《弹性力学及有限元》课程大纲课程代码EM316
课程名称中文名：弹性力学及有限元
英文名：Elasticity and Finite Element Method
课程类别专业基础课修读类别必修
学分 2 学时32
开课学期第5学期
开课单位船舶海洋与建筑工程学院土木工程系
适用专业土木工程专业
先修课程《高等数学》、《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》
教材及主要参考书教材：
徐芝纶. 弹性力学简明教程（第四版），北京：高等教育出版社，2013年6月。ISBN: 9787040373875
参考书：
1. 王润富.弹性力学简明教程学习指导. 北京：高等教育出版社，
2004. ISBN: 7040130815
2. 吴家龙. 弹性力学(新一版). 北京：高等教育出版社，2001.
ISBN: 7560812457.
3. S.Timoshenko ＆J. N. Goodier. Theory of Elasticity.(Third
edition) McGraw-hill Book Co.,1970. ISBN-13: 978-0070647206 4. 丁科，陈月顺. 有限单元法. 北京大学出版社，2006. ISBN:
9787301104354
一课程简介
弹性力学及有限元是土木工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因而产生的应力、位移和变形。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与有限元的基本概念、基本原理和基本方法，提高分析与计算的能力。使学生掌握有限单元法及其工程适用性，为学生从事与土木工程相关的专业技术工作、科学研究工作等打下坚实的基础。
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如下：
序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容支撑比重
1 毕业要求1.3 具有必备的土木工程专业基础知识及
在复杂土木工程问题中应用能力
65%
2 毕业要求5.2 具有至少应用一种土木工程方面的大
型分析软件能力，并了解工程适用性。
35%
1. 本课程内容与毕业要求指标点的对应关系
教学内容毕业要求指标点
理论教学第一章绪论毕业要求1.3 第二章平面问题的基本理论毕业要求1.3 第三章平面问题的直角坐标解答毕业要求1.3 第四章平面问题的极坐标解答毕业要求1.3 第五章用变分法解平面问题毕业要求5.2 第六章用有限单元法解平面问题毕业要求5.2
2. 毕业要求指标点在本课程中的实现路径
本课程通过设立若干课程目标来实现对毕业要求指标点的支撑。具体课程目标及其与毕业要求指标点的主要对应关系如下：
课程目标1：通过课内授课，使学生初步了解实际工程问题抽象为力学问题的基本概念和基本方法；掌握弹性力学的基本假定、体力、面力、应力、应变和位移的基本概念；
课程目标2：通过课内授课和课外作业，使学生掌握平面应力问题和平面应变问题的特点，平面问题的基本方程，了解按应力求解平面问题的基本思路和步骤，边界条件和圣维南原理。能根据工程的实际情况，将问题简化为平面问题，并能应用圣维南原理简化边界条件，通过工程实例，培育认识、解决实际工程问题的能力；
课程目标3：通过课内授课和课外作业，使学生掌握平面问题的直角坐标解答方法，掌握逆解法与半逆解法；了解应力分量的坐标变换式，掌握极坐标下弹性力学基本方程；掌握轴对称问题的基本解答；
课程目标4：通过课内授课、课外作业和学生上机操作，使学生了解有限单元法的基本原理及其分析方法，掌握有限单元法的基本方程和计算步骤；了解实际工程问题抽象为有限元模型的基本概念和解决工程问题的能力
毕业要求指标点课程教学目标
毕业要求1.3 课程目标1、2、3
毕业要求5.2 课程目标4
三教学基本内容
（一）理论教学
第一章绪论（2学时）（支撑毕业要求1.3）
1. 本章基本要求
了解实际工程问题抽象为力学问题的基本概念和基本方法；掌握弹性力学的基本假定、体力、面力、应力、应变和位移的基本概念。
2. 本章教学内容
(1)弹性力学发展简史；
(2)弹性力学的主要内容、要求和学习方法；
(3)弹性力学的基本假定；
(4)体力、面力、应力、应变和位移的基本概念。
3. 本章的重点和难点
重点：弹性力学的基本假定、体力、面力、应力、应变和位移的基本概念。
难点：弹性力学的基本假定。
第二章平面问题的基本理论（8学时）（支撑毕业要求1.3）
1. 本章基本要求
掌握平面应力问题和平面应变问题的特点，平面问题的基本方程，了解按应力求解平面问题的基本思路和步骤，边界条件和圣维南原理。能根据工程的实际情况，将问题简化为平面问题，并能应用圣维南原理简化边界条件。
2. 本章教学内容
(1)平面应力问题和平面应变问题；
(2)平衡微分方程、几何方程、物理方程；
(3)边界条件、圣维南原理；
(4)相容方程、应力函数。
3. 本章的重点和难点
重点：弹性力学的基本方程和边界条件；平面应力问题和平面应变问题。
难点：根据工程的实际情况，将问题简化为平面问题；应用圣维南原理。
第三章平面问题的直角坐标解答（6学时）（支撑毕业要求1.3）
1. 本章基本要求
掌握平面问题的直角坐标解答方法，掌握逆解法与半逆解法。
2. 本章教学内容
(1)弹性力学中的逆解法和半逆解法；
(2)矩形梁的纯弯曲；
(3)求位移分量、均布荷载作用下的简支梁。
