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文檔簡介
1、彈性力學(xué)教學(xué)大綱一、課程基本情況英文名稱:Theory of Elasticity課程編號:F091710001032總 學(xué) 時:32 講課學(xué)時:32 實(shí)踐學(xué)時:0總 學(xué) 分:2課程性質(zhì):選修考核方式:考查適用對象:土木工程專業(yè)(地下工程方向)先修課程:高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)參考文獻(xiàn):彈性力學(xué)簡明教程,徐芝綸.高等教育出版社,2013.6彈性力學(xué)簡明教程學(xué)習(xí)指導(dǎo),王潤富.高等教育出版社,2004彈性力學(xué),吳家龍.高等教育出版社,2016.1二、課程目標(biāo)本課程是土木工程專業(yè)地下工程方向限定選修的一門力學(xué)基礎(chǔ)課,涉及高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等相關(guān)知識。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生達(dá)到如下課程
2、目標(biāo):1.能夠闡明彈性和塑性、應(yīng)力、應(yīng)變、位移等基本概念及其基本性質(zhì)。支撐畢業(yè)要求1-22.能夠復(fù)述彈性力學(xué)基本假設(shè)和基本原理,闡明彈性力學(xué)基本方程和基本解法。支撐畢業(yè)要求1-23.能夠闡明彈性力學(xué)兩類平面問題的概念和平面問題的應(yīng)力解法,并應(yīng)用于求解實(shí)際工程問題。 支撐畢業(yè)要求1-2,2-2,2-44.能闡明彈性力學(xué)差分法和變分法,以及復(fù)述彈性力學(xué)近似方法的應(yīng)用意義。支撐畢業(yè)要求1-2,5-3表1 本課程對畢業(yè)要求及其指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)支撐強(qiáng)度課程目標(biāo)對應(yīng)的知識單元課程目標(biāo)11-2:掌握土木工程專業(yè)所需要的力學(xué)基礎(chǔ)知識,能夠建立復(fù)雜土木工程問題的力學(xué)計(jì)算模型,包括
3、荷載和邊界條件。中等支撐知識單元一課程目標(biāo)21-2:掌握土木工程專業(yè)所需要的力學(xué)基礎(chǔ)知識,能夠建立復(fù)雜土木工程問題的力學(xué)計(jì)算模型,包括荷載和邊界條件。中等支撐知識單元二課程目標(biāo)31-2:掌握土木工程專業(yè)所需要的力學(xué)基礎(chǔ)知識,能夠建立復(fù)雜土木工程問題的力學(xué)計(jì)算模型,包括荷載和邊界條件。中等支撐知識單元三、四2-2:能夠應(yīng)用力學(xué)基礎(chǔ)知識準(zhǔn)確識別復(fù)雜土木工程問題,并能選擇合適的方法進(jìn)行分析和求解。中等支撐2-4:能夠運(yùn)用土木工程基本原理,借助文獻(xiàn)研究,分析復(fù)雜工程問題的影響因素,獲得有效結(jié)論。中等支撐課程目標(biāo)41-2:掌握土木工程專業(yè)所需要的力學(xué)基礎(chǔ)知識,能夠建立復(fù)雜土木工程問題的力學(xué)計(jì)算模型,包括
4、荷載和邊界條件。中等支撐知識單元五5-3:能夠通過解決實(shí)際復(fù)雜土木工程問題,提高對現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具的熟練程度,并能夠在應(yīng)用中充分理解其局限性。中等支撐三、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、學(xué)時分配知識單元一:緒論 支撐課程目標(biāo)1(建議2學(xué)時)教與學(xué)要求:本知識單元要求學(xué)生能理解彈性力學(xué)的研究對象、研究內(nèi)容和研究方法;理解彈性力學(xué)的基本假定,進(jìn)一步理解體力、面力、應(yīng)力、應(yīng)變和位移的基本概念,熟悉記號和符號的有關(guān)規(guī)定。教與學(xué)方法:講授知識點(diǎn)1:彈性力學(xué)的內(nèi)容主要內(nèi)容:彈性力學(xué)概念、研究對象、研究內(nèi)容和研究方法與材料力學(xué)的區(qū)別,體現(xiàn)學(xué)習(xí)彈性力學(xué)的重要性(重點(diǎn))。知識點(diǎn)2:彈性力學(xué)幾個基本概念主要內(nèi)
5、容:體力、面力、應(yīng)力、應(yīng)變和位移的基本概念,符號規(guī)定(重點(diǎn))。知識點(diǎn)3:彈性力學(xué)的基本假定主要內(nèi)容:彈性力學(xué)的幾個基本假定及其在建立彈性力學(xué)基本方程時的作用(重點(diǎn))。知識單元二:平面問題的基本理論 支撐課程目標(biāo)2(建議8學(xué)時)教與學(xué)要求:本知識單元要求學(xué)生能掌握平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題的特點(diǎn),熟悉平面問題的基本方程,掌握按應(yīng)力法求解平面問題的基本思路和步驟;能正確寫出邊界條件,能正確理解和應(yīng)用圣維南原理。教與學(xué)方法:講授知識點(diǎn)1:平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題主要內(nèi)容:平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題的特點(diǎn)(重點(diǎn))。知識點(diǎn)2:平衡微分方程 主要內(nèi)容:平衡微分方程的推導(dǎo)(重點(diǎn))。知識點(diǎn)3:平面問題中一點(diǎn)
6、的應(yīng)力狀態(tài) 主要內(nèi)容:點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)、方向余弦、主平面、主應(yīng)力、應(yīng)力主方向等概念及求解方法。知識點(diǎn)4:幾何方程 剛體位移 主要內(nèi)容:幾何方程、剛體位移。知識點(diǎn)5:物理方程 主要內(nèi)容:兩類平面問題的物理方程推導(dǎo)。知識點(diǎn)6:邊界條件 主要內(nèi)容:彈性力學(xué)三類邊值問題概念。知識點(diǎn)7:圣維南原理及其在邊界條件中的應(yīng)用 主要內(nèi)容:圣維南原理及其在邊界條件中的應(yīng)用。知識點(diǎn)8:按位移求解平面問題 主要內(nèi)容:位移法和應(yīng)力法概念;按位移求解平面問題步驟及應(yīng)用。知識點(diǎn)9:按應(yīng)力求解平面問題 相容方程 主要內(nèi)容:按應(yīng)力求解平面問題 相容方程。知識點(diǎn)10:常體力情況下的簡化 應(yīng)力函數(shù) 主要內(nèi)容:常體力情況下的簡化 應(yīng)力函
7、數(shù)(重點(diǎn))。知識單元三:平面問題的直角坐標(biāo)解答 支撐課程目標(biāo)3(建議8學(xué)時)教與學(xué)要求:本知識單元要求學(xué)生能通過實(shí)例,掌握平面問題逆解法和半逆解法以及多項(xiàng)式解答的基本思路。教與學(xué)方法:講授知識點(diǎn)1:逆解法和半逆解法 多項(xiàng)式解答主要內(nèi)容:逆解法和半逆解法求解思路;多項(xiàng)式解答。知識點(diǎn)2:矩形梁的純彎曲 主要內(nèi)容:逆解法求矩形梁的純彎曲問題并與材料力學(xué)解答進(jìn)行對比分析。知識點(diǎn)3:位移分量的求出 主要內(nèi)容:矩形梁的純彎曲位移分量的求出。知識點(diǎn)4:簡支梁受均布荷載主要內(nèi)容:半逆解法求解簡支梁受均布荷載求應(yīng)力分量。知識點(diǎn)5:楔形體受重力和液體壓力 主要內(nèi)容:半逆解法及量綱分析法求解楔形體受重力和液體壓力求
8、應(yīng)力分量。知識單元四:平面問題的極坐標(biāo)解答 支撐課程目標(biāo)3(建議8學(xué)時)教與學(xué)要求:本知識單元要求學(xué)生能掌握極坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系的異同;掌握極坐標(biāo)系下的基本方程、極坐標(biāo)中的應(yīng)力函數(shù)與相容方程;掌握極坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)變量、函數(shù)、矢量、導(dǎo)數(shù)和應(yīng)力等的變換關(guān)系;掌握極坐標(biāo)系中的應(yīng)力函數(shù)解法思路;掌握軸對稱問題的基本解答方法及其舉例。教與學(xué)方法:講授知識點(diǎn)1:極坐標(biāo)中的平衡微分方程主要內(nèi)容:極坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系的異同,極坐標(biāo)中的平衡微分方程推導(dǎo)。知識點(diǎn)2:極坐標(biāo)中的幾何方程和物理方程主要內(nèi)容:極坐標(biāo)中的幾何方程和物理方程推導(dǎo)。知識點(diǎn)3:物理量的坐標(biāo)變換式主要內(nèi)容:極坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)
9、變量、函數(shù)、矢量、導(dǎo)數(shù)和應(yīng)力等變換關(guān)系。知識點(diǎn)4:極坐標(biāo)中按應(yīng)力求解平面問題 主要內(nèi)容:極坐標(biāo)系中的應(yīng)力函數(shù)解法思路。知識點(diǎn)5:軸對稱應(yīng)力和相應(yīng)的位移主要內(nèi)容:軸對稱問題的應(yīng)力和相應(yīng)的位移求解。知識點(diǎn)6:圓環(huán)或圓筒受均布壓力主要內(nèi)容:圓環(huán)或圓筒受均布壓力作用時應(yīng)力分量求解。知識點(diǎn)7:壓力隧洞 主要內(nèi)容:壓力隧洞及接觸問題分析。知識點(diǎn)8:圓孔的空口應(yīng)力集中主要內(nèi)容:圓孔的空口應(yīng)力集中問題求解應(yīng)力分量。知識點(diǎn)9:半平面體在邊界上受集中力主要內(nèi)容:半平面體在邊界上受集中力及符拉芒解答。知識點(diǎn)10:半平面體在邊界上受分布力主要內(nèi)容:半平面體在邊界上受分布力及沉陷公式推導(dǎo)。知識單元五:用差分法和變分法解
10、平面問題 支撐課程目標(biāo)4(建議6學(xué)時)教與學(xué)要求:本知識單元要求學(xué)生能理解彈性力學(xué)的近似解法:差分法和變分法;掌握變分法在彈性力學(xué)平面問題中的應(yīng)用。教與學(xué)方法:講授知識點(diǎn)1:差分公式的推導(dǎo)主要內(nèi)容:差分公式的推導(dǎo)知識點(diǎn)2:應(yīng)力函數(shù)的差分解 主要內(nèi)容:應(yīng)力函數(shù)的差分解知識點(diǎn)3:彈性體的形變勢能和外力勢能 主要內(nèi)容:彈性體的形變勢能和外力勢能推導(dǎo)知識點(diǎn)4:位移變分方程 主要內(nèi)容:位移變分方程知識點(diǎn)5:位移變分法及應(yīng)用 主要內(nèi)容:位移變分法及瑞利-里茨法應(yīng)用四、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)無五、成績構(gòu)成和評價方法1.成績構(gòu)成總分100分,其中操行成績占20分、期末成績占80分,60分為及格線。(1)操行成績。主要考核遵守紀(jì)律、學(xué)術(shù)誠信、出勤、課后作業(yè)等行為規(guī)范,12分及格線,不及
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