以科研课题＂数字式骨外固定器＂为依托,开展求解超静定结构问题的教学活动,使学生在共同探讨中,不断加深和完善知识结构,理解和把握课程要求的知识和技能,培养学生分析问题和解决问题的能力。

本文从典型例题的分析入手，讨论了杠杆及滑轮组的省力原理，分析比较了在平面上和斜面上拉动物体比推动物体省力，分别讨论了在平面上和斜面上搬运物体时的最佳施力方向及最佳施力角度。

根据薄壁杆件结构约束扭转的一致性理论,研究了由多个薄壁杆件组成的组合薄壁杆件结构的弯扭耦合问题。在符拉索夫刚周边假定,库尔布鲁纳-哈丁理论对纵向翘曲位移的假定和弯曲时的平截面假定下,得到了弯扭耦合作用下组合断面薄壁杆件结构的总势能,并由此得出相应的拉格朗日函数。引入对偶变量,建立了组合断面薄壁杆件结构静力分析的哈密顿对偶体系,导出了弯扭耦合分析的哈密顿正则方程。用两端边值问题的精细积分法可求出高精度数值解。这种方法适合于开口断面、闭口断面及开闭口混合断面薄壁杆件结构的弯扭耦合分析。该方法是哈密顿力学在组合断面薄壁杆件结构弯扭耦合分析中的应用,数学推导过程简单,且有成熟高效的数值算法,思路清晰、精度高、易于接受。

在自建的冷态横流-旋流喷雾两相掺混系统实验台上,采用PIV测量了掺混通道内气液两相掺混过程中液滴群的运动特性,获得了掺混流场中不同位置的液滴分布图像与流场结构特性。实验段结构为方腔（横截面尺寸为95mm×95mm）,喷嘴采用空心锥形雾化喷嘴。对影响掺混效果的主要参数（横流速度、喷嘴雾化压力、喷嘴雾化粒径）进行了详细研究,绘出了最佳掺混效果下各参数关系曲线。掺混过程主要受不同尺度的旋涡结构影响,液滴多富集于旋涡边缘,稳定的大尺度涡不利于掺混。提高掺混效果的途径即是避免流场中出现稳定的大尺度旋涡结构,采用喷嘴前倾布置、增加喷嘴个数、确定合适的横流速度均是提高掺混效果的有效途径。分析方法与研究结果为工程实际应用中掺混室结构的设计及掺混性能的改进提供了依据和参考。

针对矩形容器内液体晃荡问题,采用了时域高阶边界元方法建立自由水面满足完全非线性边界条件的数学模型。求解中采用混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,运用四阶龙格库塔方法更新下一时间步的波面和速度势。通过将计算得到的波面结果与实验数据、解析解和已发表结果对比,吻合良好,验证了本方法的准确性。进而采用谱分析方法分析了波面时间历程,得到容器各阶固有频率对液体晃荡的影响。研究发现,基频对液体晃荡的影响最大,且非线性越强,更高阶容器固有频率的影响越大。

边界点法（BKM）是一个真正的无网格边界型径向基函数（RBF）方案,它替代了原始解,是避免物理领域以外的虚拟边界的一般解。在这项研究中,BKM法首次被用来评价自由振动的简支板。与解析解和有限元的结果相比,实验数值表明BKM法在分析这些问题上是非常准确和快速收敛的。

质量比较仪（Mass Comparator）是一种用于物体间进行质量比较的仪器．、它是通过对两个或两个以上质量相同或相近的物体进行比较．从而测得物体间质量差值的测量仪器。从操作方式上区分，质量比较仪分为非自动和自动两大类．它们主要应用于计量检定机构和校准实验室进行砝码质量量值传递工作。质量比较仪有别予电子天平．通常不能用于直接测量被测物体的质量值．

建立了时变悬臂梁有限元模型,采用时序分析方法中的自回归滑动平均模型,即ARMA模型算法进行模态参数识别。重点分析了利用奇异值分解确定ARMA模型阶次的方法,提出了奇异值最小差值法和一种变阶次ARMA模型算法。结合分段ARMA模型算法对时变悬臂梁系统的模态参数进行识别。结论指出:从仿真分析的角度来看,分段ARMA模型算法对模型的前三阶固有频率的识别结果还是可信的,尤其是变化较明显的高阶固有频率。

针对陶瓷-金属功能梯度圆板,同时考虑几何非线性、材料物性参数随温度变化且材料组分沿厚度方向按幂律分布的情况,应用虚功原理给出了热载荷与横向简谐载荷共同作用下的非线性振动偏微分方程。在固支无滑动的边界条件下,通过引入位移函数,利用伽辽金方法得到了达芬型非线性动力学方程。利用Melnikov方法,给出了热环境中功能梯度圆板可能发生混沌运动的临界条件。通过数值算例,给出了不同体积分数指数和温度的同宿分岔曲线,平面相图和庞加莱映射图,讨论其对临界条件的影响,证实了系统混沌运动的存在。通过分岔图和与其相对应的最大李雅普诺夫指数图,分析了激励频率和激励幅值对倍周期分岔的影响及变化规律,发现系统可出现周期、倍周期和混沌等复杂动力学响应。

介绍了用Microsoft Excel计算、校核工程力学中弯矩及剪力极值的方法。该方法具有使用简便、计算可靠等优点，是高职工程力学教学中一个有用的辅助工具。