Matlab在工程力学课程教学中的实践

　　Matlab是美国Mathworks公司开发的大型数学计算软件，它主要包括两大内容:核心函数和工具箱，提供了强大的矩阵处理和绘图功能.Matlab编程代码接近数学推导公式，简洁直观，与科技人员的思维方式和书写习惯相适应，操作简易，人机交互性能好，且可以方便迅速地用三维图形、图像、声音、动画等表达计算结果，帮助逻辑思维.所以其编程相对于C，FORI，RAN和BASIC语言来说极其方便，被称为‘草稿纸，式的编程工具.Matlab在欧美高校己经成为线性代数、数理统计、数字信号处理、动态系统仿真等高级课程的基本数学工具，成为攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本技能，在设计研究单位和工业部门，Matlab也被广泛用于科学计算和解决各种具体问题，但是目前国内理工科高等学校教育，特别是在本科教学阶段还建立在计算器水平上进行教学、学习.为了把师生从烦琐重复的低级劳动中解放出来，把更多的时间用于概念的思考及问题的解决方法，我校力学教研室的教师在力学系列课程的教学过程中逐渐使用Matlab语言来解决复杂的力学计算问题，不仅提高了教学的效率，也激发了学生学习力学、Matlab语言的极大兴趣，为学生后续的课程学习、课程设计、毕业设计乃至毕业后搞好工程设计、科学研究都将打下坚实的基础.为此作者在力学教学过程中运用Matlab语言解决力学计算问题方面做了一些有益的实践与探讨.

　　1平面物体系统平衡的矩阵分析及Matlab算法

　　在此考虑的物体系统是静定的，且是几何不变的体系，物体系的平衡问题求解过程是逐个取脱离体，建立平衡方程组，然后联立求解.所得到的平衡方程组，实质上是一个线性方程组，所以系统平衡分析可以归结为一个求解线性方程组的问题，此方程组可以表示为矩阵形式，用Matlab来求解非常方便.

　　例1图1所示三铰刚架受均布载荷作用，试求A，B处的支座反力.

　　解:(l)建立数学模型

　　整体为研究对象(受力分析如图l)

　　在平衡力系的问题求解过程中，虽然可以建立更为一般的通用模型，用Mat坛b强大的矩阵处理功能来求解，但是忽略了分析、推理过程，不利于提高学生分析问题、解决问题的能力，因此在教学中仍然强调受力分析，尽可能的用最少的平衡方程求出未知量，且最好一个平衡方程求解一个未知量.只是在平衡问题教学内容结束后布置编制通用的Matlaab程序来求解平衡问题.

　　2Matlab绘制梁的内力图及变形图

　　Matlab具有强大而简易的绘图功能，能使计算结果可视化，可以用它来绘制梁的内力图，特别是可以方便地绘制梁的变形图.