||
今天讲的是材料力学第四章:弯曲内力(剪力弯矩图)。这部分每次讲解时,学生都是最难接受的。难以接受的主要原因是剪力弯矩图过于抽象,学生很难将其与实际问题联想到一起。
在讲的过程中,突然想到我国高铁建设中所采用的一个先进技术“900吨箱型梁”架设技术中的理论关键就与弯矩图有很大关系。现记录如下:
900吨的箱型梁及运输它所采用的自主设计的超级运输车见图
只要让学生好好思考下面几个问题,就很能够帮助理解与弯矩有关的问题:
1. 车子为什么要这么多轮子呢?这与弯矩有什么关系?
2. 起吊箱型梁时,如何布置起吊的绳索,才能让这个箱型梁的弯矩图画出来后,弯矩最大值最小?
此外,除了弯曲内力问题外,还可以先引出一个与下一章弯曲应力有关的问题:
把梁做成箱型的,除了减小重量外,在弯曲应力方面,能有什么好处?
我提出这么几个问题后,要是有聪明的学生,不用多讲解什么,就应该已经悟出些什么来了。
对于不够聪明的学生,则再介绍一下传统方法假设梁时,梁的受力情形就如同一个简支梁,画一下简支梁的弯矩图,是个抛物线,最大弯矩在梁的中间,为qL^2/8。然后再画一下有这么多轮子支撑后,梁的弯矩图(每个轮子都起到支座的作用),最大弯矩远小于两边简支的情况。通过这样较为生动的例子,就说明了画弯矩图的好处,也更好的帮助理解了高铁箱型梁架设过程中的关键技术问题。
所谓的先进技术,本质上并不神秘,只是最简单的材料力学问题而矣。当然,细节的东西还是很有技术含量的,那是铁路工程师的工作了。
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-12-25 22:15
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社