Page 156 - 《摩擦学学报》2021年第1期

多媒体动画在现代物理理论仿真中的有效利用及改进
——评《轴承摩擦学原理及应用》

随着教学改革的不断深化和发展，高校教学中对理工科专业学生的计算机编程能力的培养提出了新要求。
如何将数学物理方法理论知识与计算机仿真编程更深度的融合，是目前高等院校教育教学中关注的重要命题。

运用多媒体动画，尤其是轴承摩擦学原理等重要物理学原理开展仿真训练是最常见的应用形式，为了更精准地
开展多媒体动画应用，教育者要更精准地掌握数学物理方法内容，除了对理论基础有着扎实功底外，还应熟练
地运用各种实例进行训练学习。通过《轴承摩擦学原理及应用》一书的参考和实用，有利于这一目标的实现。
该书适应二十一世纪新课程教学改革的发展需求，立足于培养学生扎实的计算机能力，系统地对轴承摩擦学原
理中摩擦、润滑、表面接触、磨损机理、副材料等知识进行整合，促进学生对现代物理理论仿真的应用和理解。
《轴承摩擦学原理及应用》当前版本获得了较高评价，2012 年出版，该版本中充分考虑前沿学科领域的知
识内容，对整体知识进行系统优化，通过对相对运动中相互作用表面间摩擦、磨损以及润滑方面关系理论与实
践研究，结合数学、物理力学、热力学、材料学以及机械工程等多学科领域，轴承被称为机器的“关节”，广 5 |
泛应用于各类机械、仪器仪表、家用电器、计算机、车辆、航空航天器等产品中，其质量直接影响着装备的整
体性能。随着理论和应用研究的深入开展，人们认识到摩擦学在轴承上的正确应用将会有效提升轴承的工作性
能，并将最终提升整体装备的技术水平。
该书内容理论完整，结构层次清晰，系统全面的理论知识与实践训练方案，对理工科专业学生来讲具有重 期 | 仪器介绍 | 彩页
要指导意义。该书融合最前沿的学术思想及专业领域知识，立足培养学生思维能力的视角，注重学生保护层原

理与耐磨层设计基本准则的学习，课程理论知识与习题训练搭配进行。例如，每一篇每一章节的理论知识学习
内容后，都配有典型综合实例分析，再进行小结，最后附有该章节的习题训练以及摩擦处理实践。通过理论知
识学习，再进行练习总结、仿真训练，这种结构模式下能够更有效地训练学生的思维方式和专业能力。同时， 1
该书中所涉及到的知识结构反映轴承摩擦学的全貌，学生能够自主进行答案对照及学习。该书基础性较强，内
容细致全面，例如在章撰写的是轴承运行中摩擦、磨损以及润滑概念的内容，重点章节为对表面形变强化处理 年 第
的部分，该部分主要阐述了表面性变强化处理在不改变表面化学成分基础上，在常温条件下对工件表面施加压
力或者冲击力，令表面薄层发生塑性变化。实际接触面积增大，压强减小，这有利于抗黏着磨损，并减小摩擦
阻力，使摩擦系数有所下降。再利用理论中的基本概念、定理和公式，进行环路的求解作答与学习，使得各章
节内容关联性较高，能够引导学生将相关原理理论看作是一个整体，这也有利于学生发散思维能力的培养，并 | 摩擦学学报 2021
且从最基础知识开始进行计算机仿真编程实践能力的训练。全书在结构设计上，作者都是以这样的思维方式在

处理，例如在其他篇目中也进行了全面系统的讲解：数学物理方程篇讨论了线性和非线性数学物理问题。对满
足线性叠加原理的数学物理方程进行了详细讨论，包括数学模型的建立、数学物理方程的分类（双曲型、抛物
型和椭圆型方程）和标准化，并详细讨论了线性方程的求解方法。通过学习，学生能够打破传统学习思维模式
下的束缚，形成一种认知冲击，真正的将线性方程求解方法内化。特殊函数篇通过对勒让德方程、连带勒让德
方程以及球谐函数方程解的讨论，分别引出了勒让德多项式、连带勒让德函数以及球函数，介绍了其基本性质
及本征值问题，讨论了在定解问题中的应用。计算机仿真与实践篇主要介绍利用数学工具软件和常用计算机语
言实现对复变函数、数学物理方程以及特殊函数的计算或求解进行计算机仿真。
《轴承摩擦学原理及应用》作为最新修订版本，从取材的深度和广度上都与当前前沿学科领域的最新知识
内容相融合，其中内容为编者课题组长期研究积累结果，撰写以轴承摩擦、磨损以及润滑为主线，详细介绍摩
擦学理论等内容，保证了该学科的前沿性特征，同时全书内容符合数学物理方法与计算机仿真的理论系统特征。
该书可与物理学、材料科学等领域的专业学科契合，可以作为科技工作者的参考辅助用书。

解艳艳（河北美术学院，山东 日照 262300）