《彈性力學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

1、彈性力學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱課程英文名稱： Basis of Elasticity課程編號(hào)：HZ160690課程類別：工程基礎(chǔ)類課程性質(zhì)：必修課學(xué) 分：2學(xué) 時(shí)：32 （其中：講課學(xué)時(shí)：32 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0 上機(jī)學(xué)時(shí):0）適用專業(yè)：采礦工程開課部門：環(huán)境與資源學(xué)院礦業(yè)工程系先修課程：高等數(shù)學(xué)A1、高等數(shù)學(xué)A2、工程力學(xué)HD1、工程力學(xué)HD2后繼課程：巖石力學(xué)A一、課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備下列能力：1、掌握彈性力學(xué)基本知識(shí)與理論，具備彈性力學(xué)問(wèn)題求解的解析計(jì)算能力。2、具備將某些類型的采礦工程問(wèn)題簡(jiǎn)化為彈性力學(xué)模型的分析和判別能力。3、具備將彈性力學(xué)理論應(yīng)用于解決和處理某些類型采礦工程問(wèn)題

2、的能力。二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求1、21.2掌握工程基礎(chǔ)知識(shí)，能應(yīng)用其基本概念、基本原理與方法，針對(duì)采礦工程相關(guān)工程問(wèn)題進(jìn)行判別和分析。1.工程知識(shí)：具備數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、采礦工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)，并能用于解決采礦工程相關(guān)復(fù)雜工程問(wèn)題。32.2應(yīng)用工程科學(xué)的基本原理，分析采礦工程相關(guān)問(wèn)題并獲得其解決途徑。2.問(wèn)題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和采礦工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜采礦工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論三、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法和課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系彈性力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)訓(xùn)練環(huán)節(jié)1緒論授課2學(xué)時(shí)2應(yīng)力狀態(tài)理論授課6學(xué)時(shí)作業(yè)1課程

3、目標(biāo)1、23應(yīng)變狀態(tài)理論授課6學(xué)時(shí)作業(yè)2課程目標(biāo)1、24應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系授課8學(xué)時(shí)作業(yè)3課程目標(biāo)15彈性力學(xué)問(wèn)題的建立與一般原理授課4學(xué)時(shí)作業(yè)4課程目標(biāo)1、2、36巖土力學(xué)彈性解及其應(yīng)用授課6學(xué)時(shí)作業(yè)5課程目標(biāo)1、3四、課程的主要內(nèi)容第1單元 緒論 （2學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)1）知 識(shí) 點(diǎn):彈性力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史；彈性力學(xué)的任務(wù)、研究?jī)?nèi)容；彈性力學(xué)中的基本概念與基本假設(shè)。重 點(diǎn):彈性體、彈性力學(xué)中基本假設(shè)。難 點(diǎn):完全彈性概念的理解與掌握?；疽?、識(shí) 記：彈性、連續(xù)性、均勻性、各向同性、完全彈性、小變形、無(wú)初始應(yīng)力等概念。2、領(lǐng) 會(huì)：彈性力學(xué)中基本假設(shè)的內(nèi)容。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：彈性力學(xué)中基本假設(shè)在研究彈

4、性力學(xué)問(wèn)題中的意義。4、綜合應(yīng)用：識(shí)別完全彈性體。第2單元 應(yīng)力狀態(tài)理論 （6學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)1、2）知 識(shí) 點(diǎn):體力和面力；應(yīng)力和一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)；與坐標(biāo)傾斜的微分面上的應(yīng)力 ；平衡微分方程與應(yīng)力邊界條件；轉(zhuǎn)軸時(shí)應(yīng)力分量的變換；主應(yīng)力與應(yīng)力張量不變量；最大切應(yīng)力。重 點(diǎn):一點(diǎn)處應(yīng)力狀態(tài)的表示；平衡微分方程的推導(dǎo)與應(yīng)用；轉(zhuǎn)軸時(shí)應(yīng)力分量的變換。難 點(diǎn):主應(yīng)力的求解?；疽?、識(shí) 記：體力、面力、內(nèi)力、正應(yīng)力、切應(yīng)力、應(yīng)力張量、應(yīng)力張量不變量等概念。2、領(lǐng) 會(huì)：平衡微分方程的推導(dǎo)與意義；轉(zhuǎn)軸時(shí)應(yīng)力分量的變換原理。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：平面問(wèn)題中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)的計(jì)算。4、綜合應(yīng)用：根據(jù)應(yīng)力張量不變量求解主

5、應(yīng)力。第3單元 應(yīng)變狀態(tài)理論 （6學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)1、2）知 識(shí) 點(diǎn):位移分量和應(yīng)變分量、相對(duì)位移張量、轉(zhuǎn)軸時(shí)應(yīng)變分量的變換、主應(yīng)變與應(yīng)變張量不變量、體應(yīng)變與應(yīng)變協(xié)調(diào)方程。重 點(diǎn):柯西方程、應(yīng)變協(xié)調(diào)方程的推導(dǎo)。難 點(diǎn):轉(zhuǎn)軸時(shí)應(yīng)變分量的變換?；疽?、識(shí) 記：正應(yīng)變、切應(yīng)變、應(yīng)變分量、應(yīng)變張量、主應(yīng)變、應(yīng)變張量不變量等概念。2、領(lǐng) 會(huì)：位移分量和應(yīng)變分量的關(guān)系。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：轉(zhuǎn)軸時(shí)應(yīng)變分量的變換。4、綜合應(yīng)用：應(yīng)變協(xié)調(diào)方程在應(yīng)變相關(guān)推導(dǎo)中的應(yīng)用。第4單元 應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系 （8學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)1）知 識(shí) 點(diǎn):廣義胡克定律、彈性體變形過(guò)程中的功和能、各向異性彈性體、各向同性彈性體、彈性常數(shù)的

6、測(cè)定。重 點(diǎn):各向異性彈性體的類別、拉梅常數(shù)。難 點(diǎn):彈性常數(shù)的測(cè)定?；疽?、識(shí) 記：彈性常數(shù)、內(nèi)能密度、自由能密度、應(yīng)變能密度、格林公式、楊氏模量等概念。2、領(lǐng) 會(huì)：廣義虎克定律的意義、格林公式的意義。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：拉梅常數(shù)的意義。4、綜合應(yīng)用：彈性體材料應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系的計(jì)算。第5單元 彈性力學(xué)問(wèn)題的建立與一般原理 （4學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)1、2、3）知 識(shí) 點(diǎn):彈性力學(xué)的基本方程及其邊值問(wèn)題、位移解法、應(yīng)力解法、彈性力學(xué)的一般原理。重 點(diǎn):位移解法、應(yīng)力解法、圣維南原理。難 點(diǎn):圣維南原理的應(yīng)用?；疽?、識(shí) 記：邊值問(wèn)題的分類、拉梅方程、應(yīng)力協(xié)調(diào)方程。2、領(lǐng) 會(huì)：疊加原理、解的唯一性

7、定理、圣維南原理。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：疊加原理的應(yīng)用。4、綜合應(yīng)用：圣維南原理在彈性力學(xué)問(wèn)題研究中的應(yīng)用。第6單元 巖土力學(xué)彈性解及其應(yīng)用 （6學(xué)時(shí)，支撐課程目標(biāo)1、3）知 識(shí) 點(diǎn):Boussinesq問(wèn)題、Flamant問(wèn)題、Kelvin問(wèn)題、Cerruti問(wèn)題、Mindlin問(wèn)題、自重應(yīng)力與應(yīng)力函數(shù)、圓形均布荷載作用于均質(zhì)半空間、其它形狀均布荷載作用于均質(zhì)半空間。重 點(diǎn): Boussinesq問(wèn)題、Flamant問(wèn)題、Kelvin問(wèn)題、Cerruti問(wèn)題、Mindlin問(wèn)題。難 點(diǎn):巖土力學(xué)彈性力學(xué)解的工程應(yīng)用?；疽?、識(shí) 記：Boussinesq、Flamant、Kelvin、Cerrut

8、i和Mindlin問(wèn)題的背景條件。2、領(lǐng) 會(huì)：Boussinesq、Flamant、Kelvin、Cerruti和Mindlin問(wèn)題在巖土工程中的應(yīng)用意義。3、簡(jiǎn)單應(yīng)用：Boussinesq、Flamant、Kelvin、Cerruti和Mindlin問(wèn)題的彈性解的初步應(yīng)用。4、綜合應(yīng)用：巖土力學(xué)彈性解的工程應(yīng)用。學(xué)時(shí)分配知識(shí)單元理論學(xué)時(shí)1、緒論22、應(yīng)力狀態(tài)理論63、應(yīng)變狀態(tài)理論64、應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系85、彈性力學(xué)問(wèn)題的建立和一般原理46、平面問(wèn)題的直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)解答6合計(jì)32五、教學(xué)方法與手段1、采用理論與實(shí)際結(jié)合的教學(xué)方法，將工程中的彈性力學(xué)問(wèn)題引入到課堂中，不斷提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解

9、決問(wèn)題的能力。2、傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)相結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容安排突出重點(diǎn)與難點(diǎn)，采用PPT演示、視頻短片播放和圖片展示的方式，力求化繁為簡(jiǎn)、深入淺出，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。3、注重應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)，采用課堂討論的教學(xué)方法增強(qiáng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問(wèn)題、分析問(wèn)題，拓展學(xué)生的思維，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率。4、加強(qiáng)課后作業(yè)練習(xí)，注重培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手、理論聯(lián)系實(shí)際和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。六、考核要求、方式與成績(jī)?cè)u(píng)定考核要求：覆蓋彈性力學(xué)的基本概念、應(yīng)力狀態(tài)理論、應(yīng)變狀態(tài)理論、應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系、彈性力學(xué)問(wèn)題的建立與一般原理和巖土力學(xué)彈性解及其應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)中的重點(diǎn)部分?？己诵问剑哼^(guò)程考核與期末考試，其中期

10、末考試統(tǒng)一命題，統(tǒng)一評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一考試時(shí)間。筆試考試，考試時(shí)間為100分鐘。成績(jī)?cè)u(píng)定：成績(jī)?cè)u(píng)定中過(guò)程考核章節(jié)課后作業(yè)成績(jī)占50%，期末考試成績(jī)占50%?？己诵问皆u(píng)價(jià)環(huán)節(jié)評(píng)估課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求過(guò)程考核：章節(jié)課后作業(yè)成績(jī)，占總分的50%。作業(yè)1課程目標(biāo)1、21.2作業(yè)2課程目標(biāo)1、21.2作業(yè)3課程目標(biāo)11.2作業(yè)4課程目標(biāo)1、2、31.2、2.2作業(yè)5課程目標(biāo)1、31.2、2.2期末考試：占總分的50%，卷面成績(jī)滿分100，乘以系數(shù)50%。模塊一課程目標(biāo)11.2、2.2模塊二課程目標(biāo)21.2、2.2模塊三課程目標(biāo)31.2、2.2其中，章節(jié)課后作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下（按百分制評(píng)分）：評(píng)分指標(biāo)90分609060分概念與方法掌握程度（權(quán)重0.3）80%以上概念與方法清晰60%以上概念與方法清晰40%以上概念與方法清晰計(jì)算正確性（權(quán)重：0.5）正確基本正確，存在少量錯(cuò)誤存在較多錯(cuò)誤分析或結(jié)論有效性（權(quán)重：0.2）分析合理、結(jié)論有效分析較合理、結(jié)論基本有效存在嚴(yán)重錯(cuò)誤七、選用教材、講義和主要參考書1、選用教材彈性力學(xué)（第3版），吳家龍 編著，高等教育出版社，2016年1月。2、主要參考書（1）彈性力學(xué)簡(jiǎn)明教程（