时间：2023-05-05 17:00:17
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇材料力学论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：材料力学 实验教学 设计实验 综合实验
《材料力学》课程在土木工程专业中是一门重要的基础专业课,相对于其它专业课来说知识比较抽象,其理论性较强,其基本理论知识是往后课程学习和以后工程设计和工程实践中最基本的理论根据之一,涉及众多工程领域。学生通过学习,了解和掌握材料力学研究方法,能运用材料力学理论和计算方法去分析、计算解决实际工作中遇到的一些工程问题。实际教学中,由于本门课程具有理论性强、概念知识多、内容抽象、逻辑严密等特点,使教与学都颇具困难,因此,需要教学老师在教学实践中不断探索研究,提高教学质量、改善教学方法。材料力学的实验教学能使学生学到的抽象理论知识与实际情况结合起来,有助于建立完整的材料力学知识体系,另外实验教学有利于学生自学学习能力和创新能力的培养,在教学改革中应该重视实验教学环节。
一、材料力学实验教学内容的现状
1.实验课内容陈旧、单一
一般来说,材料力学实验课的实验项目少且较为单一,主要有是对铸铁和低碳钢两种金属材料进行简单的材料力学性能测试,包括拉伸、压缩、扭转、弯矩等主应力的验证性实验,内容形式固定,与工程实际情况联系不强。在实验中,学生都是按指定标准化程序实验操作,实验内容设计上也没有预留多少让学生有自主创造的空间,这样不但影响学生的学习热情,还扼杀了学生的创造思维。
2.实验条件不充足
随着高校扩招政策实施,在校学生数量不断增多,导致现有的仪器设备台套数远远不能满足现有学生人数的使用需求,而学校短期内又无法投入大量的人力物力不断扩张实验室面积、实验仪器数量。这样,迫于现状许多院校作出无奈选择,以前学生三两人一组做实验,现在要五六人一组做实验。这样形成了实验过程中个别人操作,多数学生观摩和记录的现象,这样就导致了许多学生抄袭以及对实验敷衍的心理。
二、材料力学综合设计型实验教学方法
1.引入综合设计型实验内容
结合经典材料力学实验方法的基础上,调整实验内容增加设计综合设计性实验内容,为学生提供宽松、开放的实验环境,让学生根据自己的意愿和能力灵活开展实验。在实验中,老师不设定具体实验方法方式。开展实验前,学生几个人自由组成以实验小组,分工合作,要阅读实验大纲要求、明确实验目的、了解实验室现有条件、自主查阅资料等,然后设计实验方案,跟老师讨论实施实验可行方案,最后独立完成实验,完成实验研究报告或实验小论文。
综合设计型实验要求老师始终以辅助的角色从旁指导学生实验,在确定大致的实验内容、提供相应实验环境和保证学生实验安全的基础上,让学生充分发挥主观能动性。实验对象不限于单一的金属材料,学生可根据自己的兴趣设计自己的实验方案。实验的工具也不限于实验室里的仪器设备,学生充分发挥所长,可以自主设计简易仪器设备,可以采用计算机编程、数值模拟试验等。实验的时间也不限于正常上课时间,一个实验项目可以在几天至两个星期内完成,让学生有充分时间调研、讨论和实验,同时也可以达到分流学生充分利用实验室资源的效果。
比如,学生要测量某种材料的力学性能,在完成资料调研和设计好实验计划书后,给老师检查,经过讨论交流,确定方案可行。然后老师就组织学生讲解和教会学生各种仪器设备的实验原理、操作方法和注意事项,学习电子万能试验机、压力试验机、扭转试验机、材料力学试验台、各种传感器、百分表等仪器设备的使用,掌握应变仪的操作、电阻应变片的粘贴方法,了解电测法基本原理等,在学生熟悉整个过程后就可以开始独立自主开始实验了。实验完成后按照要求编写实验报告或小论文。这样的实验教学方式,老师不再是主要的角色,学生自己掌握了实验过程中的主动性,自己动手、自己动脑、自己发现问题和解决问题。学生可以现学现用,及时掌握巩固所学,激发学生学习积极性。
关键词：工程材料力学性能；实验教学；建构主义
作者简介：孙小华（1976-），男，湖北汉川人，三峡大学机械与材料学院，副教授；余海洲（1978-），男，湖北荆门人，三峡大学机械与材料学院，讲师。（湖北 宜昌 443002）
基金项目：本文系三峡大学教学研究项目（项目编号：J2012051）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0086-02
工程材料的力学性能是材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征，是材料科学与工程四大基本要素——材料性能的重要组成部分，是各类材料在实际应用中都必须涉及的共性问题，[1]因此“工程材料力学性能”课程成为材料类专业的学位课程。一方面该课程中一些基本概念和定理是由材料科学基础、工程力学等课程内容衍生而来，另一方面该课程中的一些基本概念和定理是失效分析等课程的前导课，也可直接用来解决工程实际问题，成为联系学生基础课和专业课的桥梁，起着承上启下的作用。所以结合“工程材料力学性能”课程的自身特点及人才培养目标与要求，优化教学内容、革新教学方式和手段、充分发挥实验教学培养学生综合素养作用、调整考核评定模式改善教学实效，对促进学生学好专业知识、提高大学生的全面素质、培养学生灵活运用知识、分析、解决工程问题的能力和创新能力都十分重要。为此，笔者结合数年对材料力学性能课程的教学实践，对本课程的教改进行了初步探索。
一、结合专业特点和需求优化教学内容
1.优化基础内容，注意前后课程衔接
为让学生在上课之初对本课程有一个基本的认识和兴趣，增加了课程绪论的内容。该部分主要介绍材料力学性能的定义、研究内容和方法、材料的力学性能课程的前导和后期课程及其关系、材料的力学性能在材料科学与工程中的地位和作用、所用教材的结构和内容、学习本课程要注意的事项、考核模式、实验安排、学习要求等。这样学生对材料的力学性能有一个整体的了解，更加清楚“工程材料力学性能”课程的脉络，明确学习目的，顺利地完成整个学习过程。课程的主体内容分为三个部分：第一部分（1～4章）讲述材料在一次加载条件下的形变和断裂过程，所测定的力学性能指标用于评价零件在服役过程中抗过载失效的能力或安全性；第二部分（第5～8章）论述疲劳、蠕变、磨损和环境效应四种常见的与时间相关的失效形式，材料对这四种形式失效的抗力将决定零件的寿命；第三部分（第9～11章）介绍陶瓷材料、高分子材料和复合材料的力学性能，[2]该部分中的一些重要概念、定律从“工程力学”、“材料科学基础”衍生而来，有些内容也为“失效分析”等课程奠定基础。所以讲解这些内容的时候要注意前后课程的衔接和内容侧重及任务划分。
2.结合专业特色与需求，强/弱化相关内容
“工程材料力学性能”课程主要面向金属材料工程和材料成型及控制工程两个专业授课。三峡大学这两个专业在电建、电厂金属、水工结构等方面具有明显的电力行业特色，结合行业工作需求，该课程在金属材料静荷载下的力学性能、金属的应力腐蚀和氢脆断裂、金属高温力学性能等章节的内容予以了强化，列举了一些行业相关工程实例。另外，因课程内容繁多、课时有限，教师将这两个专业涉及相对较少的陶瓷、高分子等材料力学性能予以了弱化，留出学生自学的空间。
3.注重理论联系实际，教学与科研相结合
在课程讲授中始终坚持理论联系实际的原则。例如在讲授材料理论断裂强度和实际断裂强度存在约3个数量级的差异时，一方面利用双原子模型推导出理论断裂强度，另一方面指出实验测试的断裂强度与之巨大的差距，由此指出这一现象是催生位错理论的原动力。当人们认识到材料中存在缺陷之后，利用断裂力学中的格雷菲斯理论可以较好地算出材料的实际断裂强度。在讲到材料的低温脆性时，列举二战中苏-德战争由于严寒使得坦克履带断裂等低温因素对战争的巨大影响，更真实地让学生了解材料低温性能的变化情况；在讲磨损的影响因素时，与人穿鞋的磨损过程类比，使学生贴近自身更好地理解磨损的影响因素和危害；在讲裂纹的河流花样时与长江的形态（源头、支流、主流、流向、宽度等）相类比，让学生形象、牢固、准确地掌握了裂纹的源头和走向。这种方式把理论与实际、实践联系起来，促进了学生对知识的理解、消化和应用。
“工程材料力学性能”是工程材料的四要素之一，是工程材料研究开发不可缺少的一部分。本课程中讲到的很多概念、现象和定律经常在科研中用到。例如研究生将不同角度的接头通过有机物连接起来，研究最佳的连接方式和破坏形式。如果学生能较好地掌握了微孔聚集断裂的微观断口特征（等轴韧窝，拉长韧窝，撕裂韧窝），结合连接断口的显微形貌与受力状况能很好地揭示接头的破坏形式和内在机理。将教学与科研相结合，在教学中引入科研经验与成果，将教学的基础性和科研的前沿性、时代性结合起来引导学生学以致用。
二、革新教学模式，提升教学效率和效果
1.采用构建主义教学方法
“工程材料力学性能”课程知识点繁多，很多与前导课程“工程力学”、“材料科学基础”相联系，较难理解。为改善本课程的教学效果，采用了构建主义教学方法。建构主义认为“学习不应该被看成是对于教师授予知识的被动接受，而是学习者以自身已有的知识和经验为基础主动的建构活动”。[3]它主张学习是学习者主动建构自己知识经验的过程，是通过新经验与原有知识经验的相互作用而不断充实、丰富和改造自己已有知识经验的过程。[4]为营造建构知识的学习环境，上课时一般先回顾上次的课程内容，从熟悉的内容导入。对于一些与前导课程有关的知识点往往结合前导课程内容展开，使学生借助已有的知识和经验，主动探索，积极交流，从而建立新的认知结构，丰富学生对本课程的知识。此外，在教学中教师与学生建立平等的师生关系，充分尊重学生的人格和自主意识，相信每个学生的智慧潜能和创造能力，倡导“基于问题”的学习模式，[5]根据教学内容在课堂教学中间穿插一些提问，激发学生思维的积极性，培养学生的问题意识，并引导、培养学生从不同的角度去思考、判断和解决问题，从而在问题的解决中学会学习、学会创新。
2.采用多媒体辅助教学
“工程材料力学性能”课程内容多、知识点零散、图表较多，书中许多抽象的内容很难通过语言的表述来讲清楚。[6]教师在教学过程中运用多媒体教学手段，将图片、文字、动画、声音和影像等多种媒体运用到课堂教学中，这样可以增强表现力，使内容更加形象、生动，使得材料力学的一些抽象概念易于理解，丰富了学生的感性认识，有利于激发学生的学习兴趣，丰富和活跃教学过程，充分调动了学生的学习积极性，提高了教学质量和效率。
3.加强网络教学，增加沟通改进渠道
计算机网络给工作和生活带来巨大便利。在本课程的教学中也将相应多媒体课件、部分习题、教案等内容放到学校建设的教学网页上，一方面可以让学生在空余时间浏览课件和相关资料，便于复习和总结，另一方面也可通过该教学网页和老师互动、探讨课程问题，也可提出一些改进的意见，便于教师改进、提升满足学生需求的教学效果。
三、充分发挥实验教学作用培养学生综合素养
材料的力学性能是建立在实验基础上，在特定实验环境、条件、测试步骤下获得的，因此实验是本课程重要的组成部分。如何通过实验环节提升学生的动手能力，加大对课程内容的认识深度，培养学生协作意识、工程素养是本课程实验部分仔细考虑的问题。在实验内容的开设上兼顾了基础实验与综合训练，同时注重与工程材料力学性能相关的理化检验工程师岗位能力培训相结合，[7]既保证学生能掌握特定的力学特征曲线（如应力应变曲线）或性能指标（如硬度、耐磨性、冲击韧性等）的测试方法、步骤和标准，加强对学生的基本专业技能，如文献检索、实验设备及相关工具的应用、实验数据处理及误差分析、报告总结等的训练，[8]又通过小组综合实验加强工程师岗位能力培养，让小组成员分工协作、设计、实施实验、分析数据、总结实验结果，[9]达到以实验为载体，培养学生动手能力、团队协作意识、沟通交流能力、工程素养的目的。
四、调整考核评定模式改善教学实效
课程的考核评定模式和最终成绩是调动学生学习积极性、培养学生综合素质的重要途径，也是反映老师教学实效的一面镜子。结合往届课程教学经验调整考核模式、命题形式、内容和成绩评定方法，努力做到从终结性课程考核模式向形成性评价方式转变，将理论考试与实践考核相结合、期中考试与平时评价相结合，实现过程控制，形成综合考核评定的方法。最终成绩由期末考试成绩、平时成绩和实验成绩三部分组成，各占70%、20%、10%。其中期末考试出题形式由填空、判断、选择、名词解释、力学性能指标说明、综合题构成，其内容覆盖每个章节，做到考核全面，力争反映出本课程对学生的基本学习要求：了解力学性能参数的物理意义，掌握基本概念；了解力学性能的测试原理，掌握测试技术，进一步理解所测的力学性能指标的物理意义与实用意义；掌握力学性能的宏观规律，并能用微观机理解释宏观力学性能的变化规律（以掌握宏观力学性能规律为主）；实验成绩单独考核、自成体系，由每次实验的分成绩组成。如果实验成绩不合格，课程总成绩就不合格（突出实验的重要性）；如果合格，其10%的分值成为总成绩的组成部分。平时成绩包括到课率、课堂表现、作业和课后小论文等。这种综合性考核评定模式减缓了学生对期末考试的压力，使学生能把更多精力投入到创造性学习和锻炼知识的综合运用中去，[10]也培养了学生信息资料收集、数据分析和科技论文撰写的能力。此外，成绩出来后，教师通过对卷面成绩、实验成绩和平时成绩予以分析，得出在哪些方面还存在不足，提出改进途径，以利改善后续教学实效。
五、结语
“工程材料力学性能”课程的教学必须依托学科专业特色，围绕教学内容、教学模式和手段、实验教学、考核与评定等展开全面多层次的教学改革，并在教学实践中不断地研究、完善、推陈出新，摸索出一条能充分调动学生主观能动性、培养出具有动手能力、协作意识、创新意识和高工程素养的社会实用人才新途径，使学生能有效地掌握本门课程知识并能在工程和科研中灵活运用。同时，该课程的教学改革也促进了教师教学水平的提高，完善了教师综合素养。
参考文献：
[1]王吉会，刘家臣，郑俊萍，等.“材料力学性能”课程的教学改革与实践[J].高等工程教育研究，2005，（S1）：79-81.
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[3]薛国凤，王亚晖.当代西方建构主义教学理论评析[J].高等教育研究，2003，24（1）：95-99.
[4]罗明东.当代教育改革新探索[M].昆明：云南科技出版社，2001.
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[8]叶荣昌，强文江，李成华，等.材料力学性能实验课教学改革探索[J].实验室研究与探索，2011，30（9）：136-138.
论文摘要:文章介绍了我校《材料力学》课程多媒体教学开展的情况，讨论了多媒体教学的优势以及在多媒体教学中存在的问题。证明先进的多媒体教学手段受到了学生的欢迎，它传统的教学方法的补充，更是挑战，再结合课程在网上的实现以及其它教学环节在网上的逐步实现.必将使多媒体教学方法更趋完善。
一、我校《材料力学知果程多媒体教学情况
上海理工大学力学教研室自2000 - 2001学年第一学期选择99级机械专科和汽车专科班进行多媒体教学的试点，取得经验后，在2000一2001学年第二学期开始在机械、动力、城建学院本科的多学时(64学时)《材料力学》课程中使用多媒体教学方法。到学期结束前，在学生中就多媒体教学问题进行了调查，共有339名学生参加了问卷调查。在间卷中，关于学生对多媒体教学的欢迎程序，统计的结果如下:
由此可见，学生对多媒体教学的效果基本满意对多媒体教学方法比较欢迎。
二、多媒体教学的优势及问题
1.优势
(1)使用多媒体的教学方法，最大的优势在于教学手段先进，教师可以在课堂上使用经过精心制作和编辑的文字、图像、声音和动画等，向学生清楚、生动地展示和讲解课程内容。由于内容能方便地重放和交叉回放，所以对于课程内容的重点和难点，能反复地讲解，对于前后关联的内容，随时可以调出讲解，这就极大地方便教师组织讲稿，使学生的学习能前后领会贯通。
(2)多媒体教学的信息量较大，在教学规定的学时内，使学生获取更多课程知识及相关的内容。
(3)使用多媒体的教学方法节省了板书的时间，就可以使教师有时间在课堂上对课程基本概念问题进行讨论，这对学生理解和掌握课程基本内容和基本知识是很有帮助的。以前，因为课程学时减少，所以课堂讨论和习题都无法进行，教师在课堂上疲于讲解课程内容，而教学环节中比较重要的习题课和讨论课却苦于没有时间而无法进行。现在使用多媒体的教学方法，这个问题就能得到较好的解决。
2.问题
(1)使用多媒体教学方法是否就能大大加快授课的速度呢?我们通过实际授课得到的结论是否定的。这是因为学生对于知识的掌握有其内在的规律，它需要有一个接受和消化的过程，盲目地提高授课的速度，反而欲速不达。因此，教师应该保持合适的授课速度，利用多媒体的先进教学手段，用大量的资料来佐证课程基本内容和重要概念，增加课堂讨论和习题讲解来消化和接受课程内容。
(2)长期以来，学生习惯于传统的授课方式，即教师在上面授课，而学生在下面记笔记。而改用多媒体教学方式，学生就有一个接受和适应的过程。在使用多媒体教学方法的初始阶段，学生的一个较普遍的反应是课堂笔记来不及记。对于这个间题，教师采取的措施是要控制好授课的节奏和速度，掌握好翻转屏幕的时间，有意识地让学生有一定的时间来记课堂笔记。同时也孺要向学生说明改进学习方法的必要性，使学生认识到对于一种新的教学手段，自身的学习方法应作出调整，在课堂上更应该注重于思考和理解。
(3)我们觉得在采用多媒体教学方法时，其它的相应措施也应该跟上。在这个学期中，我们采取的措施是将多媒体教案在学校的校园网上(该问题在后边再专题讨论)，同时，我们选编了一本《材料力学习题选解》发给学生，帮助学生正确地解答材料力学课程习题。这些措施受到了学生们的欢迎。
(4)多媒体教学是在多媒体教室中进行，它的教学环境与传统教室不同。这就对多媒体教室提出了较高的要求。首先，教学内容是通过投影仪投放到显示屏幕上，这就要求投影仪必须要有较高的分辩率和亮度，尤其是在较大的教室中，如果投影仪的分辩率和凳度不够，则坐在教室靠后的学生就难以看清屏幕上的内容，极易产生视觉疲劳。其次多媒体教室的音响效果也很重要，要保证声音清晰，过大的回声会懂学生注意力不能集中，也容易疲劳。除此之外，多媒体教室使用的计算机，包括硬件和软件应经常维护，使之处于最佳使用状态。如果在讲课过程中出现死机之类的问题，则会使教室的教学气氛
破坏，教学效果大打折扣。从对多媒体教室硬件设备合格程度的调查中，可以看出学生也希望多媒体教室的设备性能进一步提高。
三、《材料力学)课程教案在网上的
多媒体的教学方法是一种全新的教学手段，与传统的教学方法一样，也需要其它的配套措施相应跟上。因此，我们做了一项工作，就是在学校的校园网上多媒体教学的教案，它包括了课程的理论教学内容、课堂演示的图片、讲解的例题、问题的讨论和习题的解答。这样，学生就可以非常方便地、随时在学校的校园网上查到课程的全部教学内容。学生完全不必为在课堂上来不及记笔记而烦恼，在课堂上可以更加集中精力去理解和思考教学内容，在课后也能很容易地在网上进行复习。所以，在网上课程教案是一项十分重要的教学环节，我们正努力地进行着这项工作，争取把它做得更加出色和成功。
四、课程的其它教学环节在网上的实现
本专业主要培养具备能从事各类工程建设的场地评价，岩土体特性分析，特种地基加固处理，地质灾害评价与治理等地质工程领域的各项工作的高级工程技术人才。
二、培养要求
毕业生应获得以下几方面的知识和能力：
具有较扎实的自然科学基础，了解当代科学技术的主要方面和应用前景，熟悉地质工程勘察、设计施工。 掌握工程地质、工程力学、岩土力学的基本理论，地下工程、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识，掌握有关电工、工程测量与试验、施工技术与组织等方面的基本知识。具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的能力；具有综合应用各种手段（包括外语工具）查询资料、获取信息的初步能力。熟悉国家有关工程勘察，建筑工程等方面的政策、规范和法规。具有进行工程勘察、设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。
三、主干学科 地质工程
四、主要课程
英语、高等数学、大学物理、普通化学、计算机基础、材料力学、结构力学、岩土力学、建筑材料、钢筋混凝土结构、道路勘测与设计、地下结构、施工技术与施工组织、地质工程经济与企业管理。
五、主要实践性教学环节（内容、要求）
设计1——钢筋混凝土课程设计
时间：1周
内容：钢筋混凝土结构
目的与要求：
通过本课程设计，使学生进一步掌握钢筋混凝土结构设计的基本原理、方法和步骤。受到钢筋混凝土结构设计的初步训练。设计分两部分进行，一部分为钢筋混凝土楼盖设计，一部分为单层厂房结构设计。要求学生完成相应的计算说明书及结构设计图纸。
设计2——岩土体工程课程设计
时间：1周
内容：岩土体稳定性评价、岩土体工程设计
目的与要求：
通过本课程设计，使学生进一步掌握岩土体稳定性评价及岩土体工程设计的原理、方法和步骤，受到岩土体工程设计的初步训练。要求学生在教师的指导下，完成相应的计算说明书和设计图纸。
设计3——基础工程设计
时间：1周
内容：根据工程地质勘察报告及有关资料选择基础方案，并进行设计、计算、绘出施工图。
目的与要求：
通过本课程设计，使学生进一步掌握基础工程设计的原理、方法和步骤。受到基础工程设计的初步训练。要求学生在教师的指导下，完成相应的计算说明书和设计图纸。
测量实习，安排在第5学期，时间1周，内容为工程测量，要求学生在实习结束后，编写一份实习报告。
认识实习，安排在第4学期，时间3周，内容为地质认识实习。
教学实习，安排在第6学期，时间7周，内容包括工程地质勘察、原位测试、室内资料分析与整理。要求编写一份实习报告。
毕业实习及毕业设计（论文），安排在第8学期，时间12周。
毕业实习及毕业设计（论文）是实现本科培养目标的重要阶段，是学生学习、研究与实践成果的全面总结，也是对学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验。通过毕业实习和毕业设计（论文），使学生达到工程师工作能力的初步训练。
要求：选题尽可能结合生产实践，做到一人一题，要求学生在教师的指导下，独立完成毕业设计（论文）。
答辩：毕业设计（论文）完成后，由系统一组织答辩。
六、主要实验
室内试验（岩土物理力学性质测试、建筑材料试验等）、野外现场试验（岩土物理力学性质现场原位测试、工程监测及检测等）
七、最低毕业课内总学时：2500学时
最低毕业总学分：模块A：176学分+分 模块B：178学分+7学分
关键词：力学 课程体系 优化 考试改革
为改革本科课程体系结构和教学内容，加速构建应用型大学本科教育教学体系，学校按“上手快，后劲足”的要求，按学科大类设置平台课程并加速建设，促进平台课程精品化。
1 建设目的
（1）按照应用型大学人才培养新模式，探索按学科大类进行人才培养和组织教学工作，整合教学内容，优化课程体系结构，夯实和拓宽学生的基础，增强学生的发展后劲。
（2）整合与优化校内教学资源，构建学科大类教学平台，进一步提高教学质量和办学效益。
2 建设内容和范围
学科平台课程建设主要针对学科基础课程，分为纵向和横向两类课程。
纵向平台课程建设包括两大类专业：一是属于不同学院、专业方向不同的专业，如机械工程、船舶工程、土木工程、测绘工程；二是同类或相近专业。各学院原则上不能重复开设相同的平台课程，只能由教学质量较高的学院为主开设。
横向平台课程是指教学覆盖面大的学科基础课程。建设重点是：一方面要整合不同专业的教学资源；另一方面要改革教学内容、教学手段和教学方法，形成若干统一的模块，形成特色明显的模块化、网络化精品课程。
3 建设目标
（1）教学条件建设
①建立完善的教学大纲和教学要求，明确基本要求，突出重点、难点；
②建立齐全的教学文件档案；
③建立和严格执行互相听课、教研活动（每学期2-3次）等制度；
④完善开发《理论力学》、《材料力学》网络教学课件并实现网上运行；
⑤完成并出版能反映课程内容体系改革的模块化教材DD《理论力学》、《材料力学》、《工程力学》教程；
⑥编写与《理论力学》、《材料力学》和《工程力学》配套的习题集。
（2）教学改革
①课程内容改革既要注重使学生能建立扎实的力学基础，又能加强对学生创新思维的培养；
②在采用多讯道教学手段的同时，根据授课内容采取启发式、讨论式等教学方法，在不增加课时的情况下，加大教学信息量；
③严格考试要求和评分标准，坚持课程组统一（背靠背）命题、流水作业评分，实现学生整体考试成绩呈正态分布，并进行考试方法改革和探索，实行闭卷考试和实验考核相结合的考试方式。
4 建设程序
争取通过学校运用项目管理方法，加强学科平台课程建设与管理。学科平台课程建设程序如下：
（1）学校根据发展规划和教学改革需要，提出建设学科平台课程的需求。相关学院根据建设需求，推荐学术水平高、教学经验丰富、工作责任心强的教师申报学科平台课程建设项目。
（2）项目申报人提出学科平台课程建设规划和实施方案，组织相关教师进行认真论证，论证通过后报学院批准。
（3）学校组织有关专家对项目申报人提交的平台课程建设规划和实施方案进行审核，经专家审核通过后正式立项。学校与项目负责人及其所在学院三方签订《平台课程建设合同书》。
（4）学校根据《平台课程建设合同书》对建设项目进行进度管理、经费管理和质量管理。
（5）各学院根据学科平台课程建设实施方案，结合所设专业的人才培养目标和教学需要，选择相应的学科平台课程模块，制订所设专业的“本科综合培养计划”。
5 存在问题及成因分析
（1）教学方面
在开设力学的同时，开设高等数学，由于高等数学不过关，导致力学的教学过程中数学相关计算的问题并没有深入；同时由于部分学生基础较薄弱，因此对较难的知识教学中并没有完全突破。部分学生对于力学的学习兴趣及重视度不够。在教学中要注意引导学生克服中学学习内容少，老师讲课慢、细，课堂消化等特点。尽快实现学习方法上的转化，尽快适应大学学习。
（2）考核方面
以往的考核方式大部分是“重结果轻过程”。考核方式期末闭卷70%，平时30%左右。考试试题和平时作业多是识记性题目和模拟性业务题，大多只有固定答案，内容主要为各章节知识点的验证，平时作业或者有少量调研分析，案例讨论，但因为平时成绩占比重低，学生不重视，难以达到能力考核的作用。 因为对于教师而言，知识传授更容易些，而组织重在能力培养的启发式教学；对学生而言，完成识记性的作业更容易一些；而案例研讨、案例设计、企业实务调研、撰写课程论文等作业难度较大，但可以拓展学生的知识面，训练学生自主获取知识的能力和发现问题、分析问题、解决问题的能力。
6 对策及改进措施
（ 1）考试的内容改革
以期末考试为主，在期末考试中，制定完整的理论考试试题，将其作成标准化试题，试题要适合应用型人才培养的特点，难易程度适中，题目多样化。
加大设计题的难度，培养学生的实践能力，将理论充分的应用到实践中，将理论和实验充分的结合。
（2）转变观念，树立“能力”培养
在考核形式上采取多样化的考核形式，最终评定的考试总体包含了两部分的内容：理论考试环节和课堂提问环节。在整个考试体系中突出应用型人才的特点。
（3）平时成绩改革
平时成绩主要是对日常出勤情况、课堂表现、实验实操、作业完成情况的考核。
7 建设成效
（1）教师资源得到合理利用，原来的单班授课改成合班，既节省了开支，又优化了资源。
（2）硬件资源得到充分调配，教室使用率得到优化，实验设备利用充分，网络教学更加合理。
（3）管理资源趋于规范，教学档案条理清晰，便于操作。
（4）通过改革考试成绩明显提高，本届工业工程专业学生73人，其中：优秀16人，占21.92%，良好25人，占34.25%，中等17人，占23.29%，及格8人，占10.96%， 不及格7人，占9.59%，平均分78.99。往届工业工程专业学生90人，优秀12人，占13.33%，良好32人，占35.56%，中等14人，占15.56%，及格13人，占14.44%， 不及格19人，占21.11%，平均分72.31。考试中各项指标都有提高，说明改革成效突出。
参考文献
[1]钱令希，钱伟长，郑哲敏，等.中国大百科全书（力学卷） [M].北京：中国大百科全书出版社，1993.
论文摘要:着重介绍在中等职业技术学校水利工程类、电厂类等工科专业教学中如何把工程力学理论知识与工程应用实例结合起来,激发学生学习的积极性和主动性,全面提高教学质量。
广博的知识和出色的语言表达能力是做好教学工作的基础,但教学工作的成效,归根到底要看学生对知识的掌握情况,这就要求教师有针对性地研究教学方法,研究学生的心理特点,让力学知识与学生的其他专业课程以及工程技术实际活动有机地结合起来,让学生充分感受到专业技术的魅力,帮助学生消除厌学情绪,激发学生学习工程力学的兴趣。
近几年来,笔者承担了水利工程类、电厂类等工科专业班级的工程力学课程教学工作,在实际教学活动中积累了一些经验,现提出来与大家探讨。
一、“亲其师而信其道”
学生热爱一位教师,就会“爱屋及乌”地喜欢这位教师所进行的教育教学活动,因此,在教育活动中,与学生建立良好师生关系,成为学生喜爱的老师,是教育获得成功的前提条件和关键因素。
二、引导学生认知力学
工程力学:包括理论力学、材料力学和结构力学,是中等职业学校电厂类、水利工程类等工科专业的专业基础课,其理论性强,而且与专业课、工程实际紧密联系,是科学、合理选择或设计结构(或构件)的尺寸、形状、强度校核的理论依据。在教学中,我们往往称之为“一座桥”,具有承上启下的作用。也就是说,学好工程力学,为后续专业课的应用和拓展奠定了很强的理论基础,也为学生毕业后正确分析和解决生产中有关的力学问题提供了知识上的保证,对提高学生的实际操作水平和技术应变能力都具有至关重要的作用。
三、加强直观性教学
课堂教学过程中,结合教学内容,尽量使用教学模型和实物进行教学演示,如讲解“工程中常见的几种典型约束”时,让学生看固定铰链联接的模型;讲解“空间力系”时,看直角平行六面体;讲解“齿轮的受力分析”时,让学生看斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮。通过工程实际和教学内容相结合,工程实物与力学模型相对照,即可使学生增加有关工程和机械方面的感性认识又能促进理性认识,使感性认识和理性认识并行发展。
四、联系生活实际
如果教师能把抽象难懂的理论,化为具体易懂的实际。这样,既可以活跃课堂气氛,又可以使学生加深理解,加强记忆。例如在讲静力学公理一节“作用与反作用公理”时,我问学生:如果大家想买一个弹簧秤,并想校对一下它的精度时应该怎么办?学生回答:秤一个已知重量的实物。我又问:如果没有实物呢?多数同学都沉默了,这时我拿出两个弹簧秤,并使两秤水平钩在一起,然后用手施力于弹簧秤上,这时同学们恍然大悟说:两秤的读数相同。我解释道:这就是作用力与反作用力,同学们可以用这种方法通过对几个弹簧秤的实验,就可以买到一个标准的弹簧秤。
五、尊重、关心学生
用心去呼唤,让每一个学生都感受到老师不但没有忽视他的存在,而且对他很重视,很关心。由于职业中专学生的基础差异较大,多数学生正处于青春期,思想波动很大。有的学生想学但自控能力差,管不住自己,尤其是基础差的学生,如果他们认为老师忽视了自己,看不起自己,就可能引起逆反心理,导致自暴自弃的不良后果。针对这种情况,我采用的方法是,首先尽快了解每一个学生,记住学生的姓名,特别是对基础差的学生的姓名脱口而出。辅导时基础差的学生往往不能提出具体问题,我就主动和他们谈些简单易懂的问题,对汉语较差的朝族学生注意多交流,多辅导。使这些学生感觉到老师是在真心帮助他们,从而唤起他们的学习热情。在对待学生方面,我一直坚持没有不可原谅的缺点,也没有不值得表扬的成绩的原则,这样学生和老师的心就被拉近了。
六、因材施教,进退适度
根据学生的接受能力和心理特点制定有效的教学方法。就教师而言,我认为教师是在传授知识,而不是卖弄知识,教师要考虑到学生的接受能力,做到该讲的要讲,不该讲的不讲,该快的地方要快,该细的地方又要讲细。如果讲快了,讲多了,学生接受不了,效果不佳。可是在一堂课中对一个问题重复过多,学生就会感到罗嗦、厌倦。造成学生的注意力不集中,思想涣散,课堂气氛沉闷,往往效果更差。针对这种情况,我采用“紧凑、联想”的教学方法,收到了较好的效果。“紧凑、联想”就是快慢适宜,不罗嗦,每讲一个问题都尽量联系到相关的内容,这样既帮助学生复习了以前的内容加深了记忆,又增强了学生举一反三的能力,例如在讲《材料力学》四种基本变形:“弯曲变形”时。我首先要以提问的方式或抢答的办法复习以前将的三种基本变形。即轴向拉伸和压缩变形,剪切变形,圆轴的扭转变形。另外《理论力学》中的三种力系:平面汇交力系,平面力偶系,平面任意力系。《结构力学》中解超静定结构的三种方法:力法、位移法、力矩分配法。都可以通过对照、比较的方法讲授,这样不仅使学生加深了对课堂内容的理解,又抓住了学生的思路。培养学生有一个良好的听课习惯。
七、结束语
“传道”须有术,作为知识传播者的园丁,必须在教学工作中不断研究,不断地创新,方能达到更好的教学效果。大文豪肖伯纳说过:你有一个苹果,我有一个苹果,相互交换,每人仍是一个苹果;你有一个思想,我有一个思想,互相交换,每人就有两个思想。这个富有哲理性的比喻。我想,对于我们教师间教学经验的相互交流很适用。
参考文献:
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[4]尚作萍,杜成斌,陈定圻等.理论力学创新思维启发教育的探索与实践.力学与实践,2007,(29):80-81
【论文摘要】：文章针对《工程力学》教学中面临的学生不够重视、缺乏学习兴趣和学生听的懂却不会分析解决实际问题的两大难题，分别从让学生认识到学好该课程的重要性是最重要的第一步，激发学生的学习兴趣是必由之路，培养学生分析解决问题的能力是归宿三个面探讨了提高《工程力学》教学质量的方法和途径，对改进《工程力学》的教学方法具有一定的参考价值。
《工程力学》是一门技术基础课，它主要包括理论力学和材料力学两大内容。学生通过对本课程的学习，为他们将来学习专业技术知识，分析和解决一般机械工程实际问题，提高技术水平打下坚定的基础。
当前，《工程力学》教学的现状面临着两大难题：一是学生对该课程的重视程度不够，缺乏兴趣，花在对该课程学习上的精力和时间也就相对较少，学习效果不好；二是课堂教学中教师只限于把教学内容讲清，而忽略对学生能力的培养，学生能够听懂课，故结合自己的教学实践对以上问题加以探讨。
第一、必须让学生充分认识到学习《工程力学》的重要性和学习的“难度”，从而重视这门课的学习，这对提高《工程力学》教学质量来说就迈出了最为关键的第一步。
1. 教学中要让学生清楚《工程力学》是工程类专业人员必须掌握的非常重要的专业基础课，它直接关系到许多后续专业课程的学习。而且《工程力学》还是现代工程技术的基础，无论是机器的自动控制和调节、机械和结构的设计、机器和结构振动的研究，还是新型材料的研制和利用等，都需要《工程力学》的知识。另外，力学的发展是社会发展的反映。封建社会前出现的是简单的省力工具和机械。封建社会中各种形式、不同规格、多种材料的宫殿、宝塔等土木建筑大量出现，都体现出结构上的精巧，构件及材料的合理利用。到了近代，各工业先进国家在各个科学技术领域和工程建设中，《工程力学》的基本原理和计算方法得到了更加广泛的应用。
2. 教学中还要正确引导学生辩证地认识学习中会遇到的困难。学生由于未接触过具体的工程实际问题，缺乏必要的感性认识，因此在学习中往往知其然而不知其所以然，听起课来似乎理解，但一接触具体问题就感到力不从心，部分学生存在着畏难情绪。所以要引导学生辩证地看待这种“难度”，并且还要帮助他们树立克服困难的决心。
第二，教学过程中要想方设法，激发和培养学生的学习兴趣，调动学生的学习能动性，这是提高《工程力学》教学质量的必由之路。
l. 通过科学家的故事和科技新成就的教育，激发学生的学习兴趣。教师在上绪论课时就要巧妙地设计教案，把力学科学史、科学家传记和科学新成就介绍给学生，使学生对力学由陌生进而产生兴趣。如瓦特发明蒸汽机；茅以升造桥；阿基米德创立机械学和流体力学，发现杠杆定律和阿基米德定律；哥白尼创立日心说，写下不朽著作《天体运行论》的故事等等。这样可缩短学生和力学的距离，激发他们学习力学的兴趣。其他再如亚运村的建设，葛洲坝工程和西部大开发等，更能激发学生学习的豪情壮志。
2. 采取多样的教学形式，创造一个轻松课堂氛围，也有利于调动学生的学习能动性。学过《工程力学》的人都有这样一种感觉：概念多，理论性、逻辑性强。理论力学分析、计算灵活多样；材料力学计算公式繁多、复杂，实践性强。如果教师不采用适当的方式进行教学，则很难提高学生的学习兴趣。在教学中，应该适当选择一些题目让学生先做，使其感到原有的知识不够用，那么当教师讲授新知识时，他们的注意力自然会集中到这里来，教学效果就不言而喻了。如在讲授转动惯量这一概念时，可以先让学生回忆一下质量的概念。质量是平动物体惯性大小的度量，即同样的力作用在不同质量的物体上，质量大的物体运动状态改变就要慢一些，同样，对于两个不同的转动物体，在相同力矩作用下，其运动状态的改变与什么因素有关呢?这样，就让学生感到自己所学的知识还不能回答这一问题，渴望对新知识的了解。再如讲到“力的平移定理”时，可提出“同学们在钳工实习中，用丝锥工具制丝扣时，为什么必须用双手均匀扳动绞杠?”最后总结规律，得出结论。这样就体现了以教师为主导，学生为主体的教学思想，既有利于培养学生分析和解决问题的能力，促进知识和技能的学习，又可以提高学生学习《工程力学》的浓厚兴趣。教师设问时需充分挖掘知识的内涵，吃透教材，找出与之相关的若干知识点。还可以改变传统的被动教学模式为启发式师生互动模式，教师提前公布教学计划包括内容和进程，要求学生提前预习。上课堂时教师首先通过一系列的问题检查学生对所预习章节内容的理解，也可以学生提问，教师解答，下课前要总结，并对下一次课将要讲的内容、主要概念和定理作简要介绍。另外，还可以运用实验、电教等直观教学手段，可加深学生对《工程力学》的认识同样可以激发和培养学生的学习兴趣。 转贴于
第三、理论联系实际，培养学生分析问题和解决问题的能力，这是提高《工程力学》教学质量的归宿。
【关键词】《力学设计与操作》 综合能力 课堂 实验 竞赛
一、前言
现代高等教育要求重点培养学生的科学素养、创新和实验研究能力。为实现本科教学“以培养目标为导向，以学生为中心”的教学目的，全方位提升学生的综合能力，我校《力学设计与操作》课教师积极探索教学改革，设置与工程紧密相关的教学内容，开发综合性、设计性和研究性的实验教学内容，培养和提高学生的创新能力、动手能力和团队合作能力。在促进教学方面，相关教师每年积极组织并指导学生参加周培源全国大学生力学竞赛和上海市大学生力学竞赛，指导学生参加各类创新实践活动，引导学生的学习兴趣，激发学生的创新潜能，以实现培养学生实践创新能力的目标。
二、研究方法
在选修《力学设计与操作》课程之前，学生们已经学习了必修基础课《理论力学》，正在或已经学习了必修基础课《材料力学》，直接去解决复杂的工程实际问题难度依然很大。因此，教师可以把一些典型的工程实际问题抽象简化成相对简单的力学问题和模型，在课堂上只提出问题，而不给出解决办法，采取这样一种方式去激发和培养学生的创新意识和实践能力，让学生能够直接应用已学的理论知识和方法，进行方案设计，计算分析，动手实践，从而解决力学问题。同时，为增强课程的趣味性，活跃课堂气氛，让学生自由组成小团队制作实物进行比赛，如此可以培养学生的团队合作能力和上进心、荣誉感。然后让比赛获胜的团队学生发言，在课堂上共同讨论其设计方案中所用到的知识以及实验的经验体会，进行合理性论证和总结，从而锻炼他们的表达能力，教师还可加以点评和提炼。课程结束后，让学生撰写论文，对课程进行回顾与反思总结，实现思维能力的不断提升。有些学生某项或者某些知识并不扎实，在写论文的过程中就能充分意识到自己的不足。教师要营造“比学赶帮超”的学习氛围，打通学生各门功课之间的学习障碍，融会贯通，实现贯穿式教学。要通过有趣的课堂吸引学生，将学生囊括在师生和谐的大家庭中，点燃学生的学习和激情，激发学生的活力和创造力，提升学生的创新实践能力。《力学设计与操作》课程，就是教师基于上述理念开课并实施的。课程命名教师是这样构思的：既需要学生自主设计，又要求学生亲自操作。将课程设置为专业选修，是因为需要先修《理论力学》和《材料力学》这些专业基础课。
探索了全新的教学模式，就要在教学方法上灵活创新，使课堂以学生为中心，注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生自主学习的能力。学生对创新制作兴趣高，学习进步快。设计制作和创新活动容易激发学生学习经典专业知识的积极性，有利于培养学生的专业感情，培养学生的创新精神和创新能力，特别是在培养学生如何将工程实际问题化为一个工程力学问题，如何应用科学的理论方法和实验方法求解工程力学问题等方面有着积极的作用。
三、结果与结论
《力学设计与操作》课程从2013―2014学年春季学期首次开课以来，在教学方法、学生学习体验和评教方面得到学生们一致好评。因场地人数限制，应学生们强烈要求，增设为春、秋两季都开课，仍然供不应求。在教务处匿名评教网站，学生对该课程评分为97.70分。学生对该课程的文字评价有：“很幸运能选到《力学设计与操作》这门这么好玩的选修课，很幸运能跟马老师和这么多的同学在一起学习，很幸运能认识这么多有创意的有趣的伙伴们。在这门课上，我们组收获了很多，也学到了很多。这门课让我们组的成员更加喜欢机械，喜欢力学了。”“在学习这门课程过程中，我们都受益良多，我们学会了遇到问题后如何快速地找到问题关键并寻找方式解决，学会了在团队合作中如何与大家齐心协力解决问题，学会了在意见不同时如何更好地协调中和。非常感谢学校设置这门课程让我们学习，感谢带领我们攻克那么多问题、上课幽默风趣的马新玲老师，感谢同学们的积极参与和合作。”“《力学设计与操作》这门新颖并且充满趣味的选修课着实令我们在这个学期收获颇丰。这门课为我们提供了提升动手能力的广阔天地，给我们创设了灵活运用力学知识的平台，并且让我们更清晰地认知到我们思维的局限与优势，最重要的是激发了我们的创造力。”“向老师表示感谢，希望后来的同学能积极地选修这门课程。如同开课时的火爆场面那样，这门课程的收获绝对使你终身受用。”“它不像别的课程那样，课堂上沉闷单调，索然无味；相反，我们在整个过程中充满了欢声笑语，近3个小时的课堂总是让我们觉得那么短暂。”“这门课程充分激发了大家的兴趣，培养了组员们的实践能力，更锻炼了宝贵的团队协作能力，是一门深受大家喜爱的选修课，希望将来能有越来越多的人感受到这门课的魅力！”
开设《力学设计与操作》这门课程，将课堂、实验和竞赛相结合，探索全新的教学模式，探索本科生创新教育，拔尖创新人才培养的新模式，调动学生的学习兴趣，提升学生综合能力，提高本科教育质量，全方位提升学生的创新实践能力，收获了良好效果。
【参考文献】
[1]李俊峰，任革学.鼓励独创注重实效深化理论力学教学改革[J].力学与实践，2000，22（06）：55-56.
校企联合培养依托行业发展，以培养应用能力为主线，通过构建适应现代经济发展、以市场为导向的“零距离”实践教学体系、与市场“零距离”接轨的教材体系和基于就业需求的“零距离”素质拓展培养体系，培养接地气的高素质行业人才。问世以来，不仅对各国经济发展起了积极的促进作用，而且大大提升了学生就业的适应性。通过借鉴国外成功模式，我国高校与企业积极探索和发展了多种校企联合培养模式，例如：大学科技园、校办企业、国家产学研工程、“产学研”联合培养基地和校企联合培养基地等，联合培养本科人才、工程硕士、硕士研究生和博士生。
在湖南省教育厅的支持下，国防科学技术大学航天科学与工程学院(简称国防科大)与株洲时代新材料科技股份有限公司（简称时代新材)合作建立了湖南省复合材料研究生培养创新基地，探索联合培养材料科学与工程领域全日制硕士和博士研究生(课程学习在高校，课题研究在企业）、合办工程硕士研究生班、合作培养博士后研究人员的模式和方法。笔者正是该创新基地培养的博士研究生，现作为教员，对校企联合培养博士研究生的探索和实践，有些微体会。
一、产学研深度融合是校企联合培养共赢的基础
校企联合培养追求“高校一企业一学生”共赢的目标。理论上，共赢目标的愿景无限美好，但实际上国内外不断实践和探索的结果却不尽如人意，原因在于、共赢”必须以产学研深度融合为基础。深度融合，则“共赢”枝繁叶茂;不然，则空空如也。
根据邢素丽等人的论述，产学研深度融合应包括:（1)需融学科和产业、学问和技术、基础研究与工程应用内涵于一体；（2)需融高校科研、企业课题、国家和省课题内涵于一体;（3)需融高校学科优势、企业需求内涵于一体;（4)需融新技术、新需求、新理论、新应用内涵于一体。在产学研深度融合的基础上，以研究生培养创新基地为平台，发挥校企各自优势，促进不同领域、不同范畴、不同层次等之间的融合，为研究生营造创新环境、激活创新动力、提升创新水平、增强创新能力。
国防科大与时代新材料，以共同研发兆瓦级复合材料叶片为契机，深度合作，联合培养博士研究生，实现共赢。兆瓦级复合材料叶片研发需要解决四大关键技术:气动布局、结构、制备和全尺寸测试。气动布局直接关系叶片捕捉风能的效率和风能的利用率;合理的结构设计是确保叶片安全运行20年的保证;叶片效能的最终实现，关键在于如何制备出质量稳定的兆瓦级复合材料风电叶片，难点包括模具设计与制备、工艺设计与实现、制备控制与效率等，稍有不慎，整个叶片制备失败或质量差下，动辄就是百万级别的经济损失；制备完成后，在国际认证机构(例如船级社）的监视下，完成全尺寸静力测试和疲劳测试考核，才能获得市场准人资格。
国防科大充分利用自己气动设计、结构设计、大尺寸复合材料整体成型制备和大型构件全尺寸测试等方面的学科优势，结合时代新材资金、场地和人力，共同研发了1.5~4.0MW、低风速型、超长型、海上超大型等多款兆瓦级复合材料风电叶片并实现产业化，目前相关产品巳在国内外50多个风场装机运行，为国家新能源战略计划做出了重大贡献。该项目校企联合培养的博士研究生(笔者)全程参与了兆瓦级复合材料风电叶片气动设计、结构设计、成型制备和全尺寸测试的所有工作，涉及空气动力学、结构力学、复合材料力学、流体力学、复合材料学、流变学、热力学、化学等多学科知识，理论知识在工程实践中得到了很好的应用，同时以超大型碳纤维复合材料风电叶片为研究背景，针对结构设计和成型制备过程中的物理、化学变化机制，发表学术论文10余篇(其中SCI源刊8篇，EI源刊6篇），申请国家发明10余项，获湖南省科技进步一等奖1项，顺利完成博士毕业论文研究，相关研究成果支撑了2项科技鉴定成果。高校一企业一学生三方共赢，其根本原因就是校企合一，深度融合！
校企联合培养博士研究生通常是两段式，即课程学习阶段在高校进行，完成基础理论课程学习；学位论文培养阶段在企业进行，参与企业科研项目，完成学位论文。学位论文阶段，如果没有产学研深度融合，博士生难以顺利完成学位论文研究。困难主要是人、财、物三方面的保障问题，此问题对于材料科学与工程专业尤为突出。博士生在企业进行课题研究，往往是单枪匹马，企业的性质决定了难以给博士生配备助手，而很多论文的实验研究是必须有帮手才能完成。比如，我们采用光学测试系统监测大型风电叶片极限载荷下的变形，需要十几个助手才能完成，在企业往往一个助手都没有，如果不是深度合作，此类实验就无法完成。此外，材料学科开展研究通常需要购买大量的原材料，购买原材料的资金谁出，如果没有明确，学生就不知所然，如果高校出，学生只能通过高校购买平台进行购买，来回奔波，疲于奔命，浪费大量的精力和时间;假设企业出资，如果需要层层审批和控制，以学生一己之力，难以协调。因此，校企联合培养，深度合作，解决博士生资金和资金使用问题，是保证其论文课题顺利开展的前提。
二、双导师制是校企联合培养成功的保障
校企联合培养，采取双导师制培养方式，即由校方导师与企方导师组成导师组共同指导研究生。校方导师为主导师，企方导师为副导师。校企联合培养课题论文阶段在企业完成，这种双导师制，很好地解决了导师随时指导、监督和协调的难题，可以确保校企联合培养研究生(包括硕士生和博士生)顺利完成论文研究。
两导师的分工，有专家提出，选题确定后，由企方导师负责工作安排、现场学术指导、学位论文的初审；校方导师根据研究生论文题目及培养人才的需要，负责研究生培养计划的制定、学术指导、论文审阅与组织论文答辩等工作。校企双方导师及时交流，共同解决在创新基地研究生的科研和生活中出现的问题。学生每月按时向校企双方导师汇报工作学习情况，双方导师填写《指导情况记录表》，及时指导学生。这样，既保证了研究生培养要求，又充分发挥企业优势，加强科研实际训练，提高研究生的理论与实践能力。
以亲身经历而言，两导师的分工，笔者有不同的看法。企方导师的精力首先是以企业为主，负责企业的各种任务，目前令人尴尬的情况是:企方导师根本无暇顾及学生论文的指导，更别谈负责工作安排、现场学术指导和学位论文的初审。因此，笔者认为，校方导师不仅要负责研究生培养计划的制定、学术指导、论文审阅与组织论文答辩等工作，还要负责工作安排。这肯定有人会问，如果这样是不是就不需要企方导师了？答案是当然需要，而且非常必要，只是角色定位应该是负责人、财、物的协调，保证学生论文的顺利开展。人、财、物的协调对于学生开展论文工作至关重要，而且对于企方导师来说，往往易如反掌。研究生，特别是博士研究生，通常都具有高度的自觉性，每周或每月定期向校方导师汇报论文进展情况，完全可以做到积极主动，这样校方导师综合研究的学术和应用价值，与学生一起讨论制定研究方案、工作安排也是水到渠成的事，而且高效可行。
双导师制是一种很好的校企联合培养模式，但必须结合实际情况，合理分工，才能保障校企联合培养的成功，否则，就是纸上谈兵，空谈误人。
三、完备的创新平台是校企联合培养可行的前提条件
有了产学研深度融合的基础、双导师制度的保障，校企联合培养博士研究生是否可行，还取决于一个重要条件一一完备的创新平台。
国防科大与时代新材校企联合培养博士研究生，之所以行之有效，一个重要的前提条件就是时代新材拥有一个新材料检测中心，该中心具有材料科学与工程专业实验研究所需的多数检测设备和系统，即便是需要搭建平台，该中心也能快速完成。笔者博士论文涉及的实验和检测，几乎都是在该中心完成。假设时代新材没有该检测中心，即使是简单的力学性能测试都需要在高校完成，那么学生必然疲于奔波，留给论文研究和项目开发的时间还会剩多少？因此，一个开展论文课题研究所需的创新平台，对于校企联合培养博士研究生，实在是太必要了！如果没有，笔者建议不要轻易提校企联合培养，高校和导师要慎之又慎，以免误人子弟！
四、结语
综上所述，校企联合培养博士研究生只有建立在产学研深度融合的基础之上，结合实际情况，通过双导师制给予保障，企业拥有开展论文课题研究的创新平台，才能实现高校一企业一研究生的共赢。
论文摘要:应用型普通本科院校主要培养直接面向市场和生产一线的高级工程应用型技术人才。这对学生各方面素质的培养提出了较高的要求。为此，我们以培养应用型创新人才为目的，从工程力学教学的现状入手，对工程力学理论和实验的教学模式、教学内容和教学方法等方面展开深入的研究与实践，以提高教学质量。针对高校机械类专业工程力学教学中常见的几个问题，分别从课程内容和授课方式两个方面讨论了工程力学课程教学改革的思路。
一、引言
应用型本科院校是现代大学适应于市场经济的需要而产生的，以培养高素质的工程应用型技术人才为主。这就对学生的专业知识培养和专业素质训练等提出了相应的要求。为了适应新的形势，我们以培养学生的能力为根本，强化突出理论学习能力、社会实践能力、技术应用能力和创新能力，以培养应用型创新人才为目的，对工程力学课程的教学模式、教学内容和教学方法展开深入的研究。对于机械类专业学生来说，工程力学是一门非常重要的专业基础课，它是从基础课过渡到专业课的一个桥梁，但是在笔者近年来的教学实践过程中，却发现存在一些问题。
二、教学中总结的问题
1.认识不够深入
学生对这门课的重要性认识不足。而学生对这门课不够重视的主要原因有两个，其一是认为工程力学跟机械类专业没有多大关系。曾经有学生这样问我:“老师，我们的专业是车辆工程，我感觉力学课跟我们的专业没有多大关系，为什么我们还要花这么大力气，费这么多学时来学习这门课啊?”。所以很多学生都认为工程力学这门课又难学又没用，所以就不会予以其足够的重视。另外一个重要原因是因为学生认为工程力学不过是物理课程中力学部分的延续，没有什么新鲜内容，从而就放松了力学的学习，课堂上不仔细听课，课下不认真复习。一段时间后想认真学了，却发现已经跟不上了。这样，工程力学根基就扎得不够牢固，从而就直接影响了后续机械原理以及机械设计等相关课程的学习，并且将来考研也受到了相当影响。
2.教学方式问题
在工程力学中更大量的是一些方程的列写和相关公司的推导，这些内容如果仅仅依靠多媒体播放，大量的公式一带而过，学生如走马观花一样，表面上学了更大量的知识，其实并没有多少能够深入心中。如果这些内容采用板书教学，在黑板上一笔一笔的推导，必然会给学生留下深刻的影响，对相关公式定理的应用也会有更深刻的认识，学生的数理基础也会有一定的提高。
3.教材问题
工程力学包括理论力学和材料力学，其自身的严密体系决定了这门课是偏重理论推到的，因而现在通行的大多数教材中所载内容与工程实践联系较少。工程力学中一些要重点掌握的内容往往在后续的诸如机械原理、机械设计中用到得很少;而一些相对要求较低的知识点在后续课程中反而用得比较多。最终导致机械类学生的知识脱节，工程力学也就仅仅成了学生获得学分的一个工具，并没有为后续课程的学习提供全面的、实用的基础知识。
三、工程力学理论课程教学改革
1.教学模式的改革
现在的课堂教学模式是典型的“以教师为中心”的模式。这种模式有必要针对工程力学课程进行优化的教学设计，努力实现介于“以教师为中心”和“以学生为中心”两者之间的教学模式，既发挥教师的主导作用，又充分体现学生的认知主体作用，并探索与之相适应的教学组织形式、教学活动形式、教学管理方式和教学环境等的建立。根据教学目标和内容的不同要求，在基本保留课堂教学环境的同时，创设多元化的软、硬件教学环境，使学生能够利用以计算机技术为核心的现代教育技术，通过学生、教师和媒体三者的交互去主动地发现、探索和思考，从而培养学生的创造能力和认知能力。采用新型教学模式，能够大大地提高教学效果。
2.教学内容的改革
现在的教学内容基本上按照教材上的内容来讲授，增加部分不多。课堂练习和讨论部分太少，调动不起学生的积极性。所以有必要采取一些措施优化教学内容，使学生能够系统地学到全面的、实用的工程力学知识。为了拓宽学生的思路和运用理论解决工程实际问题的能力，在教学内容上，对传统教学内容精选的同时，注重基本概念、基本原理和基本方法的更新，加强对学科的新发展、新的计算工具与计算方法、新概念、新理论及新实验的介绍，并注意选编一些与工程实际相关的问题，以例题和习题的形式反映到教学过程当中。授课教师应该在重视理论推导的同时多举一些工程实例，同时应当适当调整教材内容，调整教材中的重点难点，使本课程与机械类专业后续课程不在脱节。
3.选用适当的教学方法
在工程力学教学中，改革传统的教学方法及教学手段。工程力学属于逻辑性较强的课程，我们采用分析讲解与启发诱导相结合的教学方法。对于应用型本科大学生的学习，主要是理解掌握并能将知识运用到工程实际当中去，但不能追求高难度、太深奥。一方面，根据教学内容的主次轻重，将难度较高的复杂内容分解为较易的学习单元，逐步启发学生，引导探究，层层深入，适应学生的理解能力。另一方面，改变传统的单纯灌输式教学方法，以教师为主导，学生作为主体，增加学生与教师的双边活动，调动学生的学习能动性。现在的课堂教学手段是一些教师采用全部写到黑板上，另一些教师采用全部用多媒体，这样都不是很好。多媒体教学作为现代教学手段被广泛采用，交互式多媒体课件的合理运用，可以大大提高教学效果和效率。在课堂教学中，多媒体手段与其他常规教学手段应该是相互补充而不是相互排斥的，并非多媒体教学采用得越多越好。
四、结束语
工程力学是一门重要的技术基础课，对学生的逻辑思维、分析能力和解决实际问题能力的培养至关重要。工程力学课程中含有许多抽象的力学概念和公式，相当数量的课后作业以及大量的工程实例。学生普遍反映该课程比较枯燥、难学。针对这些问题，出现了一些工程力学多媒体教学软件，但目前这些软件绝大多数都是以教师为主体的，很少涉及以学生为主体或介于“以教师为中心”和“以学生为中心”两者之间教学模式的教学软件。另外，双语教学开展很有必要。为此，我们结合工程力学课程组在最近几年的教学工作经验中，对新世纪工程力学课程的教学改革进行了有益的探索。
参考文献
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[2]哈尔滨工业大学理论力学教研组.理论力学.6版[M].北京:高等教育出版社，2002.
[3]刘鸿文.材料力学.4版[M].北京:高等教育出版社，2004.
关键词:变分原理；Reddy高阶剪切梁；经典平面梁；剪切效应；结构稳定性
中图分类号： O176文献标识码： A
Stability characteristics of classic and higher order shear deformable beams using variational principle
Li Sheng-chao
(工作单位信息)
Abstract: Based on the principle of minimum potential energy of the beam and the variation method, governing differential equations in conjunction with the boundary conditions of Euler Bernoulli beam, Timoshenko beam, and the Reddy higher order beam considering the axial force are established. Then, the governing differential equations are solved by standard decoupling technique and the eigen-decomposion method. Finally, the comparison of the critical load using three beam theories to discuss the influences of shear deformation on the stability. The numerical results show that with the decrease of slenderness ratio, shear effects affects evidently; Solutions based on Timoshenko beam theory are closer to those based on the Reddy higher order beam theory than the Euler-Bernoulli one behaves.
Keywords: Variational principle; Reddy’s higher order beam theory; classic plane beam; shear effects; structural stability
1引言
梁和柱是土木工程中广泛应用的工程结构。工业与民用建筑、桥梁以及其他土木设施中都梁和柱子的应用，本科的基础课程《材料力学》[1]和《结构力学》[2]对杆件和杆系分别进行了详细的学习。基于杆系的计算理论，大量的土木工程结构计算软件涌现，如PKPM系列、桥梁博士、SAP2000和midas系列等。工程中应用较多的是平截面梁模型，即假定变形之前梁平的横断面在变形之后仍然为平面[1]，比如Euler-Bernoulli梁、Shear梁、Timoshenko梁和Rayleigh[3]。由于杆件的长细比的减小，平截面假定的近似性越来越不够工程精度，许多翘曲梁理论[4]得到了应用，如剪力滞效应[5]明显的宽翼缘T梁和薄壁空心箱梁一般放弃平截面假定。钢-混凝土组合梁结构的剪力键作用引起Timoshenko梁理论中剪切系数计算困难[6]。高阶剪切梁模型，如本文将介绍Reddy高阶梁理论[7]的重要性得以体现。
梁和柱的稳定性也是土木工程中的构件分析中不可缺少的环节，《材料力学》重点讲述了欧拉稳定理论[1]，即基于Euler-Bernoulli梁假定建立构件的临界荷载计算公式。Timoshenko梁理论假定下的构件的计算理论，在《结构力学》[2]课程中也有描述。本文将回顾经典平截面梁理论—Euler-Bernoulli梁理论和Timoshenko梁理论，利用势能最小原理[8]重新建立梁的控制方程，推导Timoshenko和Euler-Bernoulli梁的临界荷载计算公式。同时，推导一种新的考虑轴力效应和高阶剪切变形的梁的控制微分方程和边界条件，并且进行临界荷载的求解。
2Reddy高阶剪切变形梁假定
图1 经典平截面梁轴向位移假定 图2 Reddy高阶剪切梁轴向位移假定
如图1所示，横坐标x为梁横断面所在位置坐标。组合梁的总梁高被形心轴分成2个高度分别为h1和h2；横断面形心处轴向位移为u0；横断面截面转角为图2中所示的为Reddy高阶剪切梁的轴向位移假定。与平截面梁不同的是，Reddy梁假定轴向位移沿着梁高呈三次多项式分布，这样切应变沿着梁高可以呈抛物线分布，相对Timoshenko梁中切应力均匀分布更加精细。平截面梁的轴向位移假定：
Reddy高阶梁的轴向位移假定：
根据弹性力学[8]几何方程和物理方程得Reddy高阶梁的切应力
对于具有自由周围应力边界梁，上下缘的切应力为零得
由式可以解得
将式代入式得
3高阶梁的控制方程和边界条件
3.1 高阶梁的应变能
图3 柱受压示意图
为了简便起见，本文就矩形截面的情况进行讨论。设h1=h2=h/2,则，
由式和弹性力学几何方程得高阶梁的正应变和切应变：
线弹性变形应变能：
3.2 轴力功
考虑柱子挠曲引起的竖向位移，轴力作用，
3.3 柱的总势能Ep和Ep的变分[9]
总势能Ep
总势能Ep的变分Ep
其中,
对式中的导数变分项分部积分得，
根据势能最小原理，当结构平衡时，势能达到极小值，则势能变分为零，
由的任意性，得高阶梁的控制方程，
边界条件，
4平截面梁的控制方程和边界条件
4.1 Euler-Bernoulli梁的应变能
由式得Euler-Bernoulli梁的正应变与切应变，分别如下：
Euler-Bernoulli梁理论假定梁截面变形后，截面法向与轴线切向重合[3]，即
所以，式中剪应变为零，即Euler-Bernoulli梁不计剪切变形。Euler-Bernoulli梁的应变能仅由正应变贡献
4.2 轴力功[2]
其物理意义同式。
4.3 Euler-Bernoulli梁总势能Ep及其变分
其中,
，且任意得
边界条件
4.4 Timoshenko梁总势能Ep和Ep变分
相对Euler-Bernoulli梁，Timoshenko梁增加了剪切应变势能：
由于Timoshenko梁的平截面假定引起截面的切应变均匀分布，Timoshenko为了修正这一点带来的误差，使用了切应变修正系数[2]。其余推导过程同Euler梁的情况。
Timoshenko梁的总势能变分：
，且任意，得控制方程：
边界条件：
5临界荷载计算公式推导
5.1 Euler-Bernoulli梁的稳定性
由式的Euler-Bernoulli梁控制方程知，挠度w的特征方程为：
四个特征值：
则其通解为：
其中，ci, i=0~3为待定系数。
以图3中所示结构为例，即柱子底(x=0处)固定边界，顶端(x=L处)自由边界。利用式的边界条件，得
对于其次方程，存在非零的c解，必有系数矩阵奇异：
得
临界荷载取最小的失稳荷载，k=0的情况，得到欧拉梁临界荷载计算公式：
其中，上标E代表Euler-Bernoulli。
式与《材料力学》[1]中的经典Euler公式一致。其它边界的情况按照的计算仍然按照式建立边界矩阵[A]，利用[A]的奇异性求解Fcr。
5.2 Timoshenko梁的稳定性
Timoshenko梁的控制方程较Euler梁的控制方程在数学求解上稍微复杂一些。因为中挠度w和转角存在耦合。幸运的是，式不算复杂，利用变阶微分消元可以容易地解耦：
不难发现，与第1式，形式相同。因此，与可以得到相同的通解形式。同样地，采用图3的边界，可以得到：
其中，上标T代表Timoshenko。
式中，临界荷载随着剪切刚度的增大而减小。当剪切刚度无穷大的时候，Timoshenko梁的临界荷载退化为Euler梁的解。
5.3 Reddy高阶梁的稳定性
Reddy高阶梁的控制方程式含有2个基本未知函数的耦合。本文为了避免解耦的过程，采用通用的标准一阶线性微分方程组的解答方法。将式引入记号：
控制方程改写为：
显然，式的第1式转化为了代数方程。任选y7作为消元量，代入到第2式。再补充关系：
整理和式第2式得
其中，
根据常系数常微分方程组的求解理论[10-12]，我们对矩阵B进行特征值分析。不难发现，B始终有2个重复的零特征值和4个互异的特征值。记这6个特征值为：
四个互异的特征值对应的特征向量分别为，，和。利用方程：
可以得到两个基础解向量和。
挠度w的通解可以写成：
其中，为6个待定系数，
由于求解过程较为繁琐，详情见附录1。
利用图3的边界条件和式，6个边界条件：
同样地，上述6个边界条件可写成，
方程是关于FN的超越方程，利用牛顿法[13]求解。
6数值分析
采用图3所示的结构形式和边界条件。按照表1所示结构参数，进行数值分析。Timoshenko梁矩形截面取剪切系数k’=5/6。
表1柱的几何与材料参数
图4 三种梁理论的临界荷载随梁的长高比的变化 图5 Euler和Timoshenko梁的临界荷载的相对误差随长高比的变化
图4和图5显示，随着柱的长-细比的增加，三种梁理论模拟的临界荷载结果越来越接近。其中，Euler梁的计算结果最大，高阶梁计算的临界荷载最小，验证了平截面理论过度刚化的结论，高阶梁改善了这种过度刚化。图5表明，当长细比大于13左右，平截面梁与高阶梁的相对误差小于5%的土木工程精度要求。
7结论
基于梁的势能最小原理，利用变分方法建立了Euler-Bernoulli梁、Timoshenko梁和Reddy高阶梁的控制微分方程和边界条件，并且对建立的控制方程进行了特征值分析。重新建立了Euler临界荷载的计算公式，得到了Timoshenko梁临界荷载与Euler临界荷载之间的关系。首创地提出了Reddy梁的临界荷载计算解析解。
利用推导得到的三种梁的临界荷载公式，仅进行了数值分析，得出以下主要结论：
（1）基于本文结构参数，平截面梁临界荷载相对高阶梁理论临界荷载公式偏大；
（2）随着长细比的增大，剪切效应的影响随之降低，当长细比大于13左右，平截面梁相对高阶梁的误差低于5%；
（3）平截面梁的临界荷载公式表明，采用势能最小原理建立的稳定性公式与采用平衡的方法建立的临界荷载计算公式是等效的。
参考文献:
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附录1（Mathematica Notebook）
J1=Eb*Integrate[((4y^3)/(3h^2)-y)2,{y,-h/2,h/2}];
J2=Eb*Integrate[(4y3)/(3h2) ((4y3)/(3h2)-y),{y,-h/2,h/2}];
J3=Eb*Integrate[((4y^3)/(3h^2))2,{y,-h/2,h/2}];
J4=Gb*Integrate[(1-4y^2/h^2)2,{y,-h/2,h/2}];
(*J1,J2,J3,J4是类似于平截面梁中抗弯惯性矩的截面特性,这里利用mathematica辅助积分*)
B={{0,1,0,0,0,0},
{0,0,1,0,0,0},
{0,0,0,1,0,0},
{0,0,(J1(Fn-J4)+J2 J4)/(J22-J1 J3),0,0,(J1 J4-J2 J4)/(J22-J1 J3)},
{0,0,0,0,0,1},
{0,-J4/J1,0,J2/J1,J4/J1,0}};
(*B矩阵是文中式(48)*)
{eigval,eigvec}=Eigensystem[B];
(*Eigensystem 是mathematica中的进行矩阵特征值分析的函数，可以返回矩阵B的特征值和向量*)
(*B矩阵的特征值计算，eigval存储为特征值，eigvec存储特征向量*)
space=NullSpace[MatrixPower[B,2]];
(*NullSpace函数可以返回Bx=0的问题中，x的基础解系*)
(*MatrixPower[B,2]代表矩阵B的平方*)
Base[i_,x_]:=Module[{r0,r1},
If[1
If[3
(*自定义的函数Base，可以返回文中式(53)的矩阵中的六个列向量，Base[I,x]中的i代表列向量的序号*)
Y[x_]=Simplify[c1 Base[1,x]+c2 Base[2,x]+c3 Base[3,x]+c4 Base[4,x]+c5 Base[5,x]+c6 Base[6,x]];
(*Y即文中(52)式的w，梁的挠度通解*)
eq1=Y[0][[5]]==0;
eq2=Y[0][[1]]==0;
eq3=J3 Y[0][[3]]-J2 Y[0][[6]]==0;
eq4=J1 Y[L][[6]]-J2 Y[L][[3]]==0;
eq5=J3 Y[L][[3]]-J2 Y[L][[6]]==0;
eq6=J4(Y[L][[2]]-Y[L][[5]])-(J3 Y[L][[4]]-J2/J1 (J2 Y[L][[4]]+J4(Y[L][[5]]-Y[L][[2]])))-Fn Y[L][[2]]==0;
eqs={eq1,eq2,eq3,eq4,eq5,eq6};
(*eq1~eq6代表6个边界条件*)
Pcr[Fn_,L_]=Det[Normal[CoefficientArrays[eqs,{c1,c2,c3,c4,c5,c6}]][[2]]];
(*函数Pcr可以返回边界矩阵的行列式,Pcr即式(56)中的Det([A])*)
Plot[Abs[Pcr[f,1]],{f,10^7,2*10^7}]
(*由于下文中利用牛顿法求解超越方程(57)式。牛顿法需要指定方程的根的初值，通过绘制待求函数的曲线，可以大致估计根的位置*)
data=Table[0,{200},{2}];
(*data数组为2列，200行，第一列用于存储梁的长度，第二列存储对应的临界荷载*)
For[i=1;f=1.7107*10^7;,i≤200,i++,
f=FindRoot[Pcr[f0,1.0+(𝑖−1)∗39/199],{f0,f}][[1,2]];
data[[i]]={1.0+(i−1)∗39/199,f};];
(*反复循环使用牛顿法求解随着方程参数L变化的临界荷载，由于每次L的变化很小，所以每一次更新L的值，临界荷载的变化也不大。我们使用上一次循环得到的临界荷载作为下一次循环的临界荷载初值*)
ListPlot[data,JoinedTrue,PlotRangeAll]
(*预览data数据*)
关键词：花岗岩 动态压缩力学特性
前言
岩石材料在动态压缩载荷作用下的力学特性是研究岩石结构如隧道、岩质边坡在爆炸荷载以及地震荷载作用下的响应的重要参数。这一课题的研究始于20世纪中期，如文[1-6]的工作。这些研究结果表明，岩石材料的力学特性表现出较明显的率相关特性，例如，岩石材料的抗压强度一般地随应变速率的增加有增加趋势。
本文概述了作者近年来对花岗岩材料在动态压缩载荷作用下力学特性进行的实验以及基于细观力学以及断裂力学进行的理论研究成果初步工作，力图为岩石动力学的相关研究提供借鉴。
2 实验研究
实验所用岩样取自新加坡Bukit Timah地区钻孔取出的岩芯，在室内用套钻加工成f30´60mm的圆柱体试样。实验设备为RDT－1000型岩石高压动三轴实验系统，该系统的工作原理以及性能指标见文[5，6]。实验中，应变速率范围为10-4～100s-1，围压范围为0～170MPa。
图1描述了花岗岩在动单轴压缩载荷作用下强度随应变速率的变化规律。可以看出，花岗岩的抗压强度随应变速率的增加有较明显的增加趋势，当应变速率从10－4s-1增加到100s-1时，花岗岩的抗压强度约增加15％。
实验结果还表明，花岗岩的弹性模量和泊松比随应变速率的增加没有明显的变化趋势，而且结果比较发散。
图1 花岗岩单轴抗压强度随应变速率的变化规律
Fig.1 Change of uniaxial compressive strength with strain rate for granite
图2 抗压强度随应变速率的变化规律
Fig.2 Change of compressive strength with strain rate
图2、3描述了花岗岩抗压强度在动三轴压应力作用下随应变速率以及围压的变化规律，可以看出。不同围压下，花岗岩的抗压强度随应变速率的增加有增加趋势，同时，强度的增加幅度随围压的增加有明显的减小趋势。在不同应变速率下，岩石的抗压强度随围压的增加明显地增加，而且，强度随围压的增加幅度在不同应变速率下基本上相同。
三、理论研究
岩石是一种较典型的非均质材料，普遍包含着不同尺度的缺陷。在压缩载荷作用下，微裂纹将在这些缺陷的周围产生并且扩展聚合，导致岩石材料的破坏，影响岩石材料的宏观力学行为。基于这些认识，一些裂纹模型被应用于研究岩石材料在压缩载荷作用下的强度以及变形特性。结合断裂断裂力学的相关理论，这些研究架起了岩石材料细观和宏观力学特性之间的桥梁，也成为目前岩石材料力学特性研究的热点方向。在这些模型中，滑移型裂纹模型最广泛地应用于研究脆性材料在压缩载荷作用下的力学特性。
图3 抗压强度随围压的变化规律
Fig.3 Change of compressive strength with confining pressure
图4 单轴情况下的裂纹模型
Fig.4 Sliding crack array under uniaxial compression
文[7，8]采用图4、5所示的裂纹模型模拟花岗岩材料在动单轴压缩载荷作用下的劈裂破坏模式以及三轴作用下的剪切破坏模式，并结合裂纹的动态扩展准则模拟了花岗岩材料的动态抗压强度随应变速率的变化规律，如图6、7、8所示。图7-8的结果表明，模拟结果与实验结果较一致。
文[7，8]的结果还表明，裂纹的扩展速率以及岩石材料的断裂韧度的率相关特性是花岗岩单轴抗压强度随应变速率增加而增加的内在原因，同时，由于围压阻止了拉伸裂纹的扩展导致了岩石材料的抗压强度随围压的增加而增加。
图6 三轴情况下的裂纹模型
Fig.6 Sliding crack array under triaxial compression
图7 模拟强度与应变速率关系(单轴)
Fig.7 Change of simulated strength with strain rate(uniaxial compression)
图8 模拟强度与应变速率关系(三轴)
Fig.8 Change of simulated strength with strain rate(triaxial compression)
四、结语
随着国家西部大开发战略的实施，我国将迎来新一轮的基础建设，如青藏铁路以及南水北调西线工程，在这些工程的实施中，普遍存在强烈地震作用下隧道以及边坡岩体的稳定性问题。同时随着工程爆破在岩矿开采、地下洞室的营建以及场平开挖等工程中的广泛应用，也将存在诸如大型水利及能源工程基础爆破开挖中基岩的保护、爆破荷载作用下岩石结构振动安全等问题。另外，在新的战争态势下与国防安全相关的岩石结构防护工事防护性能评估也是目前需要解决的焦点和热点问题。上述问题的解决，在一定程度上要求对岩石材料的动态力学特性进行系统的研究。因此，深入开展岩石材料动态力学特性研究不仅是岩石动力学科发展的需要，也是国家建设和国家安全的迫切需要。
图9 模拟强度与围压关系(三轴)
Fig.9 Change of simulated strength with confining pressure (triaxial compression)
参考文献
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