水力学总结

水力学总结（精选8篇）

篇1：水力学总结

《水力学》课程总结

第一章 绪论

1、掌握基本概念：流体、粘性

2、了解连续介质模型

3、掌握牛顿内摩擦定律

4、理解作用于液体上的力：质量力和表面力，什么是单位质量力 第二章 水静力学

1、掌握静水压强的两个特性

2、掌握等压面概念、特性及判别

3、熟悉水静力学基本方程及其基本概念

4、掌握压强的表示方法：相对压强、绝对压强、真空度（值）

6、熟悉作用在平面上的静水总压力的计算

7、了解作用在曲面上的力的计算、压力体概念 第三章 水动力学基础

1、拉格朗日法和欧拉法

2、了解欧拉加速度组成：当地加速度和迁移加速度

3、流线、迹线的性质

4、均匀流、渐变流及其基本特性

5、熟悉伯努利方程、连续性方程，6、皮托管测速

7、了解动量方程

第四章 水头损失

1、沿程水头损失（与长度成正比）和局部水头损失的特点

2、掌握层流与湍流的判别：下临界Rec

4、掌握圆管层流、湍流运动的特点

5、掌握圆管层流hf与v的关系（λ=64/Re）

6、掌握圆管紊流hf与v的关系（尼古拉斯曲线5个区）特点

7、掌握突然扩大管的局部阻力系数计算

8、了解边界层及边界层分离现象

第五章 有压管道的恒定流动

1、熟悉薄壁小孔口和管嘴自由出流、淹没出流的计算

2、掌握管嘴恒定出流正常工作的条件及其特点

3、掌握基本概念：长管、短管及其计算

4、串联、并联管路的特点。并联管路各支路沿程水头损失相等 第六章

明渠恒定流 明渠流动的特点

明渠均匀流的水力特征与发生条件 明渠水力最优断面和允许流速

题型

一、选择（15*2分=30分）

二、判断（10*1分=10分）

三、问答题（2*10=20分）

四、计算题（3题40分）

思考题库

欧拉法和拉格朗日法有何不同？ 水文站采用定点测速研究流动用的是哪种方法？

试用伯努利方程分析说明：“水一定是从高处向低处流”这种说法是否正确？为什么？

层流和紊流各自有什么特点？如何判别？ 明渠均匀流的水力特征是什么？ 均匀流及渐变流过水断面有哪些特性？

均匀流与断面流速分布是否均匀有无关系？

圆管层流与紊流的沿程阻力系数各自与哪些因素有关？

“渐变流同一过流断面上各点的测压管高度等于常数”，此说法对否？为什么？ 湍流研究中为什么要引入时均概念？湍流时，恒定流与非恒定流如何定义？ 流线有哪些主要性质？在什么条件下流线与迹线重合？

如图所示，（a）图为自由出流，（b）图为淹没出流，若两种出流情况下作用水头H、管长l、管径d及沿程阻力系数均相同。试问两管中的流量是否相等，为什么？

HHl,d,λl,d,λ 水力最优断面有何特点？它是否一定是渠道设计中的最佳断面？为什么？

其它条件一样，但长度不等的并联管道，其沿程水头损失是否相等？为什么？

篇2：水力学总结

经过了七周的水力学实验，我学到了很多，实验需要耐心地去测量一组一组的数据，还需要在实验后认真处理核对每一组数据。通过这几次的实验，我不仅学会了如何使用实验仪器，还学习到了坚定的科研精神，下面就来谈谈我在实验中遇到的一些问题，与取得一些成果。

在平面静水总压力实验中，我们通过解析法及压力图法，测出了矩形平面上的静水总压力，我发现，压强分布存在三角形分布，及梯形分布两种情况，并通过计算验证了压强分布。

在做完能量方程实验后，我发现，水头在第五测点时达到最小，总水头先除2，8点外基本处于测压管水头线之上，可以发现，实验在2，8处出现了较大的误差，可能是还未等管内液面达到稳定就开始读书，或者是管内产生的气泡没有排出。

动量方程实验实验目的为：

1、测定管嘴喷射水流对平板或曲面板所施加的冲击力。

2、将测出的冲击力与动量方程计算出的冲击力进行比较，加深对动量方程的理解。由实验的结果我发现，135度平板的实验误差较小，原因可能是因为它的流量流速较其他两组大。

我们经过比托管试验，可以看出，水流流速在水流中层最大，两边逐渐减少，在水流底部几乎为0，毕托管管头正对水流方向，才能测出流速压强，可以知道流速实验中流速有点不稳定。

在文德里及板孔实验中我们求出的文德里流量计和孔板流量计系数小于1，这一点基本符合要求，流量较小时，测出的系数较小，且与平均值相差较大，而流量较大时，系数基本处于很小的波动范围之内。

在电拟实验中，在经过长时间的测量后，以电压绘出的流网符合实验要求。以上几个实验可以说取得了成功，得到了我们想要的结果。

在雷诺实验中，基本没有出现层流雷诺数，实验中，可能是由于测量时出现了误差，导致雷诺数偏大。

而在局部阻力系数实验中，测出的最大流量下突然扩大压管水头线，也不尽如人意。

后来的沿程阻力系数实验中绘制的沿程水头损失系数与雷诺数的对数关系曲线也有一些误差。

在水力学实验中，不管用何种测量方式所测得的数据都会含有误差，误差无论大小都会影响实验成果的精确度。但只要通过严谨的实验步骤，与仔细的处理过程，就可以大幅度减小误差。

篇3：水力发电枢纽开关站结构设计总结

关键词：开关站,结构设计,合理化建议

作为整个水电站的重要组成部分,开关站在电能输出过程中承担着重要任务,其设计的合理性和安全性关系着整个枢纽工程的成败与否。本文针对水力发电枢纽开关站的结构设计、设备布置与结构关系等内容进行了总结与回顾,系统探讨了开关站在抗震设防分类、出线构架形式、吊车形式、吊车与结构构件的尺度关系、整体结构布置等方面应注重的问题,并提出了合理化建议和解决方案,为今后的工程设计提供良好的借鉴。

1开关站类型

在水电工业中,开关站主要承担着输出电能的任务,具体类型一般与水电站整体厂房、厂区布置方案、电气主接线方式有密切关系,其布置位置一般选在厂房下游侧附近较为空旷处[1]。当空间比较紧张、电站建筑物布置较为紧凑,同时考虑到出线高度问题时,可以将出线架构布置在开关站的屋面;当按照电站建筑物整体布置的要求,将主变压器和开关站同时布置在厂房附近时,一般按照主变压器、电缆夹层、GIS设备布置、屋面出线构架的顺序由下至上分层布置,整体形成多层变电站。开关站的结构设计应该依据具体类型的不同,选择合理的结构形式,充分考虑到电气出线方式、电力设备布置等因素,最大限度地满足工艺的要求。

2结构设计总结

开关站的设计工作在充分考虑到电气出线方式、电力设备布置等因素,尽量满足工艺的要求时,结构专业最应该注重同电气、水力机械等专业的衔接问题,比如是否在屋顶布置出线、根据吊车形式选择结构布置、吊车与结构构件的尺度关系等等。另外,结构设计同时也需注意结构体系布置和抗震设防分类的合理性。

2.1屋面出线构架设计

水力发电枢纽的出线构架可分为地面式和屋面式,采用屋面出线方式可以节省土地空间、增加出线高度、节省土地和基础费用,是水利水电工程设计的方向和趋势。对于屋面出线构架一般采用结构轻盈、韧性较好的钢结构,这样可以减少整个建、构筑物的地震作用,有利于结构抗震设计和工程造价。

屋面出线构架一般有2种形式:一种是独立悬臂式;一种是门式刚架式(图1)。2种形式各有利弊。一般水利枢纽电力出线需要跨越河流或峡谷,因此需要出线高度比较高、出线拉力比较大。这样对独立悬臂出线柱底部会产生很大弯矩,钢柱断面会变得很大,同时增加传给屋面基础的内力,使得对屋面结构梁的内力模拟变得异常复杂。而对于门式刚架形式的构架,柱脚一般设计为铰接,传给屋面结构的力只有集中力而没有弯矩,可以简化主体结构的模拟计算。同时,2个门式刚架之间的横梁上可以设计多回出线,出线方式灵活。门式刚架式构架占用屋面面积大,而独立悬臂钢柱式占用的面积较小,而且在平面布置上更为灵活。

2.2吊车形式与结构布置

开关站的吊车最大起重量一般不超过10 t,起重量不大,因此吊车形式可以选择2种形式,即桥式吊车和电动单梁悬挂吊车。开关站的结构布置需要按照吊车的形式有针对性地进行设计。当采用桥式吊车时,需要进行吊车梁和牛腿的设计,相应要考虑吊车纵向水平荷载传递路径以及框架柱上柱与下柱之间的截面和刚度变化问题。当采用电动单梁悬挂吊车,需要将电动单梁悬挂吊车轨道固定在屋面钢筋混凝土梁(或钢梁)的底部[2],并根据吊车的跨度和不同型号轨道跨度的要求预留埋件和连接件,相应要考虑屋面框架梁的结构平面布置。

一般情况下,采用电动单梁悬挂吊车要比采用桥式吊车能够节省设计和施工的工作量与难度,也可以节省建筑面积、建筑物高度和工程造价。因此,当开关站额定起重量较低时,起重设备可以优先考虑采用电动单梁悬挂吊车。

2.3桥式吊车与结构构件的尺度关系

在水电站主厂房和开关站GIS室的吊车设计时,水力机械设计人员大多选用桥式吊车。此时,开关站GIS室不但需要考虑吊车梁和牛腿的设计,而且也要考虑牛腿高程处上柱与下柱之间截面和刚度变化[3]问题。因此结构专业设计时,应充分了解吊车参数和相关设备等专业的要求。

为了表示桥式吊车与结构构件的尺度关系,本文给出了桥式吊车与结构构件关系示意图(图2)。由图2可以看出,开关站GIS室的总宽度是由吊车跨度、上柱宽度、吊车旁净空3者决定的。结构工程师在设计时,应该在保证吊车跨度的基础上充分与电气设备、水力机械等专业积极沟通,特别注意吊车、吊车梁与上柱间的净空要求,尽量减小开关站GIS室的总宽度。这样可以减小屋面框架梁的跨度和高度,进而减小屋面的整体荷载,有利于整个开关站的结构抗震计算。

在建筑物高度方面,开关站GIS室总高度=室内外高差+A+B+C+D+E,式中:A为牛腿与室内地坪的高程差;B为吊车梁高度与其下垫板厚度之和;C为轨道高度和后浇层厚度之和;D为吊车顶与轨道顶的高程差;E为吊车顶净空和屋面框架梁高之和。在这5个参数中,吊车梁下垫板是校正和固定吊车梁的必要构件,后浇层是校正轨道高度的关键施工工序。对于这两个因素,结构工程师在进行设计时比较容易忽略它们的存在,从而将轨道标高计算错误,影响到吊钩最大净空和吊车顶净空。另外,开关站GIS室的室内净空是由吊钩最大净空、吊车高度、吊车顶净空3者决定的。前两者是由GIS设备要求和吊车型号规定的,与A～D 4个参数相对应;吊车顶净空与参数E相对应,不但应该考虑吊车本身的净空要求,而且也要考虑到暖通、照明、消防等专业的空间需求。

2.4抗震设防分类

近年来,我国一直大力发展水利工程,兴建了一批大中型水利枢纽。水利枢纽的各个建筑物会根据建筑遭遇地震破坏后,可能造成人员伤亡、直接和间接经济损失、社会影响的程度及其在抗震救灾中的作用等因素进行抗震设防分类。

在结构设计中,结构工程师一般将开关站划分为标准设防类,简称丙类[4]。虽然开关站可以按照丙类设计,但是水利发电项目一般多为大中型项目,而且开关站承担着稳压避雷、输送电力等重要任务,是水力发电枢纽有机整体的重要一环,因此应在抗震设防分类时可以酌情考虑提高其分类等级。另外,参考《建筑工程抗震设防分类标准》第五章的电力建筑,对于220 kV及以下枢纽变电所的配电装置楼抗震设防类别应划为重点设防,而开关站恰恰属于配电装置楼的一种。因此本文认为,在进行水利发电枢纽工程的开关站设计时,可以按照重点设防类(简称乙类)进行相关设计。

2.5结构体系合理布置

一般情况下,开关站为单跨钢筋混凝土框架结构,建筑高度11 m左右,横向跨度10～13 m。开关站的结构形式,虽然不是《建筑抗震设计规范》中的大跨度结构(跨度不小于18 m)[5],但是其跨度较一般工业民用建筑都大,而且还是框架结构中不宜采用的单跨结构。因此,结构平面布置必须考虑受力明确,传力直接,力争均匀对称,减小扭转的影响;结构竖向布置力求自下而上刚度逐渐均匀减小,体型均匀不突变。

在此,列出几个结构工程师在进行开关站设计时需要特别注意的问题:①尽量避免将开关站的GIS室与控制室、蓄电池室等布置于一个结构分段内,减少因刚度不对称导致的结构扭转影响;②在牛腿高程处设置纵向框架梁,让每个框架柱都能够分担吊车产生的纵向水平荷载;③尽量减小上柱高度和断面收进宽度,从而减小因上下柱断面改变引起的竖向刚度突变;④当屋面按出线构架设计时,尽量按照门式刚架(人字杆)来设计出线构架,以减小构架柱脚节点对的屋面框架梁内力的影响;⑤将通向屋面的室外楼梯与主体结构分开布置,以减小其对主体结构的扭转影响。

3结语

开关站的设计是一个系统工程,涉及到建筑、结构、电气、水力机械、消防、通风等多专业。结构专业应该在充分了解开关站整体功能布置和结构形式的基础上,积极与其他专业,特别是与电气和水力机械专业沟通,避免结构上的不合理布置和设计返工。本文总结和回顾了结构设计中应当注意的几个方面,并提出了一些合理化建议和解决方案,望为今后的工程设计提供良好借鉴。

参考文献

[1]顾鹏飞,喻远光.水电站厂房设计[M].北京:水利电力出版社,1987:56-57.

[2]中国建筑标准设计研究院.悬挂运输设备轨道(2005年合订本)[Z].北京:中国建筑标准设计研究院,2006:3-7.

[3]李国胜.多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例[M].北京:中国建筑工业出版社,2004:1-2.

[4]中华人民共和国住房与城乡建设部.建筑工程抗震设防分类标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2008:3-4.

篇4：裂隙岩体水力学模型的建立

【摘要】库岸边坡常因库水位变动而失稳，并且岩体在漫长的地质历史时期内经历了多次反复的地质作用，经受过变形、破坏，形成了一定岩石成分和结构，尤其是岩石里面的节理裂隙，由于水在裂隙中流动，影响岩石的各种特性，控制着岩体的变性破坏特征，但是传统的连续介质模型很难反映出水在裂隙中的流动规律，本文简单论述一下如何运用UDEC建立斜坡离散裂隙网络数值模拟计算模型，可以更加正确的反映岩石内部的结构和构造。

【关键词】斜坡；库水；UDEC；离散裂隙网络数值模拟计算模型

1、引言

库岸边坡常因库水位变动而失稳，尤其是岩石里面的节理裂隙，由于水在裂隙中流动，影响岩石的各种特性，控制着岩体的变性破坏特征。本文简单论述一下如何运用UDEC建立斜坡离散裂隙网络数值模拟计算模型，可以更加正确的反映岩石内部的结构和构造。从而可以帮助我们揭示一些裂隙岩体边坡在各种水的作用下的下变形机制，为一些岩质边坡的防治提供科学的理论依据。

2、离散单元法的基本原理

离散单元法是1970年由Cundall首次提出的，于1986年由王永嘉引入我国，是专门针对不连续介质问题提出的数值模拟解决方法，它对于边坡稳定性的研究是将所研究的边坡岩土体划分为一个个小块，通过每一个小块间的相互作用，以及力与位移的相互作用建立方程。通过一次次的迭代，配合所建立的平衡方程，使每一个小块都达到平衡状态。由于离散单元法是通过计算块体之间的作用得到的结果，所以这种方法可以分析实际岩块间大位移的情况，而且可以详细的解析出岩体内部应力与应变的分布情况。它还有一个重要特点，既其求解平衡方程是利用时间差分法。因此该方法在实际工程中可以弥补有限元法的缺点，进而求解非均质和不连续体的大位移和大变形的问题。

2.1离散元程序UDEC

UDEC（Universal Distinct Element Code）是一款由ITASCA公司基于离散单元法原理开发并推广应用的二维的大型商用数值模拟软件。UDEC对模拟节理化岩体材料介质在准静态及准动态荷载条件下的反应过程特别合适，它不但能够实现接触脱离的模拟，而且可以自动侦测并识别新的接触产生，并模拟其力学行为。UDEC数值分析程序是为一系列工程问题开发的专业求解工具，例如：它可以应用于地下结构、地震、矿山、核废料处理、能源等问题的研究。

2.2裂隙岩体离散裂隙网络介质模型研究

岩石中有很多断层、节理、裂隙，统称为结构面，在岩石水力学中都称之为裂隙。水在裂隙岩石中的运动规律非常复杂，任何一种数学模型都很难正确的反映岩体渗流的真实规律性。岩石中有很多断层、节理、裂隙，统称为结构面，在岩石水力学中都称之为裂隙。水在裂隙岩石中的运动规律非常复杂，任何一种数学模型都很难正确的反映岩体渗流的真实规律性。实际工程中的大量岩质边坡的失稳破坏不仅仅是一个岩体对水或单纯的水对岩体的作用问题，而是水—岩耦合作用的研究，所以建立合理可行的裂隙岩体水力学模型是至关重要的。

水在裂隙岩石中的运动规律非常复杂，任何一种数学模型都很难正确的反映水在裂隙岩体中运动的实际规律。

目前主要有下面三种裂隙岩体水力学模型：第一，拟连续介质模型；第二，离散介质模型；第三，双重介质模型。这几种模型前面第一章有介绍过。三种模型各有其特点，但均存在计算工作量巨大和难以满足实际工程精度要求等缺陷，为避免这类缺陷，采用分形理论，并根据裂隙发育规模与工程尺度的关系，提出了基于岩体与流体相互作用的拟连续介质模型和离散介质模型耦合的计算模型。对于岩体中大的裂隙断层之类采用离散介质模型，对于含有小的裂隙、微裂隙的岩体采用拟连续介质模型，然后根据两类介质接触处的水头相等及位移连续从而建立裂隙岩体水力学模型。在该模型中首次提出了跨越尺度效应的渗透张量表达式。耦合模型使用离散介质渗透理论描述岩体主干裂隙中的水运动，使用连续介质渗流理论来描述岩体次要裂隙及孔隙的储水性质。

离散裂隙网络介质模型就是把岩块本身确定为不透水，水只沿裂隙流动，地下水的运动规律是通过岩体内部的裂隙网络反应的。对于表征单元不存在或者存在但是很大的岩体，离散裂隙网络模型更适合分析这类岩体的渗流特征。本文就是通过离散元软件UDEC建立离散裂隙网络介质模型，根据边坡典型剖面，通过提取坐标建立块体单元，然后根据其中的层面和统计的节理，将编制的程序导入到UDEC中生成裂隙岩体离散裂隙网络介质模型（DFN）。

3、模型建立举例

选取一岩质边坡剖面图，考虑其内部的岩层层面和断层面建立地质概化模型，具体见图1。在对此概化模型进行网格剖分时，考虑到库水对岸坡的影响，岸坡剖面剖分的相对较密，采用UDEC软件自动生成的三角形网格进行剖分，这样处理在不影响模拟效果的同时能节省大量机时。共剖分273个块体，16663个单元，10674个结点（图2）。然后选取一定的参数和工况，进行数值模拟，就可以得到边坡水压力场、变形特性、应力场特性、斜坡稳定性等。

4、结论及展望

本文简单论述一下如何运用UDEC建立斜坡离散裂隙网络数值模拟计算模型，离散裂隙网络模型跟传统的拟连续介质模型比较，可以更加正确的反映岩石内部的结构和构造，运用离散裂隙网络介质模型可以更加准确的模拟水在裂隙岩体中的运动规律。

参考文献

[1]柴軍瑞.采用Monte-Carlo模拟技术计算裂隙岩体的分维数[J].水文地质工程地质，2000，2：12-13.

[2]陶振宇，窦铁生.关于岩石水力模型[J].力学进展，1994，24（3）：409-417.

篇5：工程力学公式总结

静力学公理：1力的平行四边形法则2二力平衡条件3加减平衡力系原理（1）力的可传性原理（2）三力平衡汇交定理4作用与反作用定律

P7 约束：柔索约束；光滑面约束；光滑圆柱（圆柱、固定铰链、向心轴承、辊轴支座）；链杆约束（二力杆）第二章平面汇交力系

P16平面汇交力系平衡几何条件：力多边形自行封闭 P19 合力投影定理

P20平面汇交力系平衡条件：∑Fix=0；∑Fiy=0。2个独立平衡方程 第三章 力矩平面力偶系

P24 力矩M0(F)=±Fh(逆时针为正)P25 合力矩定理 P26力偶；力偶矩M=±Fd(逆时针为正)P27力偶的性质：力偶只能用力偶平衡 P28平面力偶系平衡条件 第四章平面任意力系

P33 力的平移定理

P34平面力向力系一点简化

P36平面任意力系平衡条件：∑Fix=0；∑Fiy=0，∑M0(Fi)=0。3个独立方程 P38平面平行力系平衡条件：2个独立方程 P39 静定，超静定

P43 摩擦，静摩擦力，动摩擦力 第五章 空间力系 重心

P53 空间力系平衡条件：6个方程；空间汇交力系：3个方程；空间平行力系：3个方程

第六章 点的运动

dsP64 质点

P65 点的速度v，dtv2dv加速度：切向加速度a，速度大小变化；法向加速度an，速度方向变

dt2化，加速度aa2an

第七章 刚体的基本运动 P73平动 P74转动，角速度转速，r/s)P76 转动刚体内各点的速度vR，加速度aR，anR2 第九章 刚体动力学基础 P87 质心运动定理：maFe

P88转动定理JzMz，转动惯量：圆环JzmR2；圆盘JzmR2/2；细杆Jzml2/12。

dd，角加速度，角速度2n(n是dtdtP91平行轴定理Jz`Jzmd2 第十章 动能定理

Jz2mv2P97平动刚体动能T；转动刚体动能T

22P100弹性力的功Ac2(122)2P101动能定理T2T1所有内力、外力的总功，对刚体来说内力作功为0。第十一章 材料力学的基本概念

P107 强度、刚度、稳定性；对变形固体所做的基本假设：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设、小变形假设。

P108 截面法、应力

P109杆件变形的基本形式：拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲

第十二章 轴向拉伸与压缩 P110轴力

P111正应力FN，[]o/n []许用应力（强度条件）

AFll，胡克定律E或lN，E是材料拉压

EAlP114轴向拉压变形：线应变弹性模量，EA是材料抗拉压刚度，横向线应变`，μ是泊松比 P116低碳钢力学性质，强度指标，伸长率

P122应力集中 第十三章 剪切

P128 剪切实用计算：切应力均匀分布FS[]许用切应力，[]o A挤压实用计算：挤压应力均匀分布bsFbs[bs]许用挤压应力，对圆柱形挤Abs压面Absdl，d是圆直径，l是圆柱高度。第十四章 扭转

p(Nm)，p是功率，n是转速(r/min）nP135扭矩T，从左端看，顺时针外力偶矩产生正扭矩T=M0 P134传动轴扭转外力偶矩M09550P137扭转切应力maxTT，极惯性矩Ip，抗扭截面系数Wp：圆形Ip/RWpIpD432，WpD316，空心圆轴Ipα=d/D D432，Wp（1）4D316（14）扭转强度条件maxP139扭转角TmaxWp[]许用切应力

Tl（弧度），GIp：截面的抗扭刚度 GIp第十五章 弯曲内力

P144 支座形式和支座反力、梁的典型形式 P146 剪力Fs、弯矩M P150剪力Fs、弯矩M与均衡力q的关系 第十六章 弯曲应力 P154中性层、中性轴 P155最大正应力maxMymaxM，IZ是惯性矩，WZ是抗弯截面系数：矩形IZWZbh3bh2d4d3；圆形IZ；空心圆截面 IZ，WZ，WZ1266432IZd464(1)，WZ4d332(14)

P158弯曲正应力强度计算max[]许用弯曲正应力

P163提高弯曲强度的措施 第十七章 弯曲变形

P169 挠度v、转角θ P172叠加法求梁的变形

P176表17-1（8）（9）

第十八章组合变形

P184弯曲+扭转：横向力使轴弯曲，弯矩是M；转动力使轴扭转，扭矩是T。第三强度理论r31WZ1WZM2T2[]；

第四强度理论r4M20.75T2[]

第十九章 压杆的稳定性 P193 压杆的柔度li，惯性半径iI，杆长为l，μ是长度因数P191 A1细长杆p，欧拉公式cr2E2； 2中长杆Sp，直线公式crab； 3粗短杆S，强度公式crS 第二十章 动载荷

P204 提高构件抗冲击能力的措施 第二十一章 交变应力 P208 疲劳破坏，循环特征rmin：r=－1，对称循环交变应力；r=0，脉动循环；maxr=1，静应力。

篇6：流体力学总结

2，切应力-------由于液体质点的相对运动，产生一种内摩擦力抵抗这种运动，而此力与作用面平行，称切应力。3，理想流体------把流体看作绝对不可压缩、不能膨胀、无粘滞性、无表面张力的连续介质，称为理想流体。4，流线------某一瞬时在流场中绘出的一条曲线，该曲线上的所有各点的速度向量都与曲线相切。5，流函数------二维流动中，由连续性方程导出、其值沿流线保持不变的标量函数。

6，势函数------某函数对相应坐标的偏导数，等于单位质量力在相应坐标轴上的投影，该函数称为势函数。7，连续介质------认为真实流体所占有的空间可以近似的看做由“流体质点”连续地、无空隙地充满着的，称为连续介质。

8，粘性流体------实际流体都是粘性流体。粘性指流体质点间由于相对运动而产生的阻碍相对运动的性质。9，有势流------液体流动时每个液体质点都存在速度势函数的流动称为势流，不存在绕自身轴的旋转运动。, 10，涡旋强度------指微小涡束的涡旋通量（wd）。d：横断面积；w：旋转角速度。

11，流管------指流面中所包含的流体。流面：在流场中作一空间曲线（非流线），过曲线上各点作流线所形成的面。, 12，激波------在气体、液体和固体介质中，应力、密度和温度等物理量在波阵面上发生突跃变化的压缩波。二，问答

1，速度势函数具有什么性质？ 答：速度势函数具有下列性质：

（1）速度势函数可允许相差一任意常数，而不影响流体的运动；

（2）φ（x，y）=常数时是等势线，它的法线方向和速度矢量的方向重合；（3）沿曲线M0M的速度环量等于M点上φ值和M0点上φ值之差；MM0udxvdy(M)(M0)

（4）若考虑的是单连通区域，则由于封闭回线的速度环量 vdr0

因此速度势函数将是单值函数；若考虑的是双连通区域，则速度环量Γ可以不等于零，因此φ可以是多值函数，它们的关系是

（M）(M0)k1其中，k1是封闭回线的圈数。2，水流运动的流函数具有什么性质？ 答：流函数ψ具有下列性质：

（1）ψ可以差一任意常数，而不影响流体的运动；

（2）ψ（x,y）=常数时是流线，亦即它的切线方向与速度矢量的方向重合；

（3）通过曲线M0M的流量等于M点和M0点上流函数之差，即Q（M）(M)

(4)在单连通区域内若不存在源汇，则由Qvnds0推出流函数ψ是单值函数；若单连通区域内有源汇或在双连通区域内，则一般Qvnds0由此，流函数ψ一般说来是多值函数，且各值之间的关系为

（M）（M0）k1Q其中，k1是封闭回线的圈数。3，什么是单连通区域？什么是多联通区域？

答：（1）如果区域内任一封闭曲线可以不出边界地连续的收缩到一点，则此连通区域成为单连通区域。（2）能做多个分隔面而不破坏区域连通性的称之为多连通区域。

（3）分隔面：是这样的曲面，它整个位于区域内部，而且它和区域边界的交线是一条封闭曲线。4，动力粘滞系数μ和运动粘滞系数ν的区别和联系是什么？ 答：联系：都可以用来表示液体粘滞性的大小；ν由μ推导而来：

区别：μ是动力量（Pas），ν是运动量(m/s);后者不包括力的量纲而仅仅具有运动量纲。5，描述液体运动的两种方法？区别？ 答：拉格朗日法，欧拉法

区别：拉格朗日法着眼于每个流体质点自始至终的运动过程，描述它们的位置随时间变化的规律；而欧拉法是着眼于空间点，设法在空间中的每一个点上描述出流体运动随时间的变化状况。6，在什么条件下流线和迹线重合？

答：流线是同一时刻不同质点所组成的线，与拉格朗日观点联系；迹线是流体质点在空间运动时所描绘出来的曲线，与欧拉观点联系。在定常运动时，二者必然是重合的。

定常运动：流场内函数不依赖时间t的运动称为定常运动。

7，“均匀流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流”，这种说法是否正确？为什么？ 答：不正确。

均匀流是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言，是判断流体运动的两个不同标准。如：当流量不变，通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。

8，对于简单剪切流动，因其流线平行，流体质点作直线运动，所以该运动是无涡流。这种判断是否正确？为什么？ 答：不正确。

无涡流指液体流动时各质点不存在绕自身轴的旋转运动。对于剪切流动，尽管流体流线平行，但（rotv）z-a（a为常数），处处有旋。

9，流体力学中的系统是什么意思？有哪些特点？ 答：系统也称体系，是指某一确定流体的点集合的总体。

系统随流体运动而运动，其边界把系统和外界分开；系统边界的形状和所包围的空间大小随运动而变化。

在系统的边界上，没有流体流入或留出，即系统与外界没有质量交换，始终由同一些流体质点组成，但可以通过边界与边界发生力的作用和能量交换。210，简述流体膨胀性的意义及其影响因素。

答：膨胀性：流体温度升高时，流体体积也增加的特性。又定义为在压强不变的条件下，温度升高一个单位时流体体积的相对增加量。

影响因素：温度，液体本身的性质。

11，微分形式和积分形式的基本方程各有什么特点？ 答：微分形式是了解流动过程各参数的变化规律。

积分形式是流动过程在某处参数发生不连续变化时采用的形式。

12，什么是涡旋不生不灭定理？

答：即拉格朗日定理：若流体理想、正压，且外力有势。如果初始时刻在某部分流体内无旋，则以前或以后任一时刻中这部分流体皆无旋。反之，若初始时刻该部分流体有旋，则以前或以后的任何时刻中这一部分流体皆有旋。

13.试分析图中三种情况下水体A受哪些表面力和质量力？（1）静止水池；（2）顺直渠道水流；（3）平面弯道水流。

答：（1）压应力；重力。

（2）压应力，切应力；重力。

（3）压应力，切应力；重力，惯性力。

14，（1）写出以下两个方程的名称：

方程一：ui0 xi方程二：uiui1pujFiv2ui txjxi（2）从单位重量流体能量观点简要说明两方程中各项的物理意义，以及两方程的物理意义。

（3）这两个方程在应用条件上有何相同和差异之处？

三，计算

1，已知恒定流场中的流速分布如下，求此流场中的流线和迹线。

u1ax

2u2ax1（a≠0）

u30

2，3，已知定常流场中的流速分布为 dVV(V)V（），写出该式在直角坐标系及下标记号的表达式。dttx1x2x3u1ax2x1x222,u2ax1x1x222,u30

x10,x20,aconst(0)

求其线变形率，角变形率和旋转角速度。试判断其是否为有势流。

4，已知不可压平面无旋流动的流函数x1x1x2x2，求其速度势函数。

5，潜艇水平运动时，前舱皮托管水银U形管上读数为h=17cm，海水比重为1.026，皮托管流速系数为c0=0.98。试求潜艇航速。

6，已知二元流场的速度势为x2y2。

（1）试求ux，uy，并检验是否满足连续条件和无旋条件。（2）求流函数，并求通过（1,0），（1,1）两点的两条流线之间的流量。

7，有一旋转粘度计，同心轴和筒中间注入牛顿流体，筒与轴的间隙很小，筒以等角速度转动，且保持流体温度不变。假定间隙中的流体作圆周方向流动，且为线性速度分布，又L很长，所以底部摩擦影响不计。如测得轴上的扭矩为M，求流体的粘性系数。

pijdvi8，，写出该式在直角坐标系下及矢量形式的表达式。Fidtxj

9，图示为重力作用下的两无限宽斜面上具有等深自由面的二维恒定不可压缩流体的层流运动。深度H为常量，斜面倾角为α，流体密度为ρ，动力粘度为μ，液面压强pa为常量，且不计液面与空气之间的粘性切应力。试分析此流体运动现象的求解思路和步骤（不需要求解出方程）。

10，图示为重力作用下的两无限宽水平平板间的二维恒定不可压缩流体的层流运动。平板间距为a，流体密度为ρ，动力粘度为μ，上板沿x方向移动的速度U为常量。试求平板间流体的速度分布。

课本

篇7：工程力学总结

知识点介绍：

§1–1 静力学的基本概念

1、平衡——平衡是物体机械运动的特殊形式，是指物体相对地球处于静止或匀速直线运动状态。

2、刚体——在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。或者在力的作用下，任意两点间的距离保持不变的物体。刚体是一种理想化的力学模型。

一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。

3、力——力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体的形状和运动状态发生改变。§1–2 静力学公理 基本概念

力 系——作用于同一物体或物体系上的一群力。等效力系——对物体的作用效果相同的两个力系。平衡力系——能使物体维持平衡的力系。

合 力——在特殊情况下，能和一个力系等效的一个力。

公理一(二力平衡公理)要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只须这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。

公理二(加减平衡力系公理)可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的作用。

推论(力在刚体上的可传性)作用于刚体的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用。

公理三(力平行四边形公理)作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。即，合力为原两力的矢量和。矢量表达式：R= F1+F2

推论(三力汇交定理)当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。

公理四(作用和反作用公理)任何两个物体间的相互作用的力，总是大小相等，作用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体上。

公理五(刚化公理)设变形体在已知力系作用下维持平衡状态，则如将这个已变形但平衡的物体变成刚体（刚化），其平衡不受影响。

§1–3 约束和约束反力 基本概念：

1、自由体：可以任意运动（获得任意位移）的物体。

2、非自由体：不可能产生某方向的位移的物体。

3、约束：由周围物体所构成的、限制非自由体位移的条件。

4、约束反力：约束对被约束体的反作用力。

5、主动力：约束力以外的力。

§1–4 受力分析和受力图 画受力图的方法与步骤：

1、取分离体（研究对象）

2、画出研究对象所受的全部主动力（使物体产生

运动或运动趋势的力）

3、在存在约束的地方，按约束类型逐一画出约束

反力（研究对象与周围物体的连接关系）§2–1 力系的基本类型

平面力系——各力的作用线都在同一平面内的力系。否则为空间力系。

共点力系——各力均作用于同一点的力系。

力 偶——作用线平行、指向相反而大小相等的两个力。

力 偶 系——若干个力偶组成的力系。

§2–2 共点力系合成与平衡的几何法

1、合成的几何法：

2、力的多边形规则：

§2–3 力的投影.力沿坐标轴的分解

力在平面上的投影：由力矢F 的始端A 和末端B向投影平面oxy引垂线，由垂足A′到B′所构成的矢量A′ B′，就是力在平面Oxy上的投影记为Fxy。

力在坐标轴上的分解： 合力投影定理：合力在任一轴上的投影，等于它的各分力在同一轴上的投影的代数和。

共点力系平衡的充要解析条件：

力系中所有各力在各个坐标轴中每一轴上的投影的代数和分别等于零。

§2–5 两个平行力的合成 两同向平行力的合成定理：

两同向平行力的合成结果是一个力，这个力的大小等于原两力大小之和，作用线与原两力平行，并内分原两力的作用点为两段，使这两段的长度与原两力的大小成反比，合力的指向与原两力相同。两反向平行力的合成定理：

大小不同的两个反向平行力的合成结果是一个力，这合力的大小等于原两力大小之差，作用线与原两力平行，且在原两力中较大一个的外侧，并且外分原两力的作用点为两段，使这两段的长度与原两力的大小成反比。合力的指向与较大的外力相同。

§2–6 力偶及其性质

2、力偶臂——力偶中两个力的作用线

之间的距离。

3、力偶矩——力偶中任何一个力的大

小与力偶臂d 的乘积，加上

适当的正负号。力偶矩正负规定：

若力偶有使物体逆时针旋转的趋势，力偶矩取正号；反之，取负号。第三章 力偶矩矢

1、概念：

用来表示力偶矩的大小、转向、作用面的有向线段。

2、力偶的三要素：

(1)、力偶矩的大小。(2)、力偶的转向。

(3)、力偶作用面的方位。

3、符号：l

4、力偶矩矢与力矢的区别

力偶矩矢是自由矢量，而力矢是滑动矢量。l 指向人为规定，力矢指向由本身所决定。

5、力偶等效定理又可陈述为: 力偶矩矢相等的两个力偶是等效力偶。

§3–1 力对点之矩

一、力矩的定义——力F 的大小乘以该力作用线到某点O 间距离d，并加 上适当正负号，称为力F 对O 点的矩。简称力矩。

二、力矩的表达式:

三、力矩的正负号规定：按右手规则，当有逆时针转动的趋向时，力F 对O 点的矩取正值。

四、力矩的单位：与力偶矩单位相同，为 N.m。

§3–2 力线平移定理

二、几个性质：

1、当力线平移时，力的大小、方向都不改变，但附加力偶的矩的大小与正负一般要随指定O点的位置的不同而不同。

2、力线平移的过程是可逆的，即作用在同一平面内的一个力和一个力偶，总可以归纳为一个和原力大小相等的平行力。

3、力线平移定理是把刚体上平面任意力系分解为一个平面共点力系和一个平面力偶系的依据。

§3–3平面任意力系的简化•主矢与主矩

一、力系向给定点O 的简化

应用力线平移定理，可将刚体上平面任意力系中各个力的作用线全部平行移到作用面内某一给定点O。从而这力系被分解为平面共点力系和平面力偶系。这种变换的方法称为力系向给定点O 的简化。点O 称为简化中心。

二、几点说明：

1、平面任意力系的主矢的大小和方向与简化中心的位置无关。

2、平面任意力系的主矩与简化中心O 的位置有关。因此，在说到力系的主矩时，一定要指明简化中心。第四章 扭 转

扭转变形是指杆件受到大小相等,方向相反且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用,使杆件的横截面绕轴线产生转动。

篇8：中职水力学课程教学改进思路探讨

关键词：水力学,教学改进,中职教育

水力学是水利工程类专业的重要专业基础课, 是一门专门研究水流性质及其运动规律的课程, 是水利工程中进行各种水工建筑物设计, 合理确定各种水工建筑物外型尺寸的理论依据。

分析水力学的课程特点可知 , 由于水力学涉及高等数学、理论力学、工程力学等理论知识, 同时教材中有较多概念、系数及大量的公式推导, 对于数学基础普遍较差的中职学生来说, 常常使学生感到水力学高深莫测, 产生畏难心理。同时根据我国职业教育对学生培养目标的要求, 中职教育的根本任务在于为经济建设和社会发展培养高素质的劳动者和中初级专门人才, 必须“以就业为导向, 以服务为宗旨”。在这一理念下, 职业能力的培养是目的, 培养人才应以职业实践过程为手段。因此传统的水力学课程教学面临着巨大的挑战, 针对目前水力学教学中存在的问题以及如何进一步加强实践性教学环节和强化对中职技术人才实际动手能力培养, 结合郑州水利学校年来水力学课程教学中成功和不足之处对中职水力学课程教学改革进行了初步的探讨。

1 中职水力学教学中存在的问题

首先, 从教材知识分析, 由于水力学知识具有很强的连贯性, 理解一个公式、一个结论, 往往都需要大量的理论知识作为基础, 导致现有《水力学》教材, 普遍强调理论的系统性、完整性, 教学内容偏多、理论知识偏深, 而联系水利工程实际不够, 同时教材中习题与工程实际联系不密切。

其次, 从学生来源分析, 中职学生大多为中考成绩落后者, 整体上基础较差, 普遍表现为:没有良好的学习习惯, 学习目的不明确;基础知识不扎实;缺乏自信心, 厌学、怕学, 对学习产生恐惧心理。特别对于工程类专业学生, 更要求具有扎实的数学、物理基础知识, 在这种条件下, 基础理论学习可以说是他们最薄弱的一环。

第三, 由于教学计划的调整 , 水力学课程学时数在逐渐减少 , 同时实验课所占比重偏低, 导致水力学教学中大部分时间在讲授抽象的概念、繁杂的公式, 既加强了学生的厌课情绪又减少了对学生实践和动手能力的培养。

面对中职水力学教学中存在的上述诸多问题, 仅从课本教学来考虑的话始终很难取得意想的效果。作为中职水力学教学, 还得从职业教育的特点出发, 从学生的实际情况去考虑, 才能较好地处理以上面临的问题。

2 教学改进的思路

2.1 把握教学目标, 提炼教学内容

课程内容是贯彻专业培养目标, 实现中职培养目标的中心环节, 是优化组合知识、能力、技能的具体体现。针对前面对水力学内容的分析以及学时的安排, 如果在教学过程中只顾面面俱到讲授理论, 而忽视与工程实际相结合, 势必造成理论与实际相脱节, 不利于培养学生的动手操作能力, 不利于培养学生的职业基本技能和能力。因此教师要根据中职学生职业的需要和专业培养目标对本课程的要求, 准确把握教学目标, 对教学内容进行提炼, 理论联系水利工程实际, 挑选具有强针对性、应用性的作业。

通观教材, 其基本内容主要分为两大块:基础理论和基本应用。基础理论部分重在理解, 因此要精讲、细讲;而实际应用部分则应结合工程实际讲解, 如在学习静水总压力计算时, 应结合在建或已建水利枢纽的具体资料, 简化计算枢纽中的某个水工建筑物在某种情况下所受到的水压力的大小, 方向及作用点;对有压管道恒定流, 具体讲解某一虹吸管的设计及水力计算;在明渠恒定均匀流讲解中, 可让学生理解某一具体渠道纵横断面的设计过程, 并将某些过程留给学生解答;在明渠恒定非均匀流中, 要求学生理解某水利枢纽溢洪道水力计算的设计思路;堰流与闸孔出流部分, 可针对不同的出流方式理解一些过堰、闸的水流问题;在泄水建筑物下游的水流衔接与消能部分, 让学生理解消力池的设计思路。

2.2 改进教学手段

在信息技术快速发展的今天, 传统的“黑板+粉笔”教学手段过于单调, 适当运用具有形象、生动、具体、直观等特点的多媒体教学, 对于复杂的图片、以及那些很难用语言描述的物理概念及实验过程, 采用实景、动画、实验演示等多种形式, 化复杂为简单, 通俗易懂, 生动活泼, 具体形象地展示流体的一些流动现象, 营造一个图文结合、视听并举的学习氛围, 可以活跃课堂气氛, 让学生建立清晰的物理概念, 缩短认识过程, 从而激发学生的学习兴趣, 提高教学效果及教学效率。从而为教学质量的稳定和提高提供了保障。

同时加强实验教学是培养学生实践能力和基本技能的有效途径。本课程实验较多, 各种水流现象在实验中都会看到, 而且一目了然。学生通过实验不但可以直观的看到复杂的水流现象, 而且通过实验对一些较难理解的理论和概念, 能够进一步理解和掌握。在实验中紧密联系水利工程和生产实践, 以加深对水利工程实际的了解和理论知识的理解。这样, 不仅有利于开发学生智力, 开拓学生视野, 而且有利于培养学生的动手能力和学习兴趣。

2.3 提高学生学习兴趣及参与意识

在课堂教学中, 教与学应是一个有机的整体。传统的“满堂灌” 教学方式割裂了学生的参与意识, 这种“填鸭式”的教学模式已不能适应新时期对人才培养模式的需要, 教学中提高学生学习兴趣及参与意识已迫在眉睫。

在课堂上, 教师应多方面组织课堂讨论, 引导学生围绕重点内容展开讨论, 阐述学生自己的理解和看法, 最后由教师根据学生的理解情况进行分析、总结和引深。

课后, 要求学生每学完一章内容后根据自己的理解、体会写出本章总结, 并且作为一次作业计入平时成绩, 以此培养学生善于分析, 善于总结的思维方式并提高其自我学习能力。

2.4 增加实践教学环节

根据水利事业的发展状况和对人才结构层次的需求情况, 水利职业人才培养目标是从事各种水利工程的勘测、规划、设计、施工、管理等工作的人才。就其工作性质而言, 是面面俱到, 什么都干, 对专业知识要求面宽。而用人单位对毕业生的要求, 往往是走出校门即能上岗, 胜任岗位工作。因此, 教育目的不在于学生掌握了多少学科知识, 而在于学生是否具备职业岗位所需要的综合职业能力和全面素质。由此可见有较强的实践能力和操作技能是中职毕业生寻求理想工作的的关键。

单纯的理论教学, 只能使学生初步了解水流运动的基本规律、特点等最基本的理论知识, 要利用这些理论知识来解决实际工程问题还相差甚远。因此除必备的专业理论知识外, 更重要的是对学生基本技能和动手能力的培养。要求学生必须将具体水流现象和水流运动规律与实际工程有针对性的联系起来, 让学生们知道什么情况发生什么样的水流现象, 有哪些规律, 存在什么具体问题以及如何解决。而这些必须通过具体的理论联系实际的系统训练才能获得。在进行水力学课程理论教学的同时, 加强水力学课程的实践教学, 组织学生参观各中水利工程, 将各类水流运动的基本规律和实际工程及相关学科有机的联系起来, 才能将所学知识较准确地运用到实际当中去。

3 结语

通过精选教学内容, 压缩理论偏深、偏难, 又脱离中职培养目标的教学内容, 增加单元性综合练习, 实行单元目标教学, 使课程内容即精干, 又易于学生理解和掌握, 更有助于加强知识的针对性、应用性、综合性, 培养学生分析问题和解决问题的能力。

同时运用多媒体及教学实验等手段, 提高学生学习兴趣及参与意识, 并加强实践性教学等环节, 可以做到理论与水利工程实际相结合, 加强了专业知识的综合性、系统性, 不仅激发了学生对本课程的学习兴趣, 明确了学习目的, 而且培养了学生分析问题和解决水利工程实际问题的能力。

参考文献

[1]张竞超, 朱海军.水力学[M].河南:黄河水利出版社, 2005.

[2]李春生, 谷晓萍.《水利工程概预算》专业课的教学实践与思考[J].沈阳农业大学学报, 2006 (12) .