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　　（三）轴心受压构件

　　细长的轴心受压构件的破坏形态一般是整体失稳，理想轴心压杆的屈曲形式有3种：弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲。对于一般双轴对称的截面，其屈曲形式一般为弯曲屈曲；某些薄壁十字形截面在一定条件下可能产生扭转屈曲；单轴对称截面绕对称轴屈曲时会发生弯扭屈曲。由于该部分内容截面分类较细，难以在课堂教学的短时间内让学生准确掌握重点内容，学生即使临时记住了文字内容，也可能由于缺乏直观概念而很快遗忘相关知识。可分别建立双轴对称截面、薄壁十字形截面和单轴对称截面的有限元数值模型，设定不同边界条件，使其分别发生弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲，如图3所示。通过相应的变化动画展示，可使学生直观认识到不同截面形式的理想轴心压杆在不同边界条件时会发生相应的屈曲失稳形式，帮助学生快速理解单轴对称截面、双轴对称截面以及特殊截面等的轴心压杆计算方法上的异同。

　　结合教材中的理论公式推导过程，可对上述理想轴心压杆的边界条件（固接、铰接等）进行变化，以展示不同边界条件对压杆计算长度的影响；还可进一步在钢材的材料模型中增加塑性阶段，进行弹塑性分析。在ABAQUS数值模型中加入实测初始缺陷，可考虑残余应力、初弯曲或初偏心对轴压构件的影响，与教材中在正弦半波假定下的理论推导公式进行对比说明，可有效化解学生在学习力学公式推导过程中的枯燥感，加深其对各种初始缺陷因素对轴心压杆影响规律的理解和掌握。

　　三、结语

　　在适量试验演示的基础上，通过ABAQUS有限元软件可以建立相应的数值模型，通过试验测量数据和试验现象的对比分析，可对数值模型的相关参数设置加以验证，并在此基础上根据相应教学内容开展不同截面形式、边界条件或改变加载方式的钢结构构件的数值教学演示，通过荷载—位移曲线、应力（应变）分布云图、破坏形态等各种指标的对比分析，可充分展示各因素对钢结构力学性能指标的影响程度，甚至在特定情况下，对具体指标进行量化分析。通过演示教学，把钢结构课堂教学中的难点和容易混淆的知识进行细化分解，让学生对难以理解的概念或形态有直观的认识和理解，帮助其更好地掌握钢结构的基本理论知识。

　　实验教学演示法具有真实、直观的特点，通过典型的试验现象和破坏过程可给学生演绎复杂的钢结构概念和理论知识。但实验教学演示具有准备周期长、费用昂贵等无法避免的缺点，尤其是尺寸或数量巨大的试验试件、复杂的边界或加载条件等，都使得实验演示教学法无法在众多高校的钢结构课程教学中加以普及应用。

　　参考文献：

　　[1]孙德发，刘俊英，牛志荣，等. 钢结构课程教学改革探索与实践[J]. 高等建筑教育，2012， 21（1）： 66-68.

　　[2]网易博客. 

　　[3]郭小农，王伟，蒋首超，等. 钢结构基本原理实验教学探讨[J]. 高等建筑教育， 2011， 20 （1）： 149-154.

　　[4]李素娟. 比较教学法在钢结构设计原理课程中的应用[J]. 高等建筑教育， 2011， 20 （4）： 85-88.

　　[5]刘声扬，王汝恒. 钢结构—原理与设计[M].2版.武汉理工大学出版社，2010.