科研训练论文（报告）
题 目：对接触力学的认识与心得
学生姓名：张大兴
学 号：200820904068 学 院：理学院
班 级：理论与应用力学2008级2班 授课教师：刘铁军 副教授
2011年12月20日
对接触力学的认识与心得
前几天有幸听了刘铁军博士的科研讲座，收获颇丰。 他主要讲了三方面，下面我一一道来。 1什么是科研 下面给出科研的定义
定义:一般是指利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动。为创造发明新产品和新技术提供理论依据。科学研究的基本任务就是探索、认识未知。
起源问题：科学研究起源于问题，问题又有两类： 一类是经验问题，关注的是经验事实与理论的相容性，即经验事实对理论的支持或否证，以及理论对观察的渗透，理论预测新的实验事实的能力等问题；
另一类是概念问题：关注的是理论本身的自洽性，洞察力，精确度，统一性以及与其他理论的相容程度和理论竞争等问题。科学研究提供的对自然界作出统一理解的实在图景，解释性范式或模型就是“自然秩序理想”，它使分散的经验事实互相联系起来，构成理论体系的基本公理和原则，是整个科学理论的基础和核心。
类型：根据研究工作的目的，任务和方法不同，科学研究通常划分为以下几种类型：
1.基础研究。是对新理论、新原理的探讨，目的在于发现新的科学领域，为新的技术发明和创造提供理论前提。
2. 应用研究。是把基础研究发现的新的理论应用于特定的目的研究，它是基础研究的继续，目的在于为基础研究的成果开辟具体的应用途径，使之转化为实用技术。
3. 开发研究。又称发展研究，是把基础研究、应用研究应用于生产实践的研究，是科学转化为生产力的中心环节。 基础研究、应用研究、开发研究是整个科学研究系统三个互相联系的环节，它们在一个国家、一个专业领域的科学研究体系中协调一致地发展。科学研究应具备一定的条件，如需有一支合理的科技队伍，必要的科研经费，完善的科研技术装备，以及科技试验场所等。
2如何做科研
刘博士告诉我们大致的四点 1观察要分析的对象 2假设一个结论 3预测一个结果 4检验你的猜测
这是一个大体的过程，不过最重要的是文献资料，站在前人的肩膀上，会让我们做的更深入，更精确。关于看文献，博士给出了一下几点建议
1.先看综述，后看论著
看综述搞清概念，看论著掌握方法。
2.先看导师既往发表的文章，再看师兄师姐答辩的论文
看前者知道大方向（实际上应当在考他的研究生之前看过），看后者知道哪 些可以借鉴。
3.早动手
在师兄师姐离开之前学会关键技术。
4.如果接师兄师姐的工作往下做，一定要看其实验记录。前人的结果不一定可信！
5.两手准备
设计课题要为了阐明问题，即不论结果为阳性或阴性，都能写文章。阳性结果说明什么，阴性结果说明什么。假如课题要求得出阳性结果，你可能要事先设 计几部分，万一第一部分得不出预期结果，可以用其它部分弥补损失。
检验肯定需要做实验，实验中有很多需要注意的地方，在实验过程中不可避免地要接触有毒化学物品，有效的安全防护措施是非常必要的，比如戴好手套、口罩，有时还要到通风安全柜中操作，做完后立即清洗双手。酸强碱、易燃易爆品和有毒物品都要作好记号分门别类、专人保管。
除了个人的人身安全外还要正确使用、保护好实验室的仪器设备，尤其是贵重、稀缺、大型的仪器设备使用前都要请教有关人员。节省水电及耗材，避免浪费。同时还要注意环境保护，尽量避免污染扩散。
科研还要重视交流与合作，初学做实验，遇到困难是家常便饭。你的第一反应是什么？反复尝试？放弃？看书？这些做法都有道理，但首先应该想到的是交流。很多细节书上也不一定告诉你该怎么处理，向那些有经验的人请教可以减少很多无谓的重复，而且还可以弄明白为什么要那么做。
科学上许多重大的发现往往都出自于一个团结合作，积极活跃的科研群体。在一个科研氛围十分活跃，科研成果不断涌现的科研群体中，你将会发现每个人的思想都变得十分活跃，新的观点，新的想法不断出现，在这样的氛围中，原创性的工作可能就会产生。哪怕与自己的实验毫不相干的东西，如果能积极参与，努力同别人协作，便会无意中学到更丰富的副产品，知识面和动手能力也会随之而得到提高。
总之，科学研究可以是一项高尚和兴趣盎然的工作，也可以是一项繁琐和枯燥乏味的任务，这是仁者见仁、智者见智的事。既然我们选择的自己的路，就要时刻牢记苏轼说过话：\"古之成大事者，
不惟有超世之才，亦必有坚韧不拔之志\"。穷尽毕生精力，埋头自己选择，世界的丰富多彩不如自身追求更加引人入胜，人生的美妙享受不如自己目标更为令人兴奋。认准自己的目标，不懈地去努力，坚定地去追求，任何人都会拥有一个充实和丰富的人生
最后刘博士有讲了他的科研，他是研究接触力学的，这对于我们是全新的一块，所以听得格外认真，回来后又查了许多文献资料，下面是我的总结及一些感想。
接触力学
概念：研究两物体因受压相触后产生的局部应力和应变分布规律的学科。
发展史：1881 年 H.R.赫兹最早研究了玻璃透镜在使它们相互接触的力作用下发生的弹性变形。他假设：①接触区发生小变形。②接触面呈椭圆形。③相接触的物体可被看作是弹性半空间，接触面上只作用有分布的垂直压力。凡满足以上假设的接触称为赫兹接触。当接触面附近的物体表面轮廓近似为二次抛物面，且接触面尺寸远比物体尺寸和表面的相对曲率半径小时，由赫兹理论可得到与实际相符的结果。在赫兹接触问题中，由于接触区附近的变形受周围介质的强烈约
束，因而各点处于三向应力状态，且接触应力的分布呈高度局部性，随离接触面距离的增加而迅速衰减。此外，接触应力与外加压力呈非线性关系，并与材料的弹性模量和泊松比有关。
直到近100年后，约翰逊，肯德尔和罗伯茨才找到一种近似的方法解决粘着接触问题。
20世纪中期接触力学领域的进步要归功于Bowden和Tabor。Bowden和Tabor首次强调了接触中物体表面粗糙度的重要性。通过对表面粗糙度的研究发现，互相摩擦体间的真实接触面积要小于表面接触面积。这种解释也彻底改变了摩擦学的研究方向。Bowden和Tabor的著作产生了几种粗糙表面的接触力学理论。
在此领域中说到先驱著作，就必须提及1957年Archard的贡献。Archard认为，即使是粗糙的弹性表面间，其接触面积与法向力接近比例关系。Greenwood，Williamson, Bush, 和Persson分别于1966年，1975年和2002年在此方向上提出了更重要的认识。这些研究的主要发现如下：粗糙材料的接触面积通常与法向作用力成正比，而单个微观接触参数（如压力，微观接触尺寸）却很少取决于载荷。
然而实际工程中的很多接触问题并不满足赫兹理论的条件 。例如，接触面间存在摩擦时的滑动接触，两物体间存在局部打滑的滚动接触，因表面轮廓接近而导致较大接触面尺寸的协调接触，各向异性或非均质材料间的接触，弹塑性或粘弹性材料间的接触，物体间的弹性或非弹性撞击，受摩擦加热或在非均匀温度场中的两物体的接触等。对以上问题的研究已取得不少成果。
范围：集中在弹性体、粘弹性体和塑性体在静态和动态接触中的计算。接触力学是机械工程的基本领域，它为技术系统的安全和能量的有效设计提供了必要的信息。
原理应用：例如机车轮-轨接触，联接装置，刹车系统，疲劳，衬套，球轴承，内燃机，机械连接，密封垫片，金属加工，金属成型，超声波电焊，电接触等等。该领域目前面临的挑战包括接触应力分析、耦合数、润滑油影响和摩擦磨损上的材料设计。接触力学的应用更可以扩展到微粒子和纳米技术领域。
无粘着接触：也就是在接触面内没有张力，接触双方分开时没有粘着力。目前分析方法和数值方法已经被用于解决这类问题。当两个物体接触时，存在复杂的力和单元的传递，因此该接触问题变得很复杂。另外，接触应力和应变关系通常是非线性的。为了简化问题，通常参考系的定义使得处于其中的物体是静态的（物体之间也可能有相对运动）。物体在接触界面通过表面牵引力（或表面应力）相互影响。The 考虑两个物体接触，接触表面在(x,y)-平面的方程为S，z-轴垂直于表面。其中一个物体在S内将经历一个法向压力分布pz = p(x,y) = qz(x,y)和平面上表面牵引力分布qx = qx(x,y)和qy = qy(x,y)。根据牛顿力平衡，得到下面这几个力必须平衡，并与另外一个物体受的力相反。
我是一个重视思维理解的人，我觉得自己非常适应刘博士的教学方法，特别是那种将无形抽象的东西尽可能的具体化出来，这种方式让我能够更好的理解解除力学，但是，我觉得还是思维上的一种问题，在听课的时候，我喜欢那种思维顺畅的就好像流水从高处自由的顺淌下来的感觉，思维的顺畅在很多程度上，不仅帮助我理解好了是
上课的内容，还在很大程度上帮助我利用好了上课的每一分每一秒，不得不承认的是，当我跟的上老师的思路的时候，一般就不会出现开小差或是走神之类的事情。
通过一节课的学习，我觉得自己学会了很多东西，并不仅仅是科研和接触力学，对于一个在校的打学生，我还通过解除力学课理解了很多学校以外，国际上了很多知识，我觉得受益匪浅。
