工程力学课程的性质、任务和学习方法探讨

1.“工程力学”课程的性质和任务

工程力学是一门理论性较强的技术基础课，是基础科学与工程技术的综合。学习本课时，将会经常综合运用高等数学、物理、金属材料等课程的有关知识。它位于基础课课与专业课之间，起着承前启后的作用，是学习专业课程和从事机械设计与制造的基础。

工程力学的任务就是为各类工程结构和各类机械零部件的力学计算提供基本的理论和方法。

2.“工程力学”课程的学习方法

工程力学来源于实践又服务于实践。在研究工程力学时，现场观察和实验是认识力学规律的重要实践环节。在学习本课程时，须多观察实际生活中的力学现象，学会用力学的基本知识去解释这些现象。

首先，人们通过观察生活和生产实践中的各种现象，经过分析、综合和归纳，总结出力学最基本的规律。在远古时代，人们为了生活和灌溉的需要，制造了辘轳；为了搬运重物的需要，使用了杠杆、斜面和滑轮；为了长距离运输的需要，制造了车子等。制造和使用这些生活和生产工具，使人类对于机械运动有了初步的认识，并逐渐形成了“力”和“力矩”等基本概念，以及“二力平衡”“杠杆原理”和“力的平行四边形法则”等力学基本规律。

人们除了在生活和生产实践中观察和分析，进行实验也是必不可缺的。通过实验可以从复杂的自然现象中，人为地创造一些条件来突出事物发展的主要因素，并且能够定量地测定各个因素间的关系，因此实验也是形成理论的重要基础。例如，伽利略通过对自由落体和物体在斜面上的运动做实验，提出了“加速度”的概念；又如摩擦定律，材料力学中的平面假设也都是以实验作为基础的。特别从近代力学的研究和发展来看，实验更是重要的研究方法之一。

在观察和实验的基础上，用抽象化的方法建立力学模型。抽象化的方法就是在客观事物的复杂现象中，抓住起决定性作用的主要因素，忽略次要的、局部的和偶然性的因素，深入现象的本质，明确事物间的内在联系。例如，在外力作用下，任何物体均会变形。为了保证机械或结构的正常工作，在工程中通常把各构件的变形限制在很小的范围内，它与构件的原始尺寸相比是微不足道的。所以当我们对物体进行受力分析，研究物体的平衡与运动时，为了简化问题，抓住重点，可以不计这些变形。因此，刚体就是在静力学与动力学中，把物体看成是不变形的、刚性的物体。不仅如此，当物体的形状和尺寸不影响所研究问题的本质时，如讨论物体平行移动的问题，还可以把物体简化为质点来研究。刚体或质点都是真实物体的一种抽象化的力学模型。但是，抽象化的方法是有条件的，相对地，当研究问题的条件改变了，原来的模型就不一定适用，例如在材料力学中，研究构件的强度、刚度和稳定性问题时，变形则成为不可忽略的因素，刚体这一力学模型已不能反映所研究问题的本质，于是就用连续、均匀、各向同性的变形固体来代替真实物体。综上所述可知，研究不同的问题，必须采用不同的力学模型，这是研究工程力学问题的重要方法。

总之，抽象化的方法一方面使所研究的问题大为简化，另一方面也更深刻地反映了事物的本质。(www.xing528.com)

在建立力学模型的基础上，根据公理、定律和基本假设，借助数学工具，经过严格的逻辑推理和数学演绎，考虑到问题的具体条件，得到各种形式的正确的具有物理意义和实用价值的定理，设计计算公式，如物体机械运动的一般规律及对构件进行强度、刚度和稳定性计算的定理和公式。实践证明，这些力学定理和公式能够满足工程计算精度要求。

工程力学是前人经过无数次“实践——理论——实践”的循环过程，使认识不断提高和深化，逐步总结和归纳出的合理方法。因此，我们首先应学习并接受这样的书本知识，然后应用验证后的理论指导实践。同时，还应在生产实践中去验证和发展它。工程力学正是沿着这条途径建立起来的。

随着计算机技术的迅速发展，如ANSYS等有限元分析方法在工程力学领域中已得到日益广泛的应用，并促进着工程力学研究方法的更新。这将使工程力学在解决工程实际问题中发挥更大的作用。

3.工程力学在专业学习中的地位和作用

工程力学是一门理论性较强的技术基础课，在基础课和专业课中起着承前启后的作用，是基础科学与工程技术的综合。工程力学的定律、定理与结论广泛应用于各种工程技术（冶金、煤炭、石油、化工、机械、建筑、轻工、纺织以及交通、地震科学等方面）之中，所以它是解决工程实际问题的重要基础。学习工程力学知识，不仅使读者具备设计或验算构件承载能力的初步能力，而且还有助于从业者从事设备安装、运行和检修等方面的实际工作。因此，工程力学在专业技术教育中具有极其重要的地位。

学习工程力学，不仅要深刻理解力学的基本概念和基本定律，还要牢固地掌握由此而导出的解决工程力学问题的定理和公式，同时也要注意培养自己处理工程力学问题的能力。为达此目的，认真读书，演算一定数量的习题，并注意联系专业中的力学问题是最重要的途径。

工程力学的研究方法具有典型性，有助于培养辩证唯物主义观点以及分析问题和解决问题的能力。作为未来的工程技术人员，不仅要学好工程力学的科学内容，还要逐步领会其研究方法。只有这样，才能在工作中做出更大的成绩。