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课程评价
spContent=讲授疲劳与断裂基本理论、疲劳裂纹萌生扩展机理、寿命预测和抗断裂疲劳设计方法。积40年的历史沉淀,教改不辍,建成国家精品课程和国家精品资源共享课,出版配套MOOC的《疲劳与断裂》数字化教材。课程负责人杨新华教授是校教学名师,获得宝钢优秀教师奖和校首届课堂教学卓越奖等。
—— 课程团队
课程概述

疲劳与断裂是工程中最常见最重要的失效模式。上世纪八十年代初,美国众议院科技委员会委托国家标准局进行过一次关于断裂所造成的损失的大型综合调查。根据调查结果,断裂使美国一年损失1190亿美元,约占其1982年国内生产总值的4%。调查报告指出,向工程技术人员普及关于断裂的基本概念和知识可以减少损失29%;如果在工程中应用已有研究成果,还可以再减少损失24%。可见,普及疲劳与断裂方面的知识,推动已有研究成果的应用,是非常重要的。这在很大程度上有赖于教学。

1983年起,华中科技大学力学系就在工程力学专业本科生中开设了“疲劳与断裂”课程,是国内最早开设该课程的学校之一。1985年,陈传尧教授为该课程编写了《疲劳断裂讲义》。在经过多轮教学的使用和修改之后,1991年改编为教材《疲劳断裂基础》,由华中理工大学出版社出版。进入新世纪以后,教材在知识体系方面获得进一步的完善和更新。2002年,经过新一轮改编的教材《疲劳与断裂》(第一版),被遴选为教育部面向21世纪课程教材,并在合校后的华中科技大学出版社出版。该教材一经诞生,就受到了兄弟院校同行的广泛欢迎。截至2016年底,该教材已重印9次,总印数近万本,成为疲劳和断裂类课程使用最多的教材之一。2006年,获得华中科技大学优秀教材特等奖。

近年来,华中科技大学“疲劳与断裂”课程组在杨新华教授的带领下,以现代教育思想为指导,遵循力学学科和教育学的内在发展规律,注重学生综合素质和创新能力的培养,充分运用现代教育技术和网络平台,精心打造了一流的网络教学资源。2007年和2013年,先后建成“疲劳与断裂”国家精品课程和国家精品资源共享课。与此同时,为了适应科学研究的飞速发展和技术标准的更新,2018年又与华中科技大学出版社合作,改编出版了配套有微课视频的教材《疲劳与断裂》(第二版)。

疲劳与断裂课程主要讲授疲劳与断裂基本理论,疲劳裂纹萌生扩展机理,疲劳寿命预测以及结构抗断裂疲劳的设计方法。通过学习,可以提高人们对疲劳与断裂问题的分析和认识水平,培养应用疲劳与断裂基本理论和方法,解决结构断裂和疲劳控制设计、安全评价、疲劳寿命预测等工程问题的能力。课程共9章,45个知识点,可以分为4个部分。第1章为第一部分,4个知识点,主要讲授疲劳的基本概念,疲劳载荷的描述方法、结构抗疲劳设计的主要方法和疲劳破坏的宏观断口特征。第2-4章是第二部分,共18个知识点,针对材料或结构在不同载荷水平下发生的高周和低周疲劳,主要研究和讨论循环载荷的计数和响应分析、疲劳损伤的累积,以及裂纹萌生寿命的预测的理论和方法。第5-7章是第三部分,共14个知识点,介绍线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学的基本理论,断裂控制设计方法,以及埋藏裂纹和表面裂纹问题的应力强度因子计算。第89两章为第四部分,共9个知识点,讨论疲劳裂纹扩展寿命的预测方法、裂纹闭合理论和高载迟滞效应。

课程适合于力学、机械、材料、土木、能源、航空航天等专业高年级本科生和研究生学习,也可作为相关专业的教师、研究人员和工程技术人员参考。

授课目标

课程对知识点进行了精心筛选和组织。通过学习,可以帮助学习者理解疲劳与断裂破坏的基本概念、主要现象和特征、基本规律及其内在机理,熟练掌握现代结构疲劳、断裂控制设计的基本原理与方法,了解学科发展前沿和疲劳、断裂破坏基本规律的一般研究方法。

课程大纲
预备知识

弹性力学、塑性力学

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 http://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

教材:

杨新华,陈传尧. 疲劳与断裂(第二版). 武汉:华中科技大学出版社,2018

参考书:

[1]  陈传尧. 疲劳与断裂(第一版). 武汉:华中科技大学出版社,2002

[2]  陈传尧,高大兴. 疲劳断裂基础. 武汉:华中理工大学出版社,1991

[3]  Claude Bathias Andre Pineau. 吴圣川,李源,王清远译. 材料与结构的疲劳. 北京:国防工业出版社,2016

[4]  Subra Suresh. 王光中等译. 材料的疲劳. 北京:国防工业出版社,1999

[5]  高镇同. 疲劳应用统计学. 北京:国防工业出版社,1986

[6]  林吉中,刘淑华. 金属材料的断裂与疲劳. 北京:中国铁道出版社,1989

[7]  熊峻江. 疲劳断裂可靠性工程学. 北京:国防工业出版社,2008

[8]  Dieter Radaj. 郑朝云,张式程译. 焊接结构疲劳强度. 北京:机械工业出版社,1994

[9]  臧启山,姚戈. 工程断裂力学简明教程. 合肥:中国科学技术大学出版社,2014

[10]  郦正能,张纪奎. 工程断裂力学. 北京:北京航空航天大学出版社,2012

[11]  张晓敏. 断裂力学. 北京:清华大学出版社,2012

[12]  王自强,陈少华. 高等断裂力学. 北京:科学出版社,2009

[13]  陈靳,赵树山. 断裂力学. 北京:科学出版社,2006

[14]  李庆芬. 断裂力学及其工程应用. 哈尔滨:哈尔滨工业大学,1998