弹性力学
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课程评价
spContent=北航弹性力学源于北航建校之初的研究生课程,上世纪80年代发展为飞行器动力工程专业(国家一流本科专业)的专业核心课,是衔接基础课(数学分析、材料力学等)和专业课程(有限元法、航空发动机结构设计与强度、航空发动机设计等)的纽带课程。 弹性力学经过北航几代教师近40年的建设,以及本课程团队19轮次的教学任务,目前是北航校级一流本科建设课、精品课、北航慕课建设课及“双百工程优质课程A级”。
—— 课程团队
课程概述

     弹性力学是研究弹性体由于外力或其它外界因素作用,物体内部所产生的位移、变形和内力分布等,是航空航天类、力学类等专业的基础课程,是飞行器动力工程专业的核心专业课。课程内容包括:绪论、数学基础、应力与应变、弹性本构方程、方程组求解方法与原理、方程组的化简与求解、经典例题、数值方法和实验方法,共32学时。

    弹性力学对于飞行器动力工程专业的重要性以及对于培养学生方面的重要作用主要体现在如下2个方面。

    弹性力学是飞行器动力工程专业的专业核心课程。弹性力学的前序基础课程为材料力学、理论力学等工程基础类课程以及数学分析、线性代数、数理方程等基础类课程,这些课程初步培养了学生数理基础、力学基础,但不足以支撑其后续航空发动机结构设计与强度、航空发动机设计等核心专业课程以及有限单元法等一般专业课程,弹性力学作为专业核心课程,起到了非常重要的连接纽带作用。

    弹性力学是培养学生力学素养、工程能力、创新思维方式的重要课程。(1)通识性:课程结合弹性力学发展历史,介绍了著名科学家的贡献以及我国古代劳动人民在力学方面的智慧结晶,是非常重要的通识教育课程。(2)基础性:弹性力学是现代科学产生、发展过程中的一门重要基础学科,理论性强,是培养学生力学素养、工程能力、创新思维方式的重要课程。(3)实践性:是工程设计工具有限元等课程的基础;包含有很多实验和测试技术的介绍,设置有旋转轮盘应力试验、光弹实验等教学实验,对培养学生实践能力必不可少。(4)前沿性:弹性力学教材注重知识拓展,在结合课程知识点的前提下拓展介绍当前的力学、工程前沿问题,对开拓学生前沿视野具有重要作用。

    本课程的特色主要体现在如下四个方面。

    1、注重数理建模与推导,培养逻辑思维能力

采用板书和PPT相结合,强化张量分析理论,注重力学方程推导;归纳不同求解方法、对比求解结果,培养学生归纳对比能力,加深对知识的理解,掌握基本科学研究方法。

    2、突出航空航天特色,培养复杂工程问题解决能力

精选飞行器动力装置典型零部件(叶片、轮盘等)作为求解例题,介绍相关工程背景和应用实例,了解问题来源和结果应用;结合课堂演示、自主设计实验,培养学生实践动手能力;辩证讲解工程的复杂性与学术的解耦性。

    3、拓展前沿交叉知识,培养学生创新精神

贯彻科研反哺教学理念,每学期开设力学前沿讲座;将科研成果(高温应变测量技术等)引入课堂演示实验;每章 “知识延伸”部分,介绍复合材料、牛顿流体等学科交叉知识;建立开放性、探索性大作业习题库,培养科研创新能力。

    4、发挥课程思政作用,厚植学生空天报国情怀

介绍弹性力学发展史,传承科学精神;拍摄视频短片《弹性力学在中国》,介绍我国科学家(如钱学森、冯康、胡海昌、钱伟长)在弹性力学领域的贡献;介绍我国航空航天领域知名学者在弹性力学方面的贡献,植入北航人红色基因,坚定学生空天报国理想信念。

授课目标

    基于北航“建设扎根中国大地世界一流大学”的办学定位,“厚植情怀、强化基础、突出实践、科教融通”的人才培养方针,遵循飞行器动力工程本科专业“职业素养、通用能力和专业能力三位一体”的培养模式,本课程培养目标为:

    1、了解弹性力学学科的起源、发展、创新历程,深刻理解科学精神、创新理念和研究方法;

    2、掌握弹性力学的基本概念、理论和方法,熟练运用弹性力学方法进行弹性体应力应变分析;

    3、掌握弹性力学在航空航天等工程领域的应用情况和分析方法;

    4、培养飞行器动力领域具有创新精神、严谨科学思维、扎实数理基础、能够解决实际工程力学问题、具备领军和领导潜质的创新型人才,成长为社会主义的建设者和接班人。


课程大纲
预备知识

高等数学、线性代数、材料力学、理论力学

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 https://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

参考教材:

[1] 闫晓军, 胡殿印, 张小勇, 王荣桥 编著,《弹性力学》, 北京:清华大学出版社, 高等院校力学教材, 2015年。

参考资料:

[1] 杨桂通,《弹性力学》, 北京:高等教育出版社, 2002年。

[2] 徐芝纶,《弹性力学简明教程》, 北京:高等教育出版社, 1983年。

[3] S.P. Timoshenko, J.N. Goodier. “Theory of Elasticity”. Auckland, McGraw-Hill, 1984.

[4] Martin H. Sadd. “Elasticity” [M]. Burlington, Elsevier Butterworth-heinemann, 2005.