工程力学的应用背景与研究现状

发表时间:2021/5/20   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:胡鹏
[导读] 摘要:工程力学和数学学科一样在本质上都是一种基础学科,因此它的应用领域也比较广泛。
        湖南省郴州市计量测试检定所  湖南省郴州市  423000
        摘要:工程力学和数学学科一样在本质上都是一种基础学科,因此它的应用领域也比较广泛。工程力学在我国的城市建设当中,以及交通规划等研究方面扮演着重要的角色,发挥着不可忽视的重大作用。工程力学支撑着我国很多科技领域的发展,也带来很多了很多的技术成果,同时促进我国经济生产力高速发展。工程力学由于这门学科涉及到的理论知识实用性比较强烈,因此,我国很多行业都需要不断深入引用工程力学的知识。
        关键词:工程力学;应用背景;研究现状
        工程力学最突出的特点就在于它的流动性很强,不管是建筑工业方面,还是资源开发与设计方面,我们都能看到工程力学存在的影子。它广泛地存在于我们生活当中,就犹如一个支撑一般,撑起整个社会生产力的发展和建筑设计的深入成熟,使得工程力学的研究内容也越来越多,比如,交通道路的规划和设计,卫星的运行方式和数据研究,矿石油的开采,以及房屋整体设计等,这些都需要工程力学的参与才能完成,工程力学和其他新型技术进行交叉联合,推动了我国各个领域的大力发展。
        1工程力学的基本性质和重要作用
        近些年来,我国越来越重视城市化建设的发展,工程力学自然而然受到更多人的拥护和喜爱。工程力学的相关知识点,我们可以解决很多工作遇到的难题。简单来说,工程力学基本上是每位工学学位所必修的一门课程,不仅包含了数学和工程学,还涉及到物理这方面的理论知识,因此它属于综合性学科。建筑的整体构造,交通安全的设计合理性,先进武器的研发和构造,都需要用到工程力学的相关理论知识。在这些领域均涉及了力学机械学,动力学等方面的应用,而这些基本全都被工程力学覆盖在内,所以工程力学更像是一门技术型的学科,可以把理论知识和实际的操作联系在一起,推动相关领域的研发和制造,不断发明出新的机械产品和设备,通过这些机械化的生产设备,让我们的国家发展更加迅速,同时给人们的生活带来极大的方便。比如一架飞机的制造就离不开工程力学,通过工程力学的应用,我们可以让其设计构造更加稳定,遇到恶劣天气有紧急防御功能,从而减少了飞机事故发生的概率,同时也能让让飞机飞得更加牢稳,让人们的身心安全得到保障
        近些年来,我们能明显感觉到一座座高楼大厦大面积的崛起,建筑工程行业最离不开工程力学,通过工程力学,我们在有限的空间内设计出空间利用率更大的房间,以此我们可以有效地解决居住房间小东西放不下的难题。另外,在列车某些精小设计方面也有工程力学的身影,我们通过工程力学精确计算整体结构数据,从而使得列车在运行的时候稳定性有一定的保障。通过介绍这些具体的例子我们更好意识到工程力学的重要意义,以及这门学科的基本性质。
        2工程力学的应用背景
        2.1工程力学在交通方式中的应用
        现如今,人们外出旅游通常都选用自驾游的方式,自己开着私家汽车去全国各地观光旅游。也有相当一部分人员会选择自己开着汽车去公司上班,所以汽车是比较常用的一种交通方式。但是一辆汽车从设计到制造,这其中的每一个环节都需要用到工程力学的知识,就连汽车后期的维修工作也与工程力学密不可分。比如,汽车在行驶的过程中,会因为路面的不平或者坑坑洼洼出现震动,这些震动会导致汽车内部的零件直接掉落或者破损。为了避免这种情况的发生,汽车的厂家需要对汽车这些零件做焊接工作,这样的焊接工作要求必须在高温高压条件下进行,把这些新型刚性材料密切焊接在汽车内部结构当中。

在这个焊接工作的环节,我们需要用振动力学的知识做支撑,同时对相关数据作出精确的计算,一旦数据不够准确,就会导致汽车部分零件发生失控,给汽车的乘客带来一定的安全隐患,更严重的是造成重大意外事故的发生。另外,工程力学在对汽车进行保养的时候,会用到相关的物理知识,比如汽车气缸受热冷却的这个过程,就需要结合相关的工程力学知识。
        另外,工程力学也广泛地应用到列车和桥梁之间。我们也知道列车在高速的正常运行当中,车轮会对桥梁带来一定的压力和冲力,桥梁和轨道很有可能在长期的压力之下出现破损或裂纹等现象,会给列车的正常稳定运行带来很大的负面影响,但桥梁和列车化为一体,引发共振,就会直接影响到列车乘客的人身安全。所以我们需要通过工程力学模拟实际运行情景,并出科学合理的设计,精确计算每一个数据。当然,除了列车之外,飞机的制造和设计也离不开工程力学的参与,比如飞机在飞行过程中会遇到大气流的阻碍,所以我们通过工程力学计算出相关的参考数据,以此来增加飞机的稳定性和坚固性。
        2.1城市建筑中的工程力学问题
        工程力学在我国的城市建筑行业当中,充当着主力军的身份。建筑设计人员通过相关的工程力学知识,合理的设计出建筑的构造和规划方向,引领着建筑行业朝更好的方向去发展,给建筑行业增添多一份的力量。在城市建筑中最值得我们关注的是建筑物的抗震能力,一个好的建筑物的指标之一就是它的抗震能力,而抗震能力的高低直接和工程力学挂钩。我们利用工程力学的相关知识可以计算出不同材料的弹性阻尼,结构的退化指数等等,这些都可以帮助我们建立一个耐震性极高的建筑楼房。正是由于工程力学的指导,才使得我们的建筑物任风吹雨打野也坚决屹立不倒。建筑工作人员精确的计算每一个数据,整体上提高了房屋的温稳固性能。
        3目前工程力学的主要难点和发展方向
        就当下工程力学开始和其他学科进行联合性的发展,共同应用于各个领域的研究当中。尤其体现在某些机械类设备的设计研发方面,比如航天飞机构造设计以及相关零件的加工和计算,像这些精密性要求极高的作业是工程力学主要的发展方向,对工程力学来说,也是一项非常有挑战性的应用作业。
        此外,在和其他学科进行联合性合作的同时,工程力学也占据了主导地位,比如说应用数学和工程力学的结合,主要还是依靠工程力学的物理知识测得建筑所受力的具体情况,通过工程力学将复杂的理论知识转化为实际的操作技能。工程力学现在的难点就在于与其他学科进行联合合作存在很多因素阻碍,很多项目无法正式的实行,工作人员对二者的知识掌握度不够高,无法进行一个巧妙的引用和联合。
        4结束语
        工程力学对我们国家的建设行业,制造行业等等都发挥了重大的作用,它能够将理论知识真正转化为实际操作技能。所以未来工作人员要努力学好工程力学,将工程力学与其他新兴技术相结合,共同为国家的发展献出一份力量。
        参考文献
        [1]马文胜.工程力学与汽车修理[J].科技信息:学术版,2017(9):463.
        [2]夏禾,张楠,高日,黄绚晔.铁路桥梁与高速列车的动力试验研究[J].工程力学,2017,24(9):166-172.
        [3]唐居强.浅析工程力学的应用[J].新教育时代电子杂志:教师版,2017 (7).
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