室，吉林 長(zhǎng)春 130022；2. 西安飛行學(xué)院，陜西 西安 710000）