大学物理 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (6): 49-.doi: 10.16854/j.cnki.1000-0712.250444

• 教学讨论 • 上一篇    下一篇

弹性力学中的对称性思想及其教学应用

袁学波   

  1. 西南交通大学 力学与航空航天学院,成都610031
  • 收稿日期:2025-08-21 接受日期:2025-10-21 出版日期:2026-08-01 发布日期:2026-08-28
  • 作者简介:袁学波(1993—),男,江西赣州人,西南交通大学力学与航空航天学院副教授,博士,主要从事弹性力学教学和柔性结构力学研究.
  • 基金资助:
    西南交通大学2026—2028年(本科)教育教学研究与改革项目“弹性力学应力场可视化虚拟仿真教学系统建设与实践”,西南交通大学高水平育人课程教改项目(GK20240112),2024-2026年四川省高等教育人才培养质量和教改项目“教育数智化转型背景下教学新形态的探索与实践——以力学核心课程为例”, 国家自然科学基金(12402114)

Symmetry inelasticity and its teaching applications

YUAN Xuebo   

  1. School of Mechanics and Aerospace Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan 610031, China
  • Received:2025-08-21 Accepted:2025-10-21 Online:2026-08-01 Published:2026-08-28

摘要: 以弹性力学教学为背景,探讨对称性思想的内涵及其在典型问题中的应用.通过平面应变问题、直角坐标下简支梁弯曲问题以及极坐标下轴对称问题展示了对称性思想在具体求解中的应用方式与教学价值.对称性不仅能够有效降低求解复杂度,使学生更易掌握问题的数学结构,有助于学生从几何、荷载和边界条件等直观角度理解应力与位移分布规律.在教学实践中,将对称性作为分析问题和讲解案例的主线,可以增强学生的逻辑思维能力、建模意识及力学直觉,为课堂教学和典型问题讲解提供一定指导.


关键词: 弹性力学, 对称性思想, 平面应变, 梁弯曲, 轴对称问题

Abstract: This paper discusses the role of symmetry in elasticity teaching and its application to representative problems. Three cases are considered: the plane strain problem, the bending of a simply supported beam, and axisymmetric problems in polar coordinates. These examples show how symmetry reduces computational complexity, highlights the mathematical structure of problems, and provides intuitive insights into stress and displacement distributions. In teaching practice, applying symmetry as a central theme not only facilitates problem analysis but also strengthens students’ logical reasoning, modeling skills, and mechanical intuition, offering useful guidance for classroom instruction.

Key words: elasticity, symmetry, plane strain, bending of beams, axisymmetric problems