周培源大学生力学竞赛需知周培源大学生力学竞赛需知池塘生春草,园柳变鸣禽曾经沧海难为水,除却巫山不是云祸患常积于忽微,而智勇多困于所溺靡不有初,鲜克有终飞流直下三千尺,疑是银河落九天一、组织1. 本项竞赛受教育部高等教育司委托,由教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会、中国力学学会和周培源基金会共同主办,中国力学学会教育、科普工作委员会、各省(市) 、自治区力学学会与一所高校协办,并委托《力学与实践》编委会承办协办高校每届轮换 2. 竞赛有关信息,包括竞赛报名通知、简章、获奖名单等在《力学与实践》杂志及中国力学学会网站公布 3. 竞赛设领导小组与组织委员会,领导小组由教育部力学基础课程教学指导分委员会、中国力学学会、周培源基金会与相关单位负责人组成,负责竞赛的全盘安排和协调工作,组织委员会具体负责竞赛的动员、报名、竞赛监考与授奖工作命题及评奖工作由上届团体冠军学校负责组织,命题学校不参加该届竞赛命题小组成员不得参加任何与该届竞赛相关的与答疑二、参赛对象与报名方式1. 各省、自治区、直辖市以及港澳台地区年龄在 30 周岁(含)以下(竞赛当年 12 月底不满 31 周岁)的在校大学专科、本科及研究生均可报名参加。
2. 由高等学校(研究所)直接向所在省、市、自治区或特区竞赛分组织委员会报名具体报名事宜见当年通知三、竞赛与评奖1. 力学竞赛的基础知识覆盖理论力学与材料力学两门课程的理论和实验,着重考核灵活运用基础知识、分析和解决问题的能力 2. 竞赛包括个人赛和团体赛,个人赛采用个人闭卷笔试方式,团体赛采用团队课题研究方式 3. 个人赛试卷由组委会按保密信函寄达各省(市)竞赛分组织委员会,由分组织委员会就近安排考场,全国同时进行考试,各分组织委员会聘请有经验的力学教师集中阅卷 4. 各省(市)提交本赛区的优秀个人名单(前 5%,至多 50 位)和优秀团队(至多 5 个)及其成员名单以学校为单位组队,每个学校至多一队,每队由 3 人组成不能单独组队的学校可以在本地区跨校组队一次并将名单中所涉及的参赛者试卷用特快专递寄达组委会组委会根据成绩选拔出 20 个团队参加决赛 5. 由竞赛组织委员会组织专家组进行最终评定,根据个人赛成绩评定出全国竞赛个人特等奖 5 名,一等奖 15 名、二等奖 30 名、三等奖、优秀奖人数分别为赛区参加人数的 5%,15% 6. 团体赛集中于一地进行,团体赛方式由命题学校确定。
根据团体赛成绩最终评出团体竞赛一等奖 1 队、二等奖 3 队和三等奖 6 队 7. 各省(市)可自行评出本赛区优胜奖,可命名为“第*届全国周培源大学生力学竞赛**(省(市) 、自治区名称)*等奖” 8. 为了确保竞赛的公正性,竞赛组织委员会将任命仲裁小组,对有争议的问题加以裁决四、竞赛范围理论力学一、基本部分 (一) 静力学 (1) 掌握力、力矩和力系的基本概念及其性质能熟练地计算力的投影、力对点的矩和力对轴的矩 (2) 掌握力偶、力偶矩和力偶系的基本概念及其性质能熟练地计算力偶矩及其投影 (3) 掌握力系的主矢和主矩的基本概念及其性质掌握汇交力系、平行力系与一般力系的简化方法、熟悉简化结果能熟练地计算各类力系的主矢和主矩掌握重心的概念及其位置计算的方法 (4) 掌握约束的概念及各种常见理想约束力的性质能熟练地画出单个刚体及刚体系受力图 (5) 掌握各种力系的平衡条件和平衡方程能熟练地求解单个刚体和简单刚体系的平衡问题 (6) 掌握滑动摩擦力和摩擦角的概念会求解考虑滑动摩擦时单个刚体和简单平面刚体系的平衡问题二)运动学 (1) 掌握描述点运动的矢量法、直角坐标法和自然坐标法,会求点的运动轨迹,并能熟练地求解点的速度和加速度。
(2) 掌握刚体平移和定轴转动的概念及其运动特征、定轴转动刚体上各点速度和加速度的矢量表示法能熟练求解定轴转动刚体的角速度、角加速度以及刚体上各点的速度和加速度 (3) 掌握点的复合运动的基本概念,掌握并能应用点的速度合成定理和加速度合成定理 (4) 掌握刚体平面运动的概念及其描述,掌握平面运动刚体速度瞬心的概念能熟练求解平面运动刚体的角速度与角加速度以及刚体上各点的速度和加速度 (三)动力学 (1) 掌握建立质点的运动微分方程的方法了解两类动力学基本问题的求解方法 (2) 掌握刚体转动惯量的计算了解刚体惯性积和惯性主轴的概念 (3) 能熟练计算质点系与刚体的动量、动量矩和动能;并能熟练计算力的冲量(矩) ,力的功和势能 (4) 掌握动力学普遍定理(包括动量定理、质心运动定理、对固定点和质心的动量矩定理、动能定理)及相应的守恒定理,并会综合应用5) 掌握建立刚体平面运动动力学方程的方法了解其两类动力学基本问题的求解方法 (6) 掌握达朗贝尔惯性力的概念,掌握平面运动刚体达朗贝尔惯性力系的简化掌握质点系达朗贝尔原理(动静法) ,并会综合应用了解定轴转动刚体静平衡与动平衡的概念。
二、专题部分 (一) 虚位移原理 掌握虚位移、虚功的概念;掌握质点系的自由度、广义坐标的概念;会应用质点系虚位移原理 (二) 碰撞问题 (1) 掌握碰撞问题的特征及其简化条件掌握恢复因数概念 (2) 会求解两物体对心碰撞以及定轴转动刚体和平面运动刚体的碰撞问题材料力学一、基础部分 材料力学的任务、同相关学科的关系,变形固体的基本假设、截面法和内力、应力、变形、应变 轴力与轴力图,直杆横截面及斜截面的应力,圣维南原理,应力集中的概念 材料拉伸及压缩时的力学性能,胡克定律,弹性模量,泊松比,应力-应变曲线 拉压杆强度条件,安全因数及许用应力的确定 拉压杆变形,简单拉压静不定问题 剪切及挤压的概念和实用计算 扭矩及扭矩图,切应力互等定理,剪切胡克定律,圆轴扭转的应力与变形,扭转强度及刚度条件 静矩与形心,截面二次矩,平行移轴公式 平面弯曲的内力,剪力、弯矩方程,剪力、弯矩图,利用微分关系画梁的剪力、弯矩图 弯曲正应力及其强度条件,提高弯曲强度的措施 挠曲轴及其近似微分方程,积分法求梁的位移,梁的刚度校核,提高梁弯曲刚度的措施。
应力状态的概念,平面应力状态下应力分析的解析法及图解法 强度理论的概念,破坏形式的分析,四个经典强度理论 组合变形下杆件的强度计算 压杆稳定的概念,临界荷载的欧拉公式,临界应力,提高压杆稳定性的措施 疲劳破坏的概念,影响构件疲劳极限的主要因素,提高构件疲劳强度的措施 拉伸与压缩实验,弹性模量或泊松比的测定,弯曲正应力测定 二、专题部分 杆件应变能计算,莫尔定理及其应用 简单动载荷问题 材料力学若干专题实验君不见黄河之水天上来,奔流到海不复回失之东隅,收之桑榆知之为知之,不知为不知,是知也烽火连三月,家书抵万金黯然销魂者,惟别而已矣。