题目:工程力学的应用和发展学生姓名:***学号:**********专业:工程力学专业学院(系):力学与工程科学学院2012 年11 月17 日摘要随着当代社会的进步和发展,随着改革开放的深入,我们国家的经济得到快速的发展,各行各业都步入快速的发展过程中,作为当代大学生我们有责任也有义务为国家的发展和繁荣做出自己的贡献。
然而,当今社会就业竞争压力大已然成为不争的事实,怎样才能让自己学有所有,让自己所学的知识应用到生产生活里面,让自己能够找到一份合适的工作,使自己的专业知识得到最大程度的应用,使自己的人生观的以实现。
我认为,作为一名在校大学生,应该了解自己所在专业的应用与发展,为将来的职业规划起到一定的铺垫作用。
从自身来讲,作为工程力学系的一名学生,对于本专业的研究是必要的。
1.绪论1.1工程力学专业的基本特征工程力学专业作为一门基础学科,主要研究力学方面的知识,而正是因为基础学科的特性,所以在很多方面他并不是那么引人注目。
但力学既是基础学科,又是应用学科:作为基础学科它与数理化天地生同样重要,是机械、土木、交通、能源、材料、仪器仪表等相关工科的基础;作为应用学科,它几乎与所有工科专业交叉,直接解决工科专业发展和工程实际中的力学难题。
现在的工程力学专业,与时俱进,多增加了使用大型工程力学分析软件解决实际问题以及利用计算机辅助测试系统进行工程测试和分析的学习。
可以说,它亦理亦工,同时精通计算机。
学理工的人都知道,力学是现代工程技术的基础,力学不好学,学得好的人必定能够在工程领域中游刃有余,无论在哪一行,机械、土建、材料、能源、交通、航空航天、船舶、水利、化工,都可以一点即通,是最为典型的“厚基础、宽口径”专业。
就时代而言,工程力学也是碰到了好年头,百业俱兴,各类基础建设开展得轰轰烈烈,工程力学无论参与到建筑设计还是土木施工中都大有可为,能源采掘、船舶制造和航天器制造,也都要充分用到力学知识,力学是工科中的“万金油”专业。
从这里我们就可以清楚地看到工程力学专业大致的研究方向。
从而对于他的发展及应用有大致认识[1]。
2.工程力学专业的应用和发展2.1工程力学专业的大致就业前景工程力学专业大致的就业方向有下面五点1 学校和科研单位选择研究所的人占了很大一部分比例。
大多数是航空集团下属的研究所。
这种单位的工资水平不是很高,但是也是比较安稳的。
工作地点主要在沈阳、西安、北京、上海。
去学校当老师的相对少一些,主要是由于目前硕士生的扩招,学校对老师的学历要求也随之提高。
2 继续读博这也是很多工程力学硕士生的选择。
而且很大一部分选择了继续在南航读博,除了南航的工程力学实力比较雄厚原因之外,导师因素和本身对硕士课题比较了解也是一个原因。
由于硕士期间对课题有一定的理解,有利于博士期间展开研究。
这一部分人将来博士毕业基本上是去学校当老师。
3 国防单位很大原因是南航在本科的时候招收了国防生,这些国防生读完了硕士就去部队工作了。
4 外企一些人进了外企,比如三星、爱默生、福特等等。
这些单位做的工作包括有限元计算,优化,软件开发等等。
这种单位待遇相对好一些,当然劳动强度也高。
5 其他除了以上这些去向,还有人选择考公务员,或者到和本科专业相关的单位,比如就有本科专业是土木工程的同学毕业后去建筑设计研究院。
因此,工程力学的就业面是比较广的。
但是,如果要找个好工作还是比较难的,这里所谓的“好”综合了单位、待遇、工作地点等因素。
我的体会就是,如果你除了有比较扎实的力学知识,还有别方面的知识,这样在就业的时候就比较有优势。
比如你还熟练某种计算机语言、掌握了某个大型软件、或者你会一门其它语言,甚至你有一些艺术细胞(我面试时考官就这样问的,因为他们希望开发的产品除了功能强大,界面也要比较出色)。
从上面的方向可以看到,如果选择毕业之后就参加工作,尽管就业方向较为宽泛,但是都没有更进一步的发展。
所以,我认为大学本科四年毕业之后,选择继续读研充实自己,丰富自己的理论知识,甚至考虑换一些二级,三级学科进行学习,比如道桥、航天等方面。
这样会在社会中更加有竞争力[1]。
2.2力学在道桥中的应用及道桥专业的发展前景如上文所说,道桥和力学的联系是非常紧密的,道桥施工时少不了力学知识的应用,所以,力学专业的本科毕业生完全可以选择道桥方向进行硕士学位的深造,那这两个学科的联系我们就有必要研究。
桥梁在人类发展的历史过程中,可以说一直是一种社会文明的代表,纵观世界桥梁建设发展的历史,可以发现桥梁的发展与当时社会生产力的发展,工业水平的提高,施工技术的改进,数学、力学理论的发展,计算技术的改革都有密切的关系,其中力学理论的应用在桥梁建设中起着举足轻重的作用。
特别是在l9,20世纪,随着力学理论及应用研究的长足进步,促使桥梁建设发生了前所未有的飞跃。
随着桥梁工程建设的不断进步,出现了诸多困扰人们的力学难题,桥梁空间结构的受力分析,结构复杂的次应力计算,主梁、横隔粱、桥面板、支座、墩台及基础的设计、计算分析等都是和力学密切相关的问题,数学、力学理论及计算工具的进步推动了这些问题的懈决,并促进了桥梁工程进一步的发展和飞跃,同时使得桥梁工程作为独立的科学技术被确认,不再是凭桥梁设计者们的智慧和经验的创造过程,而是一门融理论分析、设计、施工控制与管理于一体的系统性学科,力学在这其中发挥了关键的作用。
因此,可以说桥梁工程在不断地给力学的应用提出新的挑战,正是由于人们在不断地迎接挑战,才使得力学在桥梁工程中的应用前景十分光明。
桥梁结构的稳定性研究也是在桥梁发展过程中产生的一个新的力学应用研究分支,它与桥梁所承受的某些动荷载有关,如风载、地震等是力学在桥梁工程中应用的一大进步,也是关系到其经济与安全的主要问题之一,它与强度问题的研究有着同等重要的意义。
近年来,由于大跨度桥梁建设日益广泛地采用高强度材料和薄壁结构,使得此类问题的研究更具重要的意义[2]。
20世纪后期,计算机技术的出现为人们解决在桥梁建设中若干复杂力学计算创造了条件,使得一些计算工作量大得惊人的模型分析,得以通过计算机获得解答,在力学计算与分析的基础上,人们进一步能够利用计算机方便地进行与桥梁有关的辅助设计(CAD),提高了工作效率。
如前所述,桥梁工程在20世纪得到了长足发展,原因虽然是多方面的,但力学理论的完善及进步却起到了举足轻重的关键作用,这主要体现在以下几个方面。
(1)材料力学的进步改进了桥梁建设中材料的使用,并使得人们在和材料科学交叉渗透的过程中发展了许多高性能的复合材料.(2)预应力思想的出现促进了桥梁的发展,导致桥梁恒载在不断地降低,跨度却在不断地增加,外形更加优美,更加与自然和谐。
(3)高速计算机的出现使得复杂的力学分析、计算及辅助设计成为可能,特别随着一类功能不一的桥梁结构分析程序的出现,极大地加快了桥梁设计速度,提高了设计质量,缩短了桥梁建设的周期。
(4)力学和多学科的交叉渗透成为现代桥梁发展的重要支柱.桥梁在不断的发展过程中,也在不断地提出若干带有挑战性的工程力学问题,这些问题的解决绝不是在单一力学领域内就能解决的,而是必须以力学为龙头,借助于多学科的交叉渗透,所以说力学的这种交叉渗透不但是现代桥梁发展的重要基础,也是学科乃至学科群交叉发展的一个重要源泉。
展望2l世纪,力学在桥梁工程中的应用主要集中在以下几个方面。
(1)从力学机理的角度以及多学科的交叉,进一步探索新型的、高强、超高强工程材料,建立其可靠的力学本构关系,并在结构理论研究上发展更符台实际状态的力学分析方法与新立其可靠的力学本构关系,并在结构理论研究上发展更符台实际状态的力学分析方法与新的设计理论,以充分发挥材料潜在的承载力,扶容许应力法推广到极限状态设计法,并向可靠度理论方向进行探索,以充分利用材料的强度,可靠度理论方向进行探索,(2)在大跨度桥梁设计中,深人探索桥梁风致振动的物理及几何非线性动力学机理,在以风洞试验模拟为依托的基础上,综合空气动力学、振动、稳定、疲劳、洞试验模拟为依托的基础上,综合空气动力学、振动、稳定、疲劳、物理及几何非线性应用研究的普及,以及结构的受力分析将从简化的平面分析发展到更为精确的三维空间状态分析,更高教地解决超静定次数很高的桥梁结构及复杂结构的优化设计。
2l世纪,随着力学理论和计算机的发展桥梁工程结构的数值模拟分析及虚拟现实技术可望有重大的突破。
(3)随着计算机技术的迅速发展,桥梁CAD将成为集力学结构分析、工程制图、工程概预算数据库为一体的专家系统.由于现成Internet技术在硬件和软件上的飞速进步,Internet技术在硬件和软件上的飞速进步数据库为一体的专家系统。
由于现成Internet技术在硬件和软件上的飞速进步,将从根本上改变传统的桥梁设计方式,并促使桥梁设计以极快的速度迈人桥梁设计的网络时代,上改变传统的桥梁设计方式,并促使桥梁设计以极快的速度迈人桥梁设计的网络时代,实现贤源的共享,现贤源的共享。
(4)桥梁施工控制技术将进一步发展,GINS和GIS技术的应用将成为热点,进一步综合利用固体力学的基础理论和数据资料,固体力学的基础理论和数据资料,通过研究计算方法和数值仿真技术探索无损检测的理论及使用技术对老龄的桥梁结构工程的安全性提供评估、监测方法及规范。
技术及使用技术,对老龄的桥梁结构工程的安全性提供评估、监测方法及规范。
这里所设计到的主要是结构稳定性研究,既要考虑结构的静力平衡稳定性,又要考虑其动力稳定性,的主要是结构稳定性研究,既要考虑结构的静力平衡稳定性,又要考虑其动力稳定性,需要借助非线性动力系统研究中关于Hopf分叉现象及奇异性理论突变理论方面的进展,Hopf分叉现象及奇异性理论、要借助非线性动力系统研究中关于Hopf分叉现象及奇异性理论、突变理论方面的进展,并且发展相应的数值方法。
从这个意义上来讲,对太量旧桥的关键非线性动力学机理分析、且发展相应的数值方法.从这个意义上来讲,对太量旧桥的关键非线性动力学机理分析、模拟及检测将是一个热点问题,并有可能成为2l世纪桥梁工程领域内一道靓丽的风景线.2l 世纪桥梁工程领域内一道靓丽的风景线模拟及检测将是一个热点问题,并有可能成为2l世纪桥梁工程领域内一道靓丽的风景线。
(5)进一步探索超级跨海太桥结构中可能存在的力学难点及对策,为超太跨结构的设计、施工提供可靠的理论基础。
工提供可靠的理论基础。
(6)加强基础工程中疑难力学问题的研究,应用现代科学技术手段进行工程勘察,结合力学加强基础工程中疑难力学问题的研究理论与分析方法,正确判断工程地质结构及地基的构造,使得桥梁工程结构具有更安全、理论与分析方法,更可靠和更合理的基础结构。
可以预见,在现代力学理论强有力的支持下,大量的、更现代化、更轻巧、更优美,同时承载能力更强、跨度更长、功能更丰富的新型桥梁将在新世纪展现在人们眼前[3]。