《弹性力学及有限单元法》课程建设与实践
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《弹性力学及有限元》教学大纲《弹性力学及有限元》教学大纲大纲说明课程代码:5125004总学时:40学时(讲课32学时,上机8学时)总学分:2.5学分课程类别:必修适用专业:土木工程专业(本科)预修要求:高等数学、理论力学、材料力学课程的性质、目的、任务:本课程是土木工程专业限选修的一门专业基础课。
本课程的教学目的,是使学生在理论力学和材料力学等课程的基础上进一步掌握弹性力学的基本概念、原理和方法,了解弹性力学问题的求解思路、方法和解答,为学习相关专业课程打下初步的弹性力学基础。
在此基础上,使学生掌握有限单元法的基本概念、理论、方法,了解和应用ANSYS大型结构分析程序求解简单的弹性力学问题。
课程教学的基本要求:本课程教学环节主要包括:课堂讲授、习题课、作业、答疑、上机计算、考试。
采用课堂授课方式,重点章节安排习题课。
课后布置一定量的习题,以便掌握弹性力学与有限单元法的基本概念、原理和方法,用弹性力学的求解方法及大型结构分析有限单元程序求解简单的弹性力学问题。
考试采用开卷方式。
大纲的使用说明:本大纲适用于土木工程本科专业40课时的《弹性力学及有限元》课程.大纲正文第一章绪论学时:6学时(讲课6学时)本章讲授要点:了解弹性力学的研究内容,理解体力、面力、应力、应变和位移等基本概念,熟悉体力、面力、应力、应变、位移等力学量的记号和符号的有关规定,理解弹性力学的基本假定;了解有限单元法的发展,掌握泛函、变分和泛函极值等基本概念;了解加权残值、里兹与伽辽金等方法。
重点:弹性力学中的应力、应变和位移等基本概念;泛函、变分、驻值等基本概念;加权残值、里兹与伽辽金等方法。
难点:应力、应变;泛函、变分、驻值;加权残值法、里兹法与伽辽金法。
第一节弹性力学的内容第二节弹性力学中的几个基本概念第三节弹性力学中的基本假定第四节有限单元法的发展简介第五节变分原理.泛函.变分.驻值第六节加权残值法、里兹法与伽辽金法第二章弹性力学的基本理论学时:12学时(讲课12学时)本章讲授要点:掌握平面应力、平面应变与平面轴对称问题的特点及其它们的基本方程,了解按位移或者应力求解平面应力、平面应变与平面轴对称问题的求解思路,了解以多项式解法求解平面问题的基本思路与方法,了解以应力函数求解简支梁受均布荷载弯曲问题的思路和方法。
试论弹性力学教改实践1.弹性力学的课程特点与授课现状在大多数的工科专业中,弹性力学是培养学生分析和解决实际工程问题的重要基础力学课程,但从弹性力学课程特点和课程学习感受来看,由于弹性力学求解问题的需要大量的偏微分方程推导与计算,因此,弹性力学课程具有理论分析强、问题抽象、力学方程推导复杂且工作量大等特点,这些特点使得大多数的学生对弹性力学课程感觉到问题求解困难、学习枯燥、学习强度大的课程学习感受[1~2]。
一直以来,针对弹性力学课程对专业培养的重要性,以及少课时且高难度的学习特点,广大高校教育工作者从自身教学工作角度出发,提出问题教学法、扩容教学内容、板书+多媒体+虚拟仿真、习题精讲等多种样式的教学手段和教学思路,旨在提高教学质量和学习效果[1~4]。
尽管当前的弹性力学教学实践多样化,但对于弹性力学的教学质量提高和学习效果量化分析方面的工作仍有不足,对学生弹性力学理论知识的掌握程度、运用弹性力学对研究工程问题分析程度、弹性力学理论知识交流、弹性力学自学情况等方面的评价及其量化分析工作较少。
随着我国2015年正式成为国际工程教育“华盛顿协议”成员国,我国将与国际的工程教育标准紧密对接,这对弹性力学的课程教学发展提出新的要求。
2.结合工程教育专业认证探讨弹性力学课程教学要求“华盛顿协议”规定了工科毕业生12点独立的、可评估的毕业生要求:工程知識、问题分析、解决方案的设计与开发、调查研究、现代工具应用、工程师与社会、环境与可持续性、职业道德、独立工作与团队工作、沟通与交流、项目管理与财务、终身学习,旨在帮成员国制定出一套以学习结果为导向的认证标准[5~6]。
按照工程教育专业认证的标准及要求,结合弹性力学课程的性质,科学合理地制定其教学目标,并对其进行分解与毕业要求的指标点相对应,使学生掌握弹性力学基础知识,能够将其用于解决采矿工程中力学计算与分析复杂工程问题的能力。
在弹性力学课程教学过程中,如何实现对预期学习结果的可量化采集与可评估分析,如何以预期学习结果为导向完成对弹性力学课程教学的持续改进是当前教学的重要任务与难点。
《弹性力学及有限元》课程纲领课程代码EM316课程名称中文名:弹性力学及有限元英文名: Elasticity and Finite Element Method课程类型专业基础课修读类型必修学分 2 学时32开课学期第 5 学期开课单位船舶大海与建筑工程学院土木匠程系合用专业土木匠程专业先修课程《高等数学》、《理论力学》、《资料力学》、《构造力学》教材:徐芝纶 . 弹性力学简洁教程(第四版),北京:高等教育第一版社,2013 年 6 月。
ISBN: 9787040373875参照书:1.王润富 .弹性力学简洁教程学习指导 . 北京:高等教育第一版社,教材及主要2004. ISBN: 7040130815参照书 2. 吴家龙. 弹性力学( 新一版). 北京:高等教育第一版社,2001.ISBN: 7560812457.3. S.Timoshenko &J. N. Goodier. Theory of Elasticity.(Thirdedition) McGraw-hill Book Co.,1970. ISBN-13: 978-00706472064. 丁科,陈月顺. 有限单元法. 北京大学第一版社,2006. ISBN: 9787301104354一课程简介弹性力学及有限元是土木匠程专业必修的一门专业基础课。
课程主要研究弹性体受外力作用或温度改变等原由此产生的应力、位移和变形。
本课程的教课目的,是使学生在理论力学和资料力学等课程的基础上,进一步掌握弹性力学与有限元的基本观点、基来源理和基本方法,提升剖析与计算的能力。
使学生掌握有限单元法及其工程合用性,为学生从事与土木匠程有关的专业技术工作、科学研究工作等打下坚固的基础。
二本课程所支撑的毕业要求本课程支撑的毕业要求及比重以下:序号毕业要求指标点毕业要求指标点详细内容支撑比重1 毕业要求拥有必备的土木匠程专业基础知识及65% 在复杂土木匠程问题中应用能力2 毕业要求拥有起码应用一种土木匠程方面的大35%型剖析软件能力,并认识工程合用性。