对于研究生固体力学基本理论课程几点拙见.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * 对于研究生固体力学基础理论课程的几点拙见 姚振汉 清华大学航天航空学院工程力学系 引言 力学专业研究生的固体力学基础理论课程 工程专业研究生的固体力学基础理论课程 结束语 提 纲 为什么是拙见 虽然曾经负责研究生固体力学基础理论课程教学 18年，也曾主讲工程专业固体力学基础理论课程 多年，但已经离开这个岗位多年。 虽然曾经在名师指导下作为研究生刻苦攻读，但 那还是在遥远的文革之前。 因此下面的意见仅供参考。 引 言 固体力学基础理论课程的重要性 它是固体力学专业最重要的基础理论课程之一， 其教学要求、教学内容的确定和整个人才的培养 有密切关系，也和学科的发展密不可分。 对于和力学密切相关的工程专业，也是必 须掌握 的基础理论，其教学要求、教学内容的确 定与他 们将来在重大工程中发挥的作用密切相关。 引 言 要重视优良学风、以及分析解决问题能力的 培养 无论对于力学专业或工程专业，都要重视通过这 门课程培养严谨的学风。 要重视培养从建立力学模型和数学模型、模型的 合理简化、到问题求解的全面的能力，并建立计 算结果需要验证的思想。 引 言 课程设置的出发点 国际上没有很力学系，力学界许多国际权威都在 相关的工程系。考虑到国家的需求，工科力学专 业培养的大多数人才显然应该和工程密切结合。 国家需要的高水平力学人才也是多种多样的，他 们对于基础理论的要求也有所不同，固体力学基 础理论课程应该首先保证最基本的共同要求。 力学专业的固体力学基础 课程教学内容 根据力学学科特点，要通过力学的基础理论和方 法，培养学生从实际问题经合理简化建立力学模 型、由此建立相应的数学模型，进而对数学问题 求解，包括解析解或数值解，直到解的验证，这 一整套分析问题、解决问题的能力。其中合理简 化、求解析解或数值解都是基本功，需要验证属 于基本理念。 力学专业的固体力学基础 课程教学内容 线性弹性静力学是基础，但是首先要了解在什么 条件下问题可以简化为线性问题。对应变理论、 应力理论、弹性材料的应力应变关系，以及由此 建立的弹性理论的微分提法、变分提法和积分提 法的基本理论都要熟练掌握。对于建立的基本方 程除了解对于一些简单问题的解析解法之外，更 要了解由此建立的各种数值解法。 力学专业的固体力学基础 课程教学内容 在弹性静力学基础上，介绍弹性动力学的基本概 念，同时介绍弹性波和弹性体振动之间的关系。 接着介绍热弹性等耦合场问题的基本概念。 然后是非线性问题，包括：几何非线性引起的弹 性稳定问题、材料非线性中的弹塑性问题。 最后简单介绍粘弹性、粘塑性问题。 力学专业的固体力学基础 几点教学理念 课程并不试图给同学们展现一个完美的封闭的理 论系统，而要把一系列的简化假设交待清楚。正 像我们当老师的不可能对力学的各个分支都十分 熟悉一样，在一门课程中也不可能把一切讲解清 楚。重要的是让同学们知道，一些简化假设不能 满足时会出现非线性等更复杂的情况。 力学专业的固体力学基础 几点教学理念 随着计算力学的发展，力学在解决各种工程问题 中已经发挥了越来越大的作用。但是要让同学们 了解，如果没有坚实的力学基础，用先进的软件 得到错误结果的案例经常都在发生。另一方面， 如今对一般研究生来说，在学时有限的情况下， 求解析解的要求不得不适当降低，而与数值分析 相关的力学基本理论方法将作为重点内容之一。 力学专业的固体力学基础 优良学风和自学能力的培养 力学的基本规律是充分公式化的，要牢固掌握这 些规律必须对其有充分的理解。学习力学基础课 程必须对这些公式学会推导。必须要求学生独立 完成一定数量的作业。 即使国际著名出版社出版的书籍，出现印刷错误 或其它错误也是经常发生的。精度文献或书籍对 重要公式要亲自进行推导。 力学专业的固体力学基础 优良学风和自学能力的培养 讲课要照顾大部分同学能够听懂。小部分同学可 能会嫌难度不够，这种情况是不可避免的。如果 让相当部分同学堂上听不懂，结果将会更糟。 对于部分有余力的学生，在每章可以推荐进一步 自学的内容，通过自学写出自学报告，可以得到 加分，予以鼓励。 力学专业的固体力学基础 考试题型的改革 与教学内容和重点相匹配，考题分成四大部分： 基本概念题、建模题、推导证明题，求解题。 基本概念题大多采用多选题，个别辅以填充，用 于提高同学对于力学基本概念的重视程度。这部 分题目的标准答案要由主讲教师亲自给出，若有 可能还要亲自判卷。 力学专业的固体力学基础 考试题型的改革 建模题针对给出的问题建立力学模型，并写出相 应的数学