利用计算机解决力学问题论文_李梅

利用计算机解决力学问题论文_李梅

李梅

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摘要:在机械类专业的学习过程中,必然会学习到力学问题,其在机械类专业中饰演着很重要的角色,但有关力学的计算问题是相当复杂的,仅仅采用人工计算则会很容易出现误差。倘若在计算的过程中能够利用计算机,研制出特定的方程来解决力学计算问题,则可以一定程度上避免出现计算误差。

关键词:机械类专业;计算机技术;力学;运算

随着我国科学技术的不断发展,计算机在各个领域都得到了广泛的应用,并且有着越来越重要的作用。力学是机械类专业中最常见的一门课程,并且也是出现较早的一门课程。在力学计算方法不断增多的背景下,计算机力学由此而生,并且其对计算机技术的发展有很大的推动作用。早在60、70年代便有了计算机,并且当前的计算机规模也打破了以往的个人程序,演变为一种大型的软件。其实,随着各种商业软件的开发,传统的计算机里学已不能满足现状,文中对计算机力学进行了研究分析,希望能够为机械类专业的力学计算提供一定的帮助。

二、 在计算机的作用下对力学系统进行合算

为了使各种外力达到平衡状态,则必须对其系统进行核算,而此项工作的进行会涉及到大量的数据,这便会无形中增加工作人员的工作量。除此之外,采用人工计算的方式,不仅仅会加大错误的风险,还会耗费大量的人力、物力以及资金。因此,在对力学系统进行运算的过程中,借助计算机来编制相应的程序来进行计算则可以有效解决此类问题。要想确保机械设备能够受力平衡,则可以借助计算机合成其他外力,这样既能够将复杂问题简单化,又能够解决机械设备受力平衡的问题。通常,在计算机编程顺序正确的背景下,其运算结果会是完全证券的。另外,在处理一些复杂问题时,通过计算机解决力学问题则更能够有效提高工作效率。

二、在计算机的作用下对平衡方程进行解答

在解决某些力学问题的过程中,平衡方程是最常用的方法,人工能够在很短时间内知道低阶方程的答案,而在解决一些到高阶方程或时,人工计算的方法则不能够满足需求,因此,人们可以借助计算机来对此类问题进行解决,目前,这是我国最为有效、快捷的方法。不同难度的方程模式需要采用不同的解决程序,采用计算机则可以给我们带来很大的便利。当前,我国计算机人员已将编制完成的程序输入到计算机中,为机械类力学问题的计算提供了很大便利。除此之外,研究人员还建立了算法库,当需要时某些程序时则可以从算法库中直接引出有关的计算程序。由此可见,采用计算机计算力学问题有着很重要的作用。

三、在计算机的作用下对力学数据进行整理

在对问题进行计算的过程中,首先需要对其基本资料进行调查和分析,比如,对力学系统的数表以及线图进行分析,从而获取更加准确力学数据。倘若仅靠人工来完成力学数据的搜索以及制表则回加大出错的概率。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,计算机专业人员可以将力学数据的数表、线图提前输入到计算机程序中,从而可以让计算机自动为力学数据生成相关内容。在处理一些简单的力学数据时,可以采用数组的方式进行,比如一维、二维等等;在对力学数据进行线图处理的过程中,首先,应在线图上设定若干个点,确保点与点之间均有足够的距离,采用这种方法,则能够更加精确的计算出力学数据,除此之外,当采用插值法对力学数据进行计算的过程中,同样可以用此类方法。目前,我国在对在将力学数据的数表、线图提前输入到计算机程序中时,会用到以下三种方法:第一,直接将对应的程序编入到计算机中;第二,首先将相关数据转化成计算机文件,将其存入特定文件中,当需要计算时再进行应用;第三,将计算力学数据所用到的信息转化为数据库。因为计算机具有很强的储存能力,并且还能够快捷、准确的查阅到力学资料,这便为力学数据的计算提供了很大的便利。

四、计算机应用技术

计算机应用技术又称计算机,它主要通过建立模型来对数据进行解答,采用仿真实验来完成力学系统的刻画,随后得出相关的数据指标。因为计算机应用技术是通过建立模型来实现的,所以在使用过程中具有很大的安全性,并且所需建设成本也较低,由此可见,计算机应用技术在力学计算中饰演着很重要的角色。在对力学进行分析的过程中,并不是所有工程都属于线性工程,采用传统的方法是很难对其进行研究分析,并且对多种情况进行分析仅靠人工完成是有难度的,因此,就需要用到计算机。在对机械设备工作状态进行分析时,则可以在计算机应用技术的作用下完成,这样便可以让我们更加清楚的认识到机械设备以及计算机应用技术的好处。

五、工程数值计算软件包与符号计算

当前,我国主要包含两种科学计算模式,即数值计算、符号计算两种。前者是使计算机按照数值处理器的工作模式来进行计算,此类模式主要应用于科学工程中。在对数值进行分析、计算时,所有的主体均为数值。当前,我国有数以百计的计算软件包,并且数量也在日趋增多。不同的计算软件包分别具有不同的特点,因此可以应用在各个领域,具有很大的应用范围。除此之外,数值计算的操作是很容易的,并且不需要非常专业的人员来操作,因此主要应用在教学工作中。数值计算对计算机应用技术的发展有很大的推动作用,另外,相关的解析公式同样可以将其作用充分发挥出来。总而言之,数值计算能够在原理清晰的背景下,来完成对力学数据的计算;而后者的发展时间是比较长的,目前应用最多的计算软件包为MATHE-MATICA,其使用量突破了一百万。甚至一些西方国家在高中学习中就想学生讲述了相关的课程。而我国在此方面的研究与之有较大的差距,在我国不断地研究的过程中,相继在各高校也引入了MATHE-MATICA软件包,希望能够推动计算机力学的发展。

六、结束语

通过上文的论述可以发现,力学在机械类专业中饰演着的很重要的角色,同样还是工科学校最为基础的课程。计算机技术在力学数据上有了很大的突破,并且应用范围也在逐渐扩大,因此需要专门的工作者对其进行研究分析,从而制定更加完善的技术来对力学数据进行计算,降低人员的工作量以及误差,将计算机的作用充分发挥出来,推动力学的发展。

参考文献:

[1]李成智 哈尔滨工业大学理论力学教研室 [M] 北京:高等教育出版社 2015

[2]李伟英 普通物理学--力学[J]教学研究2012

论文作者:李梅

论文发表刊物:《中国经济社会论坛》学术版2018年第3期

论文发表时间:2018/12/27

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