"兰州大学土木工程与力学学院理论与应用力学专业计算力学课后作业汇总及学生调查"

本次课后作业汇总主要涉及理论与应用力学专业的计算力学相关问题。首先，根据调查问卷发现，大部分学生对计算力学的了解并不完全，但这些学生都具备编写计算机程序的能力，并且掌握了多门计算机编程语言和软件，如C语言、Fortran、Python、Visual Basic Matlab、Maple、Abaqus、Solidworks、CAD等。在对计算力学的定义上，调查结果显示，学生普遍认为计算力学是采用数值方法解决那些难以得到解析解的力学问题。对于计算力学课程学习的期望，学生们希望通过学习掌握基本知识点，并能够应用计算力学方法解决力学问题。 接下来是具体的力学问题。题目描述了一根长度为l、截面半径为r的金属棒，上面斜绕着宽度为a的超导带材，然后通过拉伸或给予弯矩M来使该结构发生弯曲。要求求解该结构在任意一点的应力状态。 针对这个问题，需要进行力学分析和计算力学方法运用。首先，可以通过力学分析，使用弯曲理论和应力应变关系，推导出该结构的应力解析解。然而，考虑到题目的要求，可以使用计算力学的数值解法来求解应力状态。其中，常见的数值解法有有限元法、有限差分法等。 在使用有限元法求解时，需要进行以下步骤： 1.对结构进行离散化，将结构分割成多个有限元单元。 2.建立每个单元的位移场函数，并通过插值法确定整个结构的位移场函数。 3.根据弯曲理论和应力应变关系，在每个单元中求解节点的应力和应变。 4.通过有限元单元之间的关系，计算出整个结构任意一点的应力状态。 使用有限元法求解该问题，可以考虑使用计算软件Abaqus或Solidworks等。这些软件提供了强大的有限元分析功能，可以直观地绘制结构模型、设置材料和边界条件，并进行应力场的计算和后处理分析。 通过解决这个力学问题，可以帮助学生巩固对计算力学方法的掌握，并培养解决实际问题的能力。另外，学生还表达了在学习计算力学的过程中希望能够找到机器学习能够解决的一些问题。因此，在计算力学课程中，可以适当引入机器学习相关内容，探索力学问题与人工智能的交叉点，为学生提供更广阔的学习空间。 总而言之，本次作业汇总涵盖了调查问卷和力学问题两个方面。通过调查问卷可以了解学生对计算力学的了解和期望，而力学问题则要求学生能够应用计算力学方法解决实际问题。这些内容对于理论与应用力学专业的学生来说非常重要，有助于他们在计算力学领域的学习和研究中取得更好的成果。