首页 > 浅谈在物理教学中培养学生人文素养

浅谈在物理教学中培养学生人文素养

发布时间：来源：文档文库

小中大

字号：

手机查看

２０１４年９月第９靼　下）２０１４，Ｓｅｐ　ｍｂ笪，　【】　（　
学术争鸣　
相国　
与技术．２０１０（２９）．　
【４］赵晓庆、熊章、方义，高校智能排课系统的设计与实现，计算机与现代　
［３］张清绵、徐明等，智能教学组织管理与课程调度系统，大连理工大学学　
化，２０１２．１１．　
报，２１２．Ｖｏｌ３１　Ｎｏ　２．　
切削加工有限元技术概述　
１唐联耀　２姜炳春　
广东科技学院
东莞　
薏鞫　随着计算机硬件和软件技术的快速发展，有限元法（ＦＥＭ）已经成为金属切削过程仿真的有效工具。通过切削过程的有限元仿真，可以节省大量的　
人力和物力，还以得出许多从实验中很难得到的重要数据，仿真结果形象、直观，对实践有着很高的指导价值。　
赣黧　切削加工　有限元方法　
．　
１切削加工有限元仿真的内涵　
的材料本构模型应该能描述材料的诸多性能，如温度敏感性、应变率敏感性、　
切削加｜　是通过刀具在工件表面上切除多余的材料层来获得理想的工件　应变硬化、应变和应变率加载历程相关性等。但由于切削加工过程是一项非常　外形、尺寸及表面质量的机械加工方法。金属切削过程是一个复杂的塑性变形　
复杂的过程，其间的Ｔ件材料性能完全不同于通常塑性变形的材料性能，很难　
过程，而且常常是在高速、高温情况下产生的。当前对金属切削过程的研究工　建立一个能全面反映高温、高应变率和大变形下的材料性能的本构模型。在实　
作已经深入到塑性力学、有限元法、位错理论以及断裂力学的范畴。有限元分　践中，通常通过工件材料力学性能试验得到不同温度和应变率下的应力一应　
析的概念起源于２Ｏ世纪５０年代，最初用于飞机结构的矩阵分析，其基本思想　变关系，基于大应变一大变形理论，建立材料的本构方程。目前，在切削加　是将一个连续体离散成有限个单元，采用能量原理研究单元及其集合的平衡条　工仿真中应用比较多的材料本构模型有Ｏｘｌｅｙ模型和ＥＲＣ模型等。Ｔａｙｌａｎ　件．并以计算机为工具进行数值求解。近年来，随着计算机技术的普及及计算　Ａｌｔａｎ就这几种模型适应的温度范围和应变率范围作了详细的描述。　
速度的不断提高，有限元分析已在机械制造、材料加工、土木工程、电子电器、　２．２切削加工有限元仿真技术　
航空航天、国防、汽车、能源等各个领域的工程设计中得到了越来越广泛的应　常用商业有限元软件分析金属切削过程中需要输入的前处理建模参数，经　用，已成为对复杂　程问题进行有效分析的手段。根据有限元法应用于切削加　求解器解算后可得变形区属性、刀具属性、刀一屑接触界面状况。根据切削加　ｒ仿真中的侧重点不同，切削加一　有限元仿真可以有如下２种分类方法。从材　工过程有限元仿真中需要输入的参数和可以计算的参数，可以将切削加工过程　料模型的角度上，切削加工有限元仿真可分成２类：一类是弹塑性有限元仿真，　有限元分析的关键技术分为以下几种：切削条件下工件材料的流动应力模型，　它又可分为小变形弹塑性有限元仿真和大变形弹塑性有限元仿真；另～类是　切屑分离及断裂模型，刀屑接触和摩擦模型，热传导模型，热力耦合模型。　
刚甥性有限元仿真。小变形弹塑性有限元仿真主要用于小位移小应变的仿真情　３切削加工有限元仿真的发展趋势　
况，此时物体几何形状的变化极小，可忽略微元体的局部变形，计算应力时可　由于有限元仿真技术可对切削加工过程进行定量分析和研究，而传统的解　采用原来的微元体面积，应变与位移之间仍可看作是线性关系。大变形弹塑性　析方法和实验方法却难以做到，因此该技术在切削加工仿真领域得到了越来越　有限元仿真是建立在有限变形假设基础之上，由于产生了大位移和大转动，单　广泛的应用。其主要发展方向如下：　
元的形状会发生很大的变化，进而会影响到有限元计算，需要进行特殊处理。　（１１适应更多加工形式，扩大其应用范围。由于机械加工种类繁多，有车、　在切削过程中，由于材料的变形都是弹塑性变形，因此弹塑性模型能客观反映　铣、刨、磨等多种加工形式，冈此，应建立适应多种加工形式的有限元模型，　材料的真实特性，但由于其所需的计算工作量较大，故一般只用于分析小变形　研究切削加工中产生的各物理量，如切削力、切削温度及刀具磨损等。　
或弹塑性过渡区域较大的变形过程。在切削加工过程中，塑性变形量比弹性变　（２）建立更广泛的材料模型。由于目前大多数有限元模型都是基于连续介　形量要大得多，冈此可将弹性变形忽略，将材料看成为刚塑性体。从数值模拟　质的材料建模的，对于铸铁或钢之类的非均质材料还不能进行准确建模。　
的角度，有限元模拟仿真方法也可以分为：拉格朗日法、欧拉法和拉格朗日一　（３）开发专用于切削加工仿真方面的商业化有限元分析软件。目前，多数　欧拉法。拉格朗日法的有限元网格由材料单元组成，可准确地描述所分析工　采用通用有限元分析软件来模拟金属切削加工过程，对于一些技术问题难以处　件的几何形状，并且随着工件的变形而变化，因此适用于对切削加工从初始状　理，如，切屑分离问题，网格自动重新划分等。　
态到稳态的过程进行仿真，但在切屑分离仿真和网格重新划分方面比较困难。　ｆ４）随着切削加工向精密、高速、绿色方向的发展，应建立更广泛的应用　在欧拉法中，网格在空间固定，材料性质是根据流过的空间网格来计算的，因　于微细加工、高速加工、干式切削、非均质材料切削加ｌＴ的有限元模型。　
此适合于在一个可以控制的体积内描述流体的变形，可对稳态切削加工过程进　结束语　
行准确仿真，但由于欧拉法需事先知道切屑的边界和切屑的几何形状，对于切　切削加工过程是一个涉及到弹性力学、塑性力学、断裂力学、热力学、摩　
屑形状不固定的切削加工场合，如变切屑厚度的铣削和高速切削中形成锯齿切　擦学等多学科交叉的复杂动态物理过程，难以用传统的解析法和实验法进行定　屑，欧拉法就无法进行准确仿真。最近，拉格朗日一欧拉法也被应用到切削　量的分析和研究。基于其强大的数值分析能力，有限元仿真技术成为切削加工　加工有限元仿真中，它组合了前两种方法的优点并克服了它们的不足，而是有　定量分析的有效手段。但目前切削加工有限元仿真中的一些关键技术，如材料　自己的运动控制方程，适于分析大变形问题，可达到较好的仿真效果。　
本构模型、动态网格划分及切屑分离标准等，还无法对切削加工的高温、大变　２切￣ｊＪｌ｝ｉ＇ｌｌ工有限元仿真的关键技术　
形、热力耦合等特征进行准确描述，使有限元仿真的结果与实际切削加工之间　２．１材料本构模型的建立　
还存在一定差距。　
在切削加工过程中，工件材料要经历大位移、有限应变的弹塑性变形，要　
参考文献　
想对其变形进行准确仿真，必须考虑到材料非线性、几何非线性和边界非线性　［１］杨晓琦，韩凤起
基于正应力摩擦模型的金属切削有限元仿真［Ｊ】．电　
问题，因此要对有限变形问题下的材料内各点的应力状态、应变状态及产生塑　性变形时各应力之间的关系和应力应变之间的关系加以考虑。材料本构模型可　子机械工程，２００８；２４（４）：４８—５Ｏ　
表征材料力学性质的数学关系，因此在切削加工仿真中通常应用本构模型描述　【２】王勖成，邵敏．有限单元法基本原理和数值方法［Ｍ】．北京：清华大　
材料变形过程中的动态响应。由于本构模型会对切削加工仿真的结果产生重要　学出版社，１９９７．　
影响，因此准确建立材料本构模型是成功进行切削加工仿真的基础。一个理想　
浅谈在物理教学中培养学生人文素养　
张栓杰
河北保定清苑县清苑中学　
培养学生正确的人生观和世界观，形成积极向上的情感、态度和价值观，使科学更好的为人类造福，这不仅是人文学科的教学任务，也是中学物理学科必　
须完成的教学目标。本文作者根据自己多年来高中物理教学实践，试图通过五个不同的角度，分析探讨在中学物理教学中，培养学生人文素养的内容和途径。　
酒　鞫　物理教莩　人文素养　道德个性　
做为一名中学物理教师，在自己的教学活动中要完成对学生人文精神的培　
课堂让学生体会物理教育中的人文精神呢？本文作者根据自己多年来高中物理　养，教师与学生两者之间就要有认识上、感情上和行动上的交流与探讨，通过　教学实践，试图通过五个不同的角度，分析探讨在中学物理教学中，培养学生　认真探究、实事求是的获得结论等，让学生体会形成科学的过程，把握科学、　人文素养的内容和途径。　　一
自然、社会和人类的关系，养成尊重他人和成果的正确态度，以及不断追求的　一
、
强化指导学生科学的价值取向　
进取精神、严谨的科学态度、克服困难的意志品质。物理教师如何通过有效的　
５８４　

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/f851d62bf524ccbff12184d2.html