《弹性力学》课程教学大纲

合集下载

天大《弹性理论》教学计划

主题：《弹性理论》课程教学大纲

学习时间：整学期

内容：《弹性理论》教学大纲

英文名称：A Concise Course in Elasticity

课程类型：学科基础课

适用对象：高等职业教育、高等技术教育、高等教育自学考试、大学工程管理类、土木工程、工程力学等专业学生

建议教材及参考书：

《弹性力学简明教程》徐芝纶编著。高等教育出版社（第三版）

一、课程的性质、目的和任务

1．课程性质

《弹性理论》是土木工程、水利工程等专业的一门必要的专业基础课。本课程的任务是在理论力学和材料力学等课程的基础上，学习和掌握弹性力学的基本概念、基本方程和基本解法，了解弹性力学的一些问题的基本解答及解决工程实际问题的数值解法。

2．课程的任务

《弹性理论》是土木工程、水利工程等专业的一门必要的专业基础课。本课程的任务是在理论力学和材料力学等课程的基础上，学习和掌握弹性力学的基本概念、基本方程和基本解法，了解弹性力学的一些问题的基本解答及解决工程实际问题的数值解法。通过本课程学习能够进一步理解体力、面力、应力、应变和位移的基本概念，了解弹性力学的基本假定。掌握平面应力问题和平面应变问题的特点，熟悉弹性力学平面问题的基本方程，能正确地列出边界条件，能正确地应用圣维南原理。掌握按应力求解和按位移求解的思路和方法。理解平面问题逆解法和半逆解法的基本思路。通过实例，理解位移单值条件和孔边应力集中等概念。理解变形体虚位移原理，通过平面问题常应变三角形单元的分析，初步掌握有限元法的基本原理及计算步骤。了解空间问题的基本方程和边界条件。同时提高分析能力对工程实际中的弹性力学问题，能够区分空间问题和平面问题，对简单平面问题能建立合理的计算模型。演算能力：(1)能够确定艾雷应力函数中未知部分，计算应力、应变和位移。(2)具有用有限元法计算简单的平面问题的初步能力。自学能力：(1)具有进一步学习弹性力学其它内容的能力。(2)具有查

《弹塑性理论》课程教学大纲

课程代码R1100112

课程名称中文名：弹塑性理论

英文名：E1asticandP1asticMechanics

课程类别专业选修课修读类别任选

学分 2.0 学时32（理论）

开课学期第6学期

开课单位工程力学系应用力学教研室

适用专业材料科学与工程

先修课程《理论力学》、《材料力学》

后续有关专业课无

程和教学环节

主讲教师/职称郭树起/教授、张存/讲师

考核方式及各环期末考试（100%）

节所占比例

教材及主要参考建议教材：

”《弹性力学简明教程》（第4版），徐芝纶编著，高等教育出版社，2013o

《塑性力学引论》，王仁、黄文斌著，北京大学出版社，1992。

建议参考书：

（1）《弹性力学》（第5版）上册，徐芝纶，高等教育出版社，2016。

（2）《弹塑性力学引论》，杨桂通，清华大学出版社，2004o

一、课程性质和目标

《弹塑性理论》是材料科学与工程等类专业的一门专业选修课。课程的基本任务是研究弹性体由于外力载荷或者温度改变，物体内部所产生的位移、变形和应力分布等，为解决工程结构的强度，刚度和稳定性问题做准备，但是并不直接作强度和刚度分析以及材料超过弹性范围后力学行为。课程的目的和任务是使学生平面、空间问题和材料进入塑性后的力学分析方法，培养学时利用所学知识进行力学分析和设计的能力。

知识目标：

课程目标1：确立学习任务和方法，认识弹塑性理论的研究对象、研究方法、基本概念及基本假定。

课程目标2：学习平面问题的基本理论，理解平面应力问题与平面应变问题的判定依据，建立平面问题的平衡微分方程、几何方程、物理方程及应力边界条件，利用微元体受力平衡给出物体内任意一点的应力状态，运用圣维南原理给出小边界上的应力边界条件，理解并应力函数求解弹性力学问题的过程。

弹性力学大纲(工力64学时)

《弹性力学》课程教学大纲

（总学分：4 总上课时数：64 实验课：0）

mi@

一、课程的性质与目的

本课程是工程力学专业必修的一门主干专业课。本课程的教学目的是使学生在学习理论力学和材料力学的基础上，进一步掌握分析复杂力学问题的基本原理和方法，培养学生利用一定的数学分析手段通过较严密的逻辑推理进行结构计算的能力，为学习有关专业课程以及进行结构分析和科研打下必要的力学基础。

二、课程内容的教学要求

课程内容：

0. Introduction to Elasticity:What is Elasticity? (什么是弹性力学)；A Brief History of Elasticity (弹性力学简史)；Tools of the Trade (弹性力学求解工具)；Engineering Applications of Elasticity (工程应用)；Fundamental Concepts in Elasticity (一些基本概念)；Assumptions of Elasticity Theory (基本假设)；Geometry of Elastic Solids (弹性力学研究对象)；Topics That Will Be Covered (课程内容)；Greek Alphabet (希腊字母)。

1. Mathematical Preliminary:Scalar, Vector and Matrix（标量、矢量、矩阵）；Indicial Notation and Summation Convention（指标记法与求和约定）；Kronecker Delta（克罗内克δ）；Alternating Symbol（交错记号）；Coordinate Transformation（坐标变换）；Tensor（张量）；Principal Values and Directions（特征值与特征向量）；Tensor Algebra（张量代数）；Tensor Calculus（张量微分）；Integral Theorems（积分定理）；Curvilinear Coordinates（曲线坐标系）。

塑性力学教学大纲

引言：

塑性力学是一门研究材料在超过其弹性极限时的变形和破坏行为的学科。它在工程领域中有着广泛的应用，涉及到材料的设计、结构的稳定性以及工程结构的安全性等方面。为了系统地教授塑性力学知识，制定一份完整的教学大纲是非常重要的。

一、课程目标

1. 理解塑性力学的基本概念和原理；

2. 掌握材料的塑性行为及其数学描述方法；

3. 理解塑性力学在工程领域中的应用；

4. 培养学生解决工程实际问题的能力。

二、课程内容

1. 弹性力学回顾

1.1 弹性力学的基本假设

1.2 弹性力学的基本方程

1.3 弹性力学的解析方法

2. 塑性力学基础

2.1 塑性力学的基本概念

2.2 塑性力学的基本假设

2.3 塑性力学的应变硬化规律

3. 塑性力学的数学描述

3.1 应力张量和应变张量

3.2 应力应变关系

3.3 应力应变率关系

4. 塑性力学的本构关系

4.1 线性硬化模型

4.2 可退化线性硬化模型

4.3 等效塑性应变模型

5. 塑性力学的变形理论

5.1 塑性流动规律

5.2 应力场的计算方法

5.3 塑性流动的数值模拟方法

6. 塑性力学的应用

6.1 塑性力学在结构设计中的应用

6.2 塑性力学在金属成形加工中的应用

6.3 塑性力学在地质工程中的应用

三、教学方法

1. 理论讲授：通过课堂讲解，系统地介绍塑性力学的基本概念、原理和方法。

2. 实验教学：组织学生进行塑性力学实验，加深对理论知识的理解和应用。

3. 计算模拟：引导学生运用计算机软件进行塑性力学问题的数值模拟，培养解决实际问题的能力。

4. 案例分析：通过分析实际工程案例，让学生了解塑性力学在工程实践中的应用。

机械工程基础课程教学大纲

1. 课程概述

机械工程基础课程是机械工程专业的核心课程之一，旨在培养学生对机械原理与工程基础知识的理解和应用能力。本课程全面介绍机械工程的基本概念、原理和方法，为学生今后的学习与实践打下坚实的基础。

2. 课程目标

通过本课程的学习，学生应能够：

- 理解机械工程学科的基本概念和原理，并能够应用于实际问题；

- 熟悉机械工程领域的基本术语和专业技术；

- 掌握机械系统的设计原则和方法，并能够进行初步的设计计算和评估；

- 培养学生的创新思维和解决问题的能力。

3. 教学内容及进度安排

3.1 第一章：机械工程概述

- 3.1.1 机械工程的定义和历史发展

- 3.1.2 机械工程的学科体系和专业知识结构

3.2 第二章：力学基础

- 3.2.1 矢量力学

- 3.2.2 力的合成与分解

- 3.2.3 动力学基本定律

3.3 第三章：材料力学

- 3.3.1 弹性力学

- 3.3.2 塑性力学

- 3.3.3 疲劳与断裂力学

3.4 第四章：流体力学基础

- 3.4.1 流体力学基本概念和假设- 3.4.2 流体静力学

- 3.4.3 流体动力学

3.5 第五章：热力学基础

- 3.5.1 热力学基本概念和规律- 3.5.2 热力学过程与循环

- 3.5.3 热力学第一和第二定律3.6 第六章：电气与电子基础

- 3.6.1 电路基本概念和定律

- 3.6.2 电机原理与应用

- 3.6.3 传感器与自动控制

4. 教学方法

为了提高学生的学习效果和兴趣，本课程将采用多种教学方法，包括：

- 讲授：教师以PPT和板书的形式，结合实例进行课堂讲解；

理论力学教学大纲

一、课程概述

理论力学是物理学的基础科目，它涉及到对物体运动和力的基本理论的研究。这包括对牛顿定律、动能、动量、力矩、万有引力定律、弹性力学、流体力学等方面的学习。通过这门课程，学生将建立起对自然界物体运动的深刻理解，这将为进一步学习物理学以及其他相关学科奠定坚实的基础。

二、课程目标

1、理解并掌握牛顿运动定律及其应用。

2、理解并掌握动量和动量守恒定律及其应用。

3、理解并掌握角动量、角动量守恒及其应用。

4、理解并掌握牛顿万有引力定律及其应用。

5、理解并掌握弹性力学的基本原理和应用。

6、理解并掌握流体力学的基本原理和应用。

三、课程内容

1、第一章：绪论

介绍理论力学的研究对象和研究方法。

2、第二章：牛顿运动定律

学习内容：运动学基础，牛顿运动定律，牛顿第二定律的应用。

3、第三章：动量和动量守恒

学习内容：动量，动量定理，动量守恒定律，动量的应用。

4、第四章：角动量与角动量守恒

学习内容：角动量，角动量定理，角动量守恒定律，角动量的应用。

5、第五章：万有引力定律及其应用

学习内容：万有引力定律，行星运动，人造卫星运动，万有引力的应用。

6、第六章：弹性力学

学习内容：弹性力学基本原理，弹性力学问题的应用。

7、第七章：流体力学

学习内容：流体力学基本原理，流体力学问题的应用。

四、教学方法

1、采用课堂讲解的方式，深入浅出地解释理论力学的概念和原理。

2、通过实例和习题练习，使学生更好地理解和掌握理论力学的基本知识。

3、通过小组讨论和互动，鼓励学生主动参与，提高学习积极性。

4、适当引入现代教学技术，如多媒体教学，以提高教学效率。

弹性力学课程教学大纲

课程教学大纲

1.《工程制图与CAD》课程教学大纲 (5)

2.《土木工程概论》课程教学大纲 (8)

3.《土木工程材料》课程教学大纲 (11)

4.《测量学I》课程教学大纲 (17)

5.《测量学II》课程教学大纲 (20)

6.《测量学III》课程教学大纲 (23)

7.《钢结构设计原理》课程教学大纲 (26)

8.《钢结构设计》课程教学大纲 (29)

9.《工程地质与土力学》课程教学大纲 (32)

10.《结构力学》课程教学大纲 (37)

11.《流体力学》课程教学大纲 (41)

12.《结构动力学》课程教学大纲 (45)

13.《荷载与结构设计方法》课程教学大纲 (47)

14.《混凝土结构设计原理》课程教学大纲 (52)

15.《基础工程》课程教学大纲 (62)

16.《土木工程施工》课程教学大纲 (65)

17.《弹性力学》课程教学大纲 (69)

18.《组合结构设计原理》课程教学大纲 (74)

19.《岩石力学》课程教学大纲 (77)

20.《建设法规》课程教学大纲 (79)

21.《房屋建筑学》课程教学大纲 (82)

22.《混凝土与砌体结构设计》课程教学大纲 (89)

23.《抗震及高层建筑结构设计》课程教学大纲 (93)

24.《建筑结构试验》课程教学大纲 (98)

25.《路基与路面工程》课程教学大纲 (101)

26.《路基路面工程I》课程教学大纲 (104)

27.《桥梁施工》课程教学大纲 (106)

28.《建筑制图》课程教学大纲 (110)

29.《土木工程材料Ⅱ》课程教学大纲 (114)

30.《工程力学》课程教学大纲 (120)

弹性力学及有限元

切线方向的分量。
一点的应力状态的概念几何规律：过空间一点有无数个面。
力学特点：即使过同一点，作用在不同面（微分面）上的应力矢量也不同。
一点应力的要素：大小、方向、作用点、作用
在过该点的哪个面上（作用面）
22
一点的应力状态：过物体内某一点的各个面上的
应力情况的集合称为该点的应
力状态。
xy yx
yx ()
yx ()
xy ( )
c
莫尔圆中采用的是
材料力学规定法。
28
x
b
切应力互等定理
在受力物体相互垂直的两个平面上，切应力必然成对存在，且数值相等；两者都垂直于两平面的交线，方向共同指向或背离这一交线。
z
zy zx
xz xy
弹力规定
yz yx
磁力。 2) 面力：分布在物体表面的力如流体压力和接触力。体力和面力均表示单位体积、面积上的作用力，所以考
虑平衡条件求合力时，须乘以相应的体积和面积。
无论那个位置的体力、那一边界面上的面力，均以正
标向为正，且斜面上的面力是以单位斜面面积上的作用力数值来表示。
16
z
V
fx
o
fz F f f y P y
一点的应力状态的分析方法：单元体法
单元体——构件内的点的代表物，是包括研究点在内

《弹性理论》课程教学大纲

《弹性理论》教学大纲

课程编号:631013课程名称：弹性理论

课程英文名称：Theory of Elasticity课程类别：学科基础课程

课程性质：必修课、选修课学时（理论+实践）：32

学分：2开课学期：第四学期

选用教材：《弹性力学简明教程》徐芝纶，高等教育出版社主要参考书：L《弹性力学》，米海珍主编，清华大学出版社

2.《弹性力学引论》，武际中，北京大学出版社一、中英文课程简介：

弹性理论，又称弹性力学。作为固体力学学科的一个分支。弹性力学主要研究弹性体由于受到外力作用或温度改变等原因而发生的力学行为，如应力、形变和位移等。从而解决工程设计中所提出的强度和刚度问题。

Elastic theory, known as Elasticity, is a branch of solid mechanics disciplines. The mechanical behavior of elastomer, such as stress, strain and displacement, casing by external force, temperature changing or other reasons is mainly researched in Elasticity, in order to solve the strength and stiffness problems during the engineering design.

二、课程目的、性质与任务

弹性理论是土木工程、勘察工程专业的重要的学科基础课。

030196《弹性力学的有限元》同济大学教学大纲(含教学内容,使用课本等)

《弹性力学中的有限元》课程教学大纲

课程编号：030196 学分：2 总学时：34+34（上机）大纲执笔人：蔡永昌大纲审核人：丁文其

一、课程性质与目的

本课程属土木工程专业类的专业基础课，为限定选修课。

本课程的主要教学目的是：使学生掌握有限单元法的基本理论、基本求解过程和指定有限元通用软件的使用，为后续课程的学习和实际的工程应用建立基础。

二、课程基本要求

要求学生掌握有限元法的基本理论，包括有限元法的变分原理，三角形、等参单元的插值函数，有限元法的建模过程，并能够应用通用商业有限元软件进行一些实际工程问题的分析计算。

三、课程基本内容

1、绪论

2、有限元法的变分原理

3、三角形有限单元

4、四边形有限单元

5、等参单元

6、有限元法的一些关键技术

7、通用有限元软件介绍及使用

四、实验或上机内容

1、讲述使用商业有限元软件(Ansys、Geofba等)建立分析模型的基本步骤，包

括分析模型抽象、几何模型绘制、单元网格划分、材料定义、边界条件定义、方程求解方法等；

2、重点讲述有限元分析的建模原则、经常会出现的概念性的错误及相关的注意

事项等；

3、应用所学的方法建立分析模型，完成给定的实际工程问题的有限元分析求解。

五、前修课程要求

高等数学、弹性力学

六、学时分配

七、教材与主要参考书

教材：

《有限单元法基本原理与数值方法》，王勖成、邵敏，清华大学出版社,1997年。参考教材：

《有限单元法原理与应用》，朱伯芳，中国水利水电出版社,1998年。

《弹性力学及其数值方法》，夏志皋、江理平、唐寿高.，同济大学出版社，1996。

八、课外要求：

材料力学II第二版教学大纲

一、课程基本信息

•课程名称：材料力学II

•适用对象：材料、机械、土木、工程科学等相关专业的本科生及研究生

•学时数：48学时（3学分）

•授课方式：面授

二、课程教材

•主教材：《材料力学II》（第二版），作者：李阳、李建涛

•辅教材：张大军等《力学分析与计算》、王炜等《弹性力学》

三、课程教学目标

本课程旨在让学生掌握：

•继续深入理解和熟悉材料的力学性质及行为

•学习材料的粘弹性及其应用

•学习应力波的基本原理和传播规律

•掌握常见应力、应变理论及应用

•掌握复合材料的力学基础及其应用

四、课程教学内容

第一章介绍

1.1 引言：本章主要介绍本课程的内容、教学目标、教学要求、考

核方式等基本信息。

第二章粘弹性理论

2.1 粘弹性理论简介：本章主要介绍粘弹性理论的概念、模型和因

素等。

2.2 粘弹性模型：本节主要介绍粘弹性材料的各种模型，包括弛豫

模型、黏滞模型、齐步模型、Maxwell模型、Kelvin模型等。

2.3 粘弹性应力分析：本节主要介绍粘弹性材料中应力的分析方法，包括双平面问题的应力分析、抛物线问题的应力分析等。

2.4 粘弹性问题的解法：本节主要介绍一些粘弹性问题的解法，包

括准定常情况下的应力解、非准定常情况下的应力解等。

第三章应力波

3.1 弹性波动方程：本节主要介绍弹性波动方程的基本形式和应用。

3.2 转换公式：本节主要介绍应力与应变之间的各种转换公式，包

括哈密尔顿公式、Cagniard-de Hoop公式等。

3.3 静态问题的解法：本节主要介绍一些静态问题的解法，包括地

震波问题、短脉冲问题、垂直地震问题等。

弹性力学教学大纲

一、课程简介

弹性力学是物理学、工程学和材料科学等领域的重要基础课程，主要研究物体在受到外部力作用时，其内部应力和变形的规律。本课程旨在帮助学生掌握弹性力学的基本理论、方法和应用，为后续的学习和实践打下坚实的基础。

二、课程目标

1、理解弹性力学的基本概念、理论和研究方法，掌握弹性力学的基本方程和定理。

2、掌握弹性力学中的边界条件、应力集中、屈服条件、塑性变形等重要概念及其应用。

3、能够运用弹性力学的原理和方法，分析和解决实际工程中的问题，如结构分析、材料设计等。

4、培养学生的科学素养和解决问题的能力，提高其独立思考和创新能力。

三、课程内容

1、绪论：介绍弹性力学的定义、发展历程和研究对象。

2、弹性力学的基本理论和研究方法：讲解弹性力学的基本概念、基本理论和研究方法，包括应力、应变、弹性模量、泊松比等。

3、弹性力学的基本方程和定理：介绍弹性力学的基本方程和定理，包括平衡方程、几何方程、物理方程等，并讲解如何求解这些方程。

4、弹性力学的边界条件和应力集中：讲解弹性力学中的边界条件、应力集中、屈服条件等重要概念及其应用。

5、塑性变形和断裂：介绍塑性变形和断裂的基本概念和理论，包括塑性变形的定义、屈服条件、流动法则等。

6、弹性力学的应用：介绍弹性力学在工程实践中的应用，如结构分析、材料设计等。

四、课程安排

本课程总计36学时，分为18次授课，每周2次，每次2学时。具体安排如下：

1、绪论（2学时）

2、弹性力学的基本理论和研究方法（4学时）

3、弹性力学的基本方程和定理（4学时）

4、弹性力学的边界条件和应力集中（4学时）