《力学进展》课程教学大纲

1、大学本科专业培养方案课程教学大纲编 码：ME07027 Code: ME07027 课程名称：力学进展 Course Title: Advances in Mechanics课程类别：专业选修 Course category: Elective Courses in Specialty学 分：2 Credit(s): 2开课单位：机械与运载工程学院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering课程描述：本课程是机械大类专业的选修课程，主要面向机械大类本科一年级学生第一学期的通识教育选修课。本课程

2、采用讲座形式，以力学系主要教师以深入浅出的方式，分别讲授该教师从事的力学相关学术研究。该课程主要讲授和覆盖多场耦合力学、冲击动力学、工程流体力学、生物力学、多孔材料力学、分子动力学、断裂力学、复合材料力学等多个领域的力学概念和力学应用前景。主要使机械类本科生了解、体会力学在工程中的应用价值和研究热点，从而培养学生对后续如理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学等课程的兴趣。Course description:. This course is an optional course for the major of mechanical engineering, and this course a

3、ims to be a general course lectured in the first seminar for the freshmen in mechanical engineering. The form of this course will be the lecture which is conducted by the teachers in the department of mechanics. This course will cover the themes including mehanics of multi-fields, mechanics of impac

4、t engineering, engineering fluid mehanics, bio-mechanics, mechanics of cellular solids, molecular daynamics mechanics, fracture mechanics and mechanics of composites. Then, the students of the mechanical engineering will understand the role and value of the mechanics in th engineering applications a

5、nd scientific research. The students will also find the interests in the learing of subsequent courses of theoretical mechanics, mechanicsl of materials, structure mechanics and elastic mechanics.课程内容（一）课程教学目标通过本课程的教学，使学生具备以下能力（相应毕业要求：1、2、4、6）：1. 了解力学学科研究的对象和方法，掌握力学学科的知识内涵。2. 对自然、工程中存在的力学问题具有一定的辨析能力

6、。3. 通过了解力学与其他学科的前沿交叉，加深对力学在工程中的应用价值的理解。4. 通过简单生活、工程的结构力学分析，加深对力学知识简单运用的能力。（二）基本教学内容绪 论教学目的：通过本章的学习，要求学生了解力学学科的内涵，力学知识体系的发展历史，国内力学学科建立的历史沿革以及开展力学专业高校。明确本课程的学习目的与学习要求。教学内容：1. 力学学科内涵。2. 力学知识体系的发展简史。3. 力学学科的分类设置。4. 课程的性质、目的与学习要求。相应毕业要求：2学时分配：课堂教学4学时第一章、力学在工程中的应用教学目的：通过本章的学习，使学生了解各工程领域中存在的力学问题。通过具体实例的介绍，

7、进一步加深学生对力学知识的理解。在拓展知识面的同时，使学生了解力学在各工程应用中的进展和前景。教学重点：各工程领域中的力学问题实例。教学难点：各领域中力学问题、概念和分析手段的共同点。教学内容：1. 材料工程中的力学实例：新材料研发和制备中的力学问题。 2. 机械工程中的力学实例：机械零部件制造与检测中的力学手段。 4. 土木工程中的力学实例：路面桥梁和隧道的力学分析。 5. 航空航天工程中的力学实例：飞行器设计中的力学问题。6. 新型交叉领域中的力学实例：生物、医学、化学等与力学交叉中的新问题。相应毕业要求：1学时分配：课堂教学4学时第二章、力学与多孔超材料设计教学目的： 通过本章的学习，使

8、学生了解超材料的概念，理解反常的负膨胀、负泊松比等超材料的设计方法。进一步介绍超材料中的力学问题以及如何运用力学学科知识对超材料进行深入的设计、力学性能分析以指导实际超材料在工程中的应用。教学重点：多孔超材料的概念，工程应用价值。结构力学在超材料设计中的应用。教学难点：负泊松、负膨胀概念。教学内容：1. 多孔材料概念及其工程应用价值。 2. 材料的热膨胀概念、负膨胀材料研究现状。 3. 材料泊松比的概念，负泊松比材料研究现状。 4. 超材料概念以及力学在超材料设计的应用。相应毕业要求：6学时分配：课堂教学6学时第三章、分子动力学原理及应用简介教学目的： 通过本章的学习，使学生理解分子动力学的基

9、本原理，并结合具体实例，介绍分子动力学在各类力学问题中的应用。 进一步使学生简要了解分子动力学方法的实施流程、适用范围以及未来发展趋势。教学重点：分子动力学基本原理，分子动力学在力学中的应用。教学难点：分子动力学基本原理。教学内容：1. 分子动力学简介以及发展历程。 2. 分子动力学原理。 3. 分子动力学应用实例。 4. 先进分子动力学方法发展趋势。相应毕业要求：4学时分配：课堂教学6学时第四章、航空航天力学教学目的： 通过本章的学习，使学生了解航空航天的基本概念、历史和未来发展趋势。介绍并理解航空航天中的关键力学问题，包括空气动力学、结构力学、飞行力学和动力学与控制等学科的知识。学习并理解

10、到卫星、载人飞船、直升机、火箭、大飞机和空天飞机等航空航天器的关键科学问题。对航空航天的基本框架和关键科学问题有初步的理解。教学重点：大飞机、直升机、空天飞机、火箭和载人飞船等航空航天器的关键力学问题。教学难点：如何在基础力学基础上的复杂结构系统的力学分析。教学内容：1. 航空航天的基本概念、历史和未来发展趋势。 2. 空气动力学、结构力学、飞行力学和动力学与控制简介。 3. 卫星、载人飞船、直升机、火箭、大飞机和空天飞机关键科学问题。相应毕业要求：6学时分配：课堂教学4学时第五章、计算力学进展教学目的： 通过本章的学习，使学生了解计算力学发展史，了解计算力学的理论体系，计算力学的主要方法，以

11、及计算固体力学和计算流体力学的前沿研究进展。同时简要介绍计算力学中常见的问题及其应用，常用有限元软件，以及总结计算力学的发展方向。教学重点：计算力学主要方法：有限差分法，有限单元法，边界元法的介绍。计算力学在工程实际中的应用。教学难点：有限单元法，有限差分法的理论基础。各种数值计算方法的特点与优缺点。教学内容：1. 计算力学发展史。 2. 计算力学的理论体系。 3. 计算固体力学与计算流体力学的研究进展。 4. 计算力学的发展方向。相应毕业要求：6学时分配：课堂教学4学时第六章、制造工艺力学与仿真教学目的： 通过本章的学习，使学生了解制造工艺中的力学问题，结合具体实例讲解典型制造工艺力学问题的建模求解与数值仿真，并简要介绍相关专用商业软件使用方法和科研编程思想。教学重点：制造工艺中的力学问题、仿真建模、专用软件。教学难点：如何通过力学分析提高制造工艺教学内容：1. 制造工艺中的力学问题。 2. 典型问题的建模求解与数值仿真 3. 商业软件和科研编程简介。 4. 新兴制造工艺与力学。相应毕业要求：6学时分配：课堂教学4学时考核方式本课程考核采用课程论文的形式期评成绩占比：1.平时成绩一（考勤、课堂讨论）占20%2.期