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文档简介

力学0801(一级学科:力学)一、学科简介与研究方向北京理工大学力学一级学科设有一般力学与力学基础、固体力学、流体力学、工程力学四个二级学科。1981年,工程力学、一般力学与力学基础获得了硕士学位授予权,1984年固体力学获得了硕士学位授予权,1993年流体力学获得了硕士学位授予权。1984年工程力学被批准为我国爆炸力学领域第一个博士学位授予点;2023年固体力学获得博士学位授予权;2023年一般力学与力学基础、流体力学学科获得博士学位授予权;2023年力学学科被批准为博士学位授权一级学科。在这些二级学科中,工程力学学科于1988年(当时称为爆炸理论及应用)和2023年被评为国家重点学科,同时,以工程力学学科为依托,1993年作为国家重点学科的发展项目,建立了爆炸灾害防止、控制国家重点实验室(2023年更名为爆炸科学与技术国家重点实验室),2023年批准建立了航天器动力学与控制教育部重点实验室;固体力学学科1994年被为原兵器工业部部级重点学科,2023年被评为原国防科工委重点学科;2023年一般力学与力学基础被评为北京市重点学科。重要研究方向有:1.动力学与控制:该方向以航空航天领域为重要工程应用背景开展科学研究。重要研究内容有:飞行器结构动力学与控制研究,含时滞反馈控制的结构动力学,碰撞结构的动力学与控制,现代力学中的数学方法,复杂航天器姿态动力学与控制,多尺度变量耦合系统动力学与控制,多体系统动力学,振动理论与应用及故障诊断等。2.材料与结构力学:该方向重要研究固体材料或结构在外界因素(如力、热、电、磁等载荷)作用下,材料和结构的响应规律(如变形与损伤),应力与应变的关系及其规律,以保证材料或结构的功能、强度、刚度和稳定性。重要研究内容有:多功能复合材料设计与应用;生物与仿生力学;智能材料和结构力学;现代力学实验技术(如光测技术、电测技术,动态测试技术等)研究和应用,固体结构材料非线性的静、动态响应等。3.计算力学与工程仿真:该方向根据力学中的理论,借助于计算机,针对工程应用领域中的复杂非线性动力学问题开展高性能计算研究。重要研究内容有:爆炸与冲击力学计算方法及应用;针对大规模复杂非线性动力学问题,开展高性能计算技术研究;高速碰撞、侵彻、爆炸驱动与作用等大规模复杂非线性动力问题计算模型的建立与分析。4.空气动力学:该方向重要面对航空航天以及与流体力学相关的领域,涉及到航空航天飞行器的空气动力学、计算流体力学以及高温高压流体动力学等。重要研究内容有:飞行器气动布局设计、气动特性计算新方法与风洞实验新技术;复杂流动数值模拟以及计算方法;高温高压流体动力学;气动热力学及其应用;气动弹性分析;流体物理等。5.材料与结构冲击动力学:重要研究材料的动态力学特性和破坏理论,结构的冲击动态响应与失效分析,应力波与材料的互相作用,爆轰和侵彻环境下材料的动态力学行为,高速与超高速碰撞条件下材料与结构动态响应,战斗部材料设计理论,工程结构对冲击波和破片的防护理论,材料与结构冲击实验技术与仿真。6.生物力学:针对生物体材料(如骨头等)和生物粘附(如壁虎粘附)、生物去粘附(如荷叶等)材料开展生物力学与仿生设计研究;在细胞和分子水平,研究力学刺激下细胞的生物学反映及其分子力学机制,探讨其力学-化学耦合关系;针对地面及空间的不同力学环境,研究涉及人类健康和疾病的治疗、防止措施。二、培养目的坚持党的基本路线,热爱祖国,遵纪守法,品行端正,诚实守信,身心健康,具有良好的科研道德和敬业精神。在力学学科上掌握坚实的基础理论和系统的专门知识,掌握本学科的现代实验方法和技能,具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力,同时具有一定的组织和管理能力,有良好的合作精神和较强的交流能力。培养可以胜任力学学科及相关领域教学和科学研究工作,德、智、体全面发展的高水平人才。三、基本修业年限普通硕士研究生基本修业年限为2.5年,最长修业年限不超过3年。普通硕士研究生应在第一学年内完毕所有课程学习,一般应在文献综述与开题报告前修完课程学分,硕士学位论文答辩前完毕所有学分。普通硕士研究生应在学校规定的修业年限内完毕学业,学位论文工作时间不少于一年,不允许提前毕业。四、课程设立与学分规定1.公共必修课公共必修课是普通硕士研究生的必修课。其中:政治理论课程:“中国特色社会主义理论与实践研究”,2学分;“自然辩证法概论”,1学分。第一外国语:第一外国语为英语的普通硕士研究生,达成入学当年免修条件的,可以申请免修第一外国语。第二外国语:第一外国语为非英语的普通硕士研究生必须选修“英语(二外)”作为第二外国语课,3学分(可作为选修课学分)。科研诚信系列讲座,1学分。类别课程编号课程名称课内学时学分开课学期考核方式备注公公共必修课中国特色社会主义理论与实践研究2自然辩证法概论1第一外国语3第二外国语(第一外国语为非英语的普通硕士研究生必须选修)3科研诚信系列讲座12.学科基础理论课学科基础理论课是指本学科理论基础所涉及的数学、物理、化学、生物、管理学、哲学、法学等方面以及该学科所有研究方向都需要学习的基础理论课程。力学学科除少数特殊研究方向外,均应学习一门数学课程以加强理论基础。普通硕士研究生规定选修1-2门学科基础理论课,总学分不少于2。类别课程编号课程名称课内学时学分开课学期考核方式备注公学科基础理论课数学物理方法总学分不少于2矩阵分析随机过程应用泛函分析数值分析3.专业必修课普通硕士研究生规定选修不少于13学分的专业必修课。类别课程编号课程名称课内学时学分开课学期考核方式备注在专业必修课张量分析3621考试不少于5学分连续介质力学5432考试量纲分析与积分变换5431考试高等动力学5431考试不少于8学分振动力学3622考试计算固体力学5432考试复合材料力学5431考试非线性动力学数值方法3621考试计算流体力学5432考试飞行器空气动力学3621考试爆轰学3621考试弹塑性波与冲击动力学5432考试4.专业选修课普通硕士研究生规定选修不少于6学分的专业选修课。类别课程编号课程名称课内学时学分开课学期考核方式备注选专业选修课选多刚体系统动力学3622考试不少于6学分固体本构理论5431考试弹塑性力学5431考试粘性流体力学3621考试分子动力学3621考试生物力学与工程3622考试在机电学院“兵器科学与技术”学科的必修课中选修爆炸测试技术数值模拟专题3622考试非线性振动3622考试固体实验力学3621考试飞行器气动设计3622考试爆炸力学3622考试5.校公共选修课校公共选修课涉及:“文献检索和数据库运用”(分工、理、管、文等类别)、“专利及知识产权保护”等,每门课程1~2学分。普通硕士研究生规定选修不少于1学分的校公共选修课。五、必修环节以下各项必修环节为我校普通硕士研究生培养的最低规定,在修订普通硕士研究生培养方案时,各培养单位可根据学科特点制定更高的标准。1.学术活动在学期间至少应参与6次以上学术活动,其中本人进行正规性的学术报告1次以上。每次学术活动要有500字左右的总结报告,注明参与学术活动的时间、地点、报告人、学术报告题目,简述内容并阐明自己对相关问题的学术观点或见解,经导师签字后自己保存,申请答辩前提交研究生干事审核并记载成绩。提倡研究生尽也许多地参与跨学科的学术活动。2.专业外语由指导老师负责指导硕士生选读和笔译相关专业外文文献,学院组织考试。使硕士生了解、熟悉外语论文的写作及在国际会议发表论文和进行学术报告的规定。3.科学研究训练与创新能力培养由指导教师负责指导硕士生参与论文密切相关的课程学习,实践技能训练,科学研究,以及创新能力培养。指导教师负责该环节考核。六、学位论文相关工作1.文献综述本学科硕士学位研究生的文献阅读要结合学位论文任务、课题研究方向和具体的研究领域进行,一般参考文献应不少于30篇,了解、学习本领域的新技术、新工艺、新方法、新材料的研究进展,并在此基础上撰写不少于4000字的文献综述报告。文献综述报告要反映国内外在所研究方向的研究历史、现状和发展趋势。文献综述报告需由导师进行评阅,按照通过和不通过进行考核并签署具体意见。最迟应于第三学期第15周前完毕文献综述。2.开题报告论文选题应根据当前世界和中国在本学科方向科学技术的发展水平和趋势进行,选题涉及基础理论的研究内容应紧跟国际发展前沿,具有一定的理论价值和创新性并具有国际先进性,一般应有相应的实验数据支持;选题涉及工程应用的研究内容应具有一定的工程实用价值,一般应通过初步的实践检查。开题报告以文献综述报告为基础,重要介绍课题研究的目的、意义、技术路线、实行方案、计划安排和预期成果。最迟应于第三学期第15周前完毕开题报告。3.论文撰写与论文答辩ﻩ普通硕士研究生必须在导师指导下完毕一篇达成硕士学位规定的学位论文。学位论文要反映硕士研究生在本学科领域研究中达成的学术水平,反映作者在科学研究或专门技术上的新见解,表白本人较好的掌握了本学科的基础理论、专门知识和基本技能,具有从事本学科或相关学科科学研究或独立担负专门技术工作的能力。普通硕士研究生学位论文答辩时间距提交开题报告时间至少为12个月。普通硕士研究生在申请答辩前,必须达成《北京理工大学关于博士、硕士学位申请者发表学术论文的规定》的规定。普通硕士研究生学位论文答辩工作按照《北京理工大学学位授予工作细则》进行。七、培养质量检查中期检查学院具体负责对普通硕士研究生的课程学习、文献综述、开题报告、发表科技论文及学位论文工作的研究进展情况等进行中期检查。普通硕士研究生的中期检查应于第四学期的第8周前完毕。培养环节审查普通硕士研究生学习期满,修满培养方案规定的课程学分,完毕专业外语、学术活动、科学研究训练及创新能力培养等必修环节以及文献综述、开题报告等学位论文相关工作,通过培养环节审查后,可申请学位论文答辩。普通硕士研究生的培养环节审查一般在第五学期第3周前完毕。八、培养方式实行导师负责制。指导教师应根据培养方案的规定和因材施教的原则,对每个研究生制定培养计划。指导教师要全面地关心硕士研究生的成长,做到既教书又育人。在培养过程中要注意课程学习和科学研究并重。系统的研究生课程学习必须在学校进行,学位论文工作一般在学校进行,也可以根据实际情况在科研机构或工厂、公司进行。九、教学大纲与课程简介1.教学大纲普通硕士研究生培养方案拟定的必修课(涉及公共必修课、学科基础理论课、专业必修课)必须制定教学大纲。教学大纲内容涉及课程编码、课程名称、学时、学分、教学方式、考试方式、合用专业、先修课程、各章节重要教学内容和学时分派、参考文献等。张量分析课程编码:课程名称:张量分析教学目的:用数学描述自然界的物理现象及其运动规律需要引入坐标系,本来与坐标系选择无关的自然规律,其数学表述形式却不得不与坐标系的选择联系在一起,而导致人们对其物理实质分辨不清。张量方法就是既采用坐标系而又摆脱具体坐标系影响的不变性方法。运用张量分析方法获得的方程对不同概念的统一和特殊概念的推广极有启发。通过本课程的学习,使研究生:1)掌握张量的定义及基本性质;2)掌握张量的代数运算和分析运算;3)了解张量方法在力学上的一些基本应用。

学时:36学分:2教学方式:课堂讲授考试方式:成绩以百分制衡量,期末笔试成绩占100%。合用专业:力学、机械工程、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术及其它相关专业先修课程:线性代数各章节重要教学内容和学时分派仿射坐标系(5学时)基矢量和度量张量矢量的点积和叉积坐标变换和张量张量代数Ricci符号、广义Kronecker符号、行列式和代数余子式二阶张量——仿射量(10学时)仿射量正则与退化重向和不变量Cayley-Hamilton定理几种特殊仿射量对称仿射量的重向和仿射量的主向仿射量的分解张量函数(5学时)各向同性张量函数张量函数的梯度表达定理曲线坐标系(10学时)曲线坐标系与局部基矢量张量场与绝对微商不变性微分算子与积分定理Riemann-Christoffel张量(曲率张量)非完整系与两点张量场(6学时)非完整系与物理分量正交系与物理标架两点张量场参考文献郭仲衡.HYPERLINK""非线性弹性理论.科学出版社,1980.郭仲衡.张量:理论和应用.科学出版社,1988.黄克智,薛明德,陆明万.HYPERLINK""张量分析(第2版).清华大学出版社,

2023.大纲撰写人:李海龙连续介质力学课程编码:课程名称:连续介质力学教学目的:连续介质力学统一研究流体与固体的一般力学原理。着重对形变、运动和应力作全面分析,并研究质量、动量和能量的守恒规律,物性的热力学基础,并介绍各种流体和固体的本构方程。本课程属于基础理论课,目的是使学习本课程的研究生初步掌握研究各类固体与流体介质时的系统研究方法和统一的一般性原理,从更深的层次上理解力学原理的普适性,拓宽思维的广度和深度,对相关的各工程领域和交叉学科建立更系统更本质的结识,使研究生在此后的工作中可以提高科研的理论水平。

学时:54学分:3教学方式:本课程课堂讲授采用多媒体教学,同时在校园网上开通《连续介质力学》网络课程平台,在该网络课程平台上开辟了参考资料、习题解答、答疑和讨论等栏目,所有选课研究生可以通过自己的学号登陆,浏览课程的所有课件和其他资料,还可通过网络与教师交流和讨论。考试方式:成绩以百分制衡量,平时作业、讨论的成绩及考勤占30%,期末笔试成绩占70%。合用专业:力学,机械工程,航空宇航科学与技术,兵器科学与技术及其它相关专业。先修课程:理论力学,线性代数,张量分析。各章节重要教学内容和学时分派绪论张量复习(12学时)绪论连续介质力学的研究对象连续介质力学的基本内容连续介质力学的重要研究方法张量复习三维向量空间三维欧氏向量空间三维欧氏向量空间中的曲线坐标系及基矢量坐标系的特性量基矢量与度量张量的求法坐标变换并矢与并矢式张量的定义张量代数二阶张量(仿射量)二阶张量的分解张量函数张量场函数的导数张量函数的积分定理Riemann-Christofell张量变形和运动(20学时)参考构形和当前构形构形(位形)描述变形与运动的两个构形变形和流动位置矢量和位移矢量Lagrange坐标系和Euler坐标系两种随体坐标系各坐标系中的基矢量各构形中不同坐标系的度量张量任意张量在4种坐标系中的分解变形梯度和相对变形梯度变形梯度的定义变形梯度的行列式变形梯度的极分解Cauchy-Green张量Cauchy-Green张量与度量张量的关系构形,坐标系与基矢,变形梯度小结例题相对变形梯度物质点邻域的变形描述线,面,体元素的转换长度比,面积比,体积比主长度比和主方向应变椭球变形基本定理位移梯度及位移梯度与变形梯度的关系应变度量各种应变张量应变张量与位移梯度的关系;任意阶张量的物质导数小变形时的化简:小变形理论及小应变张量变形的协调条件——协调方程物质导数构形与坐标物理量随时间的变化率各坐标系的基矢量的物质导数任意阶张量的物质导数小结例题速度梯度和加速度梯度速度梯度速度梯度与变形梯度的关系变形率与物质旋率加速度梯度无旋运动,涡线传输定理输运定理线元,面元,体元的物质导数输运定理变形率和物质旋率的几何意义变形率张量的几何意义:长度率,面积率,体积率,方向率,剪切率物质旋率张量的几何意义高阶物质导数与Rivlin-Ericksen张量变形梯度的n阶物质导数Cauchy-Green张量的n阶物质导数Rivlin-Ericksen张量守恒定律和连续介质热力学(12学时)引言基本概念守恒定律的一般表达式质量守恒动量守恒积分形式的动量守恒定律及各类应力张量定义微分形式的动量守恒定律动量守恒方程的率形式动量矩守恒各种应力张量的物理意义各种应力的物理意义与区别各种应力张量的主方向能量守恒经典热力学基本概念和基本定律能量守恒定律的积分和微分形式热力学第二定律熵不等式熵熵不等式非平衡态热力学本构理论(8学时)本构原理引言本构原理简朴材料的一般本构关系形式简朴材料,n阶材料简朴材料的一般本构关系几种典型简朴材料的本构关系形式热弹性体弹性体各向同性弹性体线性热弹性体和线弹性体间断面及间断面条件*总复习(2学时)参考文献黄筑平.连续介质力学基础.高等教育出版社,2023(2023重印).黄克智.非线性连续介质力学.清华大学出版社:北京大学出版社,1989.匡震邦.非线性连续介质力学.上海交通大学出版社,2023.黄克智等.张量分析.清华大学出版社,1986.大纲撰写人:韩斌量纲分析与积分变换课程编码:课程名称:量纲分析与相似变换教学目的:本课程是一门工科专业基础课,是探讨科学规律、解决科学和工程问题的一个有效工具之一。其教学目的是使学生可以掌握量纲分析的基本概念和基础理论,熟知量纲分析在各类物理现象中的应用。本课程采用案例分析方法,对各类问题进行进一步分析,说明方法的实质。即对问题进行中肯分析的基础上,着重对因果关系作出恰当的量纲分析,达成对问题的规律性结识。突出量纲分析方法在科学和工程中的应用,为学生将来的专业课程的学习和科学研究打下坚实的基础。通过本课程的学习,使研究生:1)掌握量纲的概念及本质;2)熟悉定理,掌握量纲分析的基本原理;3)纯熟运用量纲分析方法解决力学、机械和材料科学中的一些问题。学时:54学分:3教学方式:课堂讲授考试方式:成绩以百分制衡量,期末笔试成绩占100%。合用专业:力学、机械工程、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术、材料科学及其它相关专业先修课程:高等数学、流体力学、弹性力学各章节重要教学内容和学时分派绪论(10学时)物理量的度量基本量和导出量单摆量纲分析的实质量纲分析简史基本原理(10学时)量纲的幂次表达定理自变量和基本量的选择相似律运用定理的注意点流体力学问题(7学时)典型流动流体力学问题中的相似准数其他相似准数流体运动的分类固体力学问题(7学时)弹性体的应力分析弹性体的振动和波动简朴结构的稳定性分析固体的拉伸断裂流固耦合问题(5学时)水击弹性轴承机翼的颤振热互换器的气激振动爆炸相似律(6学时)空中爆炸波和水中爆炸波爆炸加工爆破冲击相似律(9学时)杆式穿甲弹破甲——聚能射流的形成及其对装甲的侵彻超高速冲击金属射流与薄板的高速扩张断裂煤与瓦斯突出——两相耦合介质的动力学现象参考文献谈庆明.量纲分析.中国科学技术大学出版社,2023.LinCC,SegelLA.MathematicsAppliedtoDeterministicProblemsinNaturalScience.MacmillanPublicationCo.Inc.,1974.大纲撰写人:郭香华高等动力学课程编码:课程名称:高等动力学教学目的:随着科学技术的发展,对于机械和工程结构的动力学分析显得愈来愈重要.这就规定力学工作者和工程技术人员掌握更广博的动力学知识。动力学是经典力学的一部分,它的基本概念是在理论力学课程中建立的.由于受学时限制,工科专业的理论力学课程只能讲授最基本的动力学知识。学时:54学分:3教学方式:课堂讲授基本理论知识,通过开放式讨论与分析学习与本课程相关的课题背景和解决问题的手段。考试方式:成绩以百分制衡量,平时作业成绩占20%,专题讨论占20%,期末笔试成绩占60%。合用专业:一般力学与力学基础,飞行器设计与控制,车辆工程专业,机械科学与工程先修课程:理论力学,线性代数,常微分方程各章节重要教学内容和学时分派分析力学的基本概念和动力学普遍方程(6学时)约束及其分类,广义坐标

,自由度

虚位移,抱负约束

虚位移原理,

广义力

达朗伯原理,动力学普遍方程

第二类拉格郎日方程(6学时)第二类拉格朗日方程拉格郎日方程应用举例循环积分和能量积分冲击力作用时的拉格郎日方程

非完整系统的动力学方程(10学时)

第一类Lagrange方程一阶线性非完整系统的Lagrange方程劳思方程

尼尔森方程非完整系统的阿贝尔方程建立动力学方程的Kane方法哈密顿正则方程和哈密顿原理(4学时)

哈密顿正则方程

哈密顿原理

刚体运动学(6学时)定点运动刚体运动学的几何描述

定点运动刚体运动学的解析研究(以方程余弦为广义坐标)

定点运动刚体运动学的解析研究(以欧拉角为广义坐标)

定点运动刚体运动学的解析研究(以卡尔丹角为广义坐标)

定点运动刚体运动学的解析研究(以欧拉参数为广义坐标)

一般运动刚体运动学

刚体动力学(8学时)惯性张量

动量矩和动量矩定理

动能和动能定理

刚体的运动微分方程

陀螺力矩

对称刚体规则进行时的外力矩

刚体定点运动的欧拉情况简介

无转矩对称刚体的定点运动

刚体定点运动的拉格朗日情况

对称重刚体定点运动的特殊情形

运动稳定性基础、动力学专题讲座(10学时)基本概念,相平面方法李雅普诺夫直接方法一次近似稳定性理论力学系统的稳定性高等动力学专题讲座*4学时,作为机动学时。参考文献汪家訸.分析力学.高等教育出版社,1982.叶敏,肖龙翔.分析力学.天津大学出版社,2023.梅凤翔,刘桂林.分析力学基础.西安交通大学出版社,1987.贾书惠.刚体动力学.高等教育出版社,1987.刘延柱.高等动力学.高等教育出版社,2023.张劲夫,秦卫阳.高等动力学.科学出版社,2023.洪善桃.高等动力学.同济大学出版社,1996.费学博.高等动力学.浙江大学出版社,1999.肖尚彬,董秋泉.高等动力学.西北工业大学出版社,1986.九、大纲撰写人:尚玫振动力学课程编码:课程名称:振动力学教学目的:使学生建立振动力学的一系列基本概念,掌握振动相关的力学模型和理论,熟悉当前振动分析的通用的数学软件,有限元计算方法,和工程技术。以便在此后的工作中可以运用所学的力学数学知识将实际动力学工程结构抽象为适当的振动力学模型,并运用振动的基本理论,结合现代计算工具和测试技术,探索解决实际工程问题。学时:36学分:2教学方式:课堂讲授考试方式:成绩以百分制衡量;平时作业,讨论的成绩及考勤占30%,期末笔试成绩占70%。合用专业:力学、机械工程、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术及其它相关专业先修课程:线性代数,理论力学,材料力学各章节重要教学内容和学时分派导论(2学时)1.1振动现象以及振动力学在工程中的应用1.2简谐振动1.3周期运动单自由度系统振动(8学时)2.1无阻尼自由振动2.2能量法2.3阻尼自由振动2.4简谐激励的振动响应2.5周期激励的振动响应2.6非周期激励的振动响应2.7冲击的瞬态响应多自由度系统的振动(6学时)3.1多自由度系统的动力学方程3.2固有模态与固有频率3.3模态叠加法连续系统的振动(8学时)4.1杆的纵向振动与扭转振动4.2梁的弯曲振动4.3板壳振动4.3连续系统的动力学方程4.4假设模态法4.5模态综合法振动问题的有限元法(6学时)5.1动力学系统的拉格朗日方程5.2节点,单元,形函数5.3坐标变换与全局坐标下的振动方程5.4矩阵特性值求解一般计算方法介绍线性振动的近似计算方法(6学时)6.1邓克利法6.2瑞利法与李茨法6.3矩阵迭代法6.4子空间迭代法6.5传递矩阵法参考文献倪振华.振动力学.西安交通大学出版社.1990.胡海岩等.机械振动与冲击.航空工业出版社,2023.汤姆逊,达利.振动理论及应用(第5版).清华大学出版社,2023.RaoSS.机械振动.清华大学出版社,2023.哈里斯,皮索尔.冲击与振动手册(第5版).中国石化出版社,2023.刘延柱,陈文良,陈立群.振动力学.高等教育出版社,1998.大纲撰写人:周春燕计算固体力学课程编码:课程名称:计算固体力学教学目的:通过本课程的学习,使研究生:纯熟掌握有限元法的基本理论和方法,并能运用学到的理论和方法解决实际工程问题;纯熟掌握编制有限元程序的技巧和灵活运用大型有限元软件解决工程问题的能力;掌握边界元法的基本原理和数值实行的过程.。

学时:54学分:3教学方式:课堂讲授考试方式:成绩以百分制衡量,平时作业成绩占20%,专题讨论占10%,期末笔试成绩占70%。合用专业:力学,航天航空,机械等专业先修课程:弹性力学,塑性力学,振动力学,数值计算方法,张量分析等各章节重要教学内容和学时分派有限元法的理论(4学时)有限元法的理论基础-加权余量法和变分原理有限元法的进一步基础-约束变分原理有限元法的基本格式、单元和插值函数(4学时)有限元法的基本格式单元和插值函数的构造等参变换及相关问题(4学时)等参变换和数值积分有限元法中的若干问题梁和板(4学时)梁单元平板弯曲问题壳单元(4学时)结构动力问题(4学时)材料非线形问题(4学时)几何非线性问题(4学时)接触和碰撞问题(4学时)大型有限元软件简介(2学时)动力学问题实例(2学时)材料和几何非线性分析实例(4学时)接触问题实例(2学时)势问题的边界单元法(4学时)弹性问题的边界单元法(4学时)参考文献王勖成.有限单元法.清华大学出版社,2023.BelytschkoT,LiuWK,MoranB.NonlinearFiniteElementsforContinuaandStructures.JohnWiley&Sons,LTD,2023.姜弘道.弹性力学问题的边界元法.中国水利水电出版社,2023.BrebbiaCA,DominguezJ.BoundaryElements–anIntroductionCourse.ComputationalMechanicsPublications,1992.徐斌,高跃飞,余龙.MATLAB有限元结构动力学分析与工程应用.清华大学出版社,2023.王新敏.ANSYS工程结构数值分析.人民交通出版社,2023.杨庆生,郑代华.高等计算力学.科学出版社,2023.大纲撰写人:董春迎复合材料力学课程编码:课程名称:复合材料力学教学目的:通过学习使学生掌握复合材料的受力、变形及破坏的分析方法以及复合材料性能与细观组分材料的关系,为复合材料结构的分析及设计提供必要的知识基础。学时:36学分:2教学方式:课堂讲授考试方式:成绩以百分制衡量,平时占20%,期末占80%。合用专业:力学专业(固体力学,工程力学)及相关专业研究生先修课程:弹性力学或材料力学各章节重要教学内容和学时分派复合材料概论及力学基础(6学时)规定了解复合材料种类、结构特点、力学分析方法、现状及趋势;掌握各向异性弹性力学的基本方程、各向异性弹性材料的本构关系及分类、正交各向异性材料的工程弹性常数。复合材料层板的宏观力学分析(16学时)掌握结构单层复合材料的应力应变关系及正交各向异性材料强度理论;掌握结构层合板的刚度与强度分析。复合材料的细观力学分析(22学时)掌握复合材料单层板的刚度、强度的基本细观力学分析方法;复合材料的有效性质和均质化方法;复合材料的夹杂理论;复合材料有效模量预测的均匀化方法。复合材料的结构分析设计及其他力学问题(8学时)了解复合材料结构设计的基本原则、方法;了解复合材料中存在的其他力学问题,如热应力、损伤断裂、短纤维及混杂复合材料等。功能复合材料(2学时)了解典型功能复合材料的原理及应用,如力电磁等功能复合材料、功能梯度复合材料、仿生复合材料、纳米材料。参考文献沈观林,胡更开.复合材料力学.清华大学出版社,2023.MuraT.Micromechanicsofdefectsinsolids.KluwerAcademicPublishers,1987.杜善义,王彪.复合材料细观力学.科学出版社,1998.大纲撰写人:韩学礼非线性动力学数值方法课程编码:课程名称:非线性动力学数值方法教学目的:通过本课程的学习,使研究生:1)了解非线性动力学数值方法的发展过程、现状和前沿发展方向,结识这门学科在力学、弹药工程等学科中的广泛应用;2)了解非线性动力学模型方程的推导过程及其数学性质,掌握抛物型和双曲型方程的差分解法,并可以分析典型差分格式的相容性、收敛性和稳定性,同时了解有限差分方法的一些进展;3)在掌握本课程相关的重要理论的同时,可以运用计算机语言,结合典型格式,编制相关的计算程序对非线性动力学问题进行数值模拟。学时:36学分:2教学方式:课堂讲授考试方式:成绩以百分制衡量,平时成绩占20%,期末笔试成绩占80%。合用专业:力学、兵器科学与技术先修课程:数学物理方法各章节重要教学内容和学时分派绪论(2学时)抛物型方程的差分方法(8学时)2.1定解问题的离散2.2其它典型差分格式双曲型方程的差分方法(18学时)3.1双曲型方程差分格式的构造3.2差分格式的相容性、收敛性和稳定性3.3数值耗散与弥散3.4非线性发展方程基本性质典型有限差分程序(4学时)4.1质点网格法4.2其它典型有限差分程序介绍物质界面追踪算法研究进展(4学时)5.1VOF运动界面重构技术5.2level-set方法参考文献恽寿榕等.爆炸力学计算方法.北京理工大学出版社,1995.张德良.计算流体力学教程.高等教育出版社,2023.陆金甫,关治.偏微分方程数值解法(第2版).清华大学出版社,2023.刘儒勋,王志峰.数值模拟方法和运动界面追踪.中国科学技术大学出版社,2023.大纲撰写人:马天宝,王成计算流体力学课程编码:课程名称:计算流体力学教学目的:计算流体力学是流体力学中非常重要的一门学科。用计算机来模拟流体力学问题,在研究部门及工业应用领域成为了一种普遍的方法。CFD(ComputationalFluidDynamics)已经成为流体力学研究人员必须掌握的一门技术。通过本课程的学习,使研究生:1)对计算流体力学有一个系统进一步的理解;2)理解并掌握有限差分方法的一些基本理论及一些具体的差分格式;3)理解网格生成技术并可以在具体问题中应用;4)掌握CFD的解法并可以编写简朴的CFD程序。学时:54学分:3教学方式:课堂讲授考试方式:成绩以百分制衡量,平时大作业成绩占100%。合用专业:流体力学、飞行器设计、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术、动力工程及工程热物理及其它相关专业先修课程:飞行器空气动力学、数值分析各章节重要教学内容和学时分派计算流体力学的基本原理(3学时)概述计算流体力学的基本原理和特点计算流体力学的发展流体力学的控制方程组(6学时)引言流动模型物质导数(运动流体微团的时间变化率)速度散度及其物理意义连续性方程动量方程能量方程流体力学控制方程的总结与注释物理边界条件适合CFD使用的控制方程偏微分方程的数学性质对CFD的影响(6学时)引言拟线性偏微分方程的分类拟定偏微分方程类型的一般方法——特性值法不同类型偏微分方程的一般性质定解问题的适定性离散化的基本方法(6学时)引言有限差分基础差分方程显式方法与隐式方法误差与稳定性分析网格生成技术(6学时)引言方程的一般变换代数方法的网格生成技术微分方程法网格生成技术网格生成的进展计算流体力学的基本方法(6学时)引言Lax-Wendroff方法MacCormack方法粘性流动、守恒形式和空间/时间推动求解椭圆形方程的松弛迭代方法交替方向隐式(ADI)方法压力修正法及其在不可压流动中的应用CFD中的后解决技术计算流体力学的应用(16学时)拟一维喷管流动的数值模拟二维超声速流动的数值解不可压Couette流的数值解流过平板的二维NS方程的数值解现代流体力学概述(5学时)失通量分裂方法向量分裂方法高分辨率格式----TVD的概念计算流体力学的未来参考文献AndersonJD.ComputationalFluidDynamics,TheBasicswithApplications.TsinghuaUniversityCebeciT,ShaoJP,KafyekeF,LaurendeauE.ComputationalFluidDynamicsforEngineers.TsinghuaUniversity傅德薰.流体力学数值模拟.国防工业出版社,1993.大纲撰写人:雷娟棉、胡俊飞行器空气动力学课程编码:课程名称:飞行器空气动力学教学目的:空气动力设计人员需要综合应用空气动力理论分析、数值模拟、工程计算、风洞实验和飞行实验等手段,为飞行器选择最有利的气动外形布局和几何参数,而这其中最基本的就是飞行器动气动力学。飞行器空气动力学就是研究在大气中运动的飞行器与空气流之间的互相作用规律的学科。通过本课程的学习,使研究生:1)进一步理解空气动力学的基本概念和基本原理;2)学会使用空气动力学基本原理分析问题;3)掌握空气动力学在飞行器设计中的应用;4)学会分析气动数据,分析气动机理和气动特性变化的基本规律。

学时:36学分:2教学方式:课堂讲授考试方式:成绩以百分制衡量,期末笔试成绩占70%。合用专业:力学、飞行器设计、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术、动力工程与工程热物理及其它相关专业先修课程:流体力学基础、空气动力学基础各章节重要教学内容和学时分派概述(3学时)空气动力学的对象和任务地球标准大气空气与飞行器的互相作用空气动力学基础(17学时)流体力学与热力学基础可压缩流体定常一维流动的一般特性变截面一维等熵流动有摩擦的定常一维流动有传热的定常一维流动激波与膨胀波小扰动流动理论定常二维无旋超声速流动特性性方法平面不可压势流理论粘性流动基础(8学时)粘性层流边界层流动流动的分离湍流与流动稳定性薄翼—细长体绕流(8学时)薄翼形的亚、跨、超声速绕流三位薄翼形的亚、跨、超声速绕流细长弹身的亚/超声速绕流翼—身组合体的绕流舵—身组合体的绕流参考文献苗瑞生,居贤明,吴甲生.导弹空气动力学.国防工业出版社,2023.吴子牛.空气动力学(上/下).清华大学出版社,2023.A.H.夏皮罗.可压缩流的动力学与热力学.科学出版社.1966.大纲撰写人:雷娟棉,于勇爆轰学课程编码:课程名称:爆轰学教学目的:“爆轰学”是一门专业基础课,适合于力学、兵器科学与技术和安全工程以及其它相关专业。炸药通过爆炸的形式迅速释放化学能,并对周边介质做功。研究炸药爆炸现象的发生、爆轰的传播给爆炸效应等内容是国防军工相关专业的必备基础知识,也是从事各种民用爆炸技术工作者所必备的基本知识。通过本课程的学习,使学生可以掌握有关爆炸的基本概念,了解爆炸的基本现象和爆轰波经典理论以及燃烧转爆轰的机理,并使学生可以应用基本理论分析和解决实际工程问题。学时:36学分:2教学方式:课堂讲授+实验考试方式:课程采用闭卷课堂考试,考试时间120分钟,卷面100分。最后的成绩:考试成绩占70%,平时成绩(上课情况、平时作业、实验)占30%。合用专业:力学、兵器科学与技术和安全工程以及其它相关专业先修课程:空气动力学各章节重要教学内容和学时分派*理论教学部分(42学时)绪论(3学时)基本概念炸药发生化学变化的基本形式炸药爆炸的基本特性爆炸科学的发展炸药的起爆机理(6学时)热起爆机理机械作用起爆机理冲击波起爆机理爆轰波、爆燃波的经典理论(6学时)爆轰波的CJ理论爆轰波的ZND模型爆轰和爆燃状态的基本性质(Jouguet法则)反映区流动的定常解气体爆轰理论(4学时)气体爆轰现象爆炸浓度极限及其拟定方法气体爆轰参数的计算螺旋爆轰现象及胞格结构云雾爆轰现象凝聚炸药爆轰理论(8学时)爆轰参数的实验测量方法凝聚炸药爆轰参数的理论计算及工程计算凝聚炸药爆轰波的传播凝聚炸药爆轰反映机理DDT,XDT问题爆轰波的波形及其控制爆轰产物的流动及其与物体的互相作用(6学时)爆轰产物的一维飞散运动爆轰产物对刚壁的作用冲量爆炸对物体的驱动加速理论爆炸与可压缩凝聚介质互相作用*实验教学部分(3学时):冲击波超压测试参考文献张宝平,张庆明,黄风雷.爆轰物理学.兵器工业出版社,2023.黄正平.爆炸与冲击电测技术.国防工业出版社,2023.CheretR.DetonationofCondensedExplosives.Springer,1992.大纲撰写人:刘彦,龙仁荣弹塑性波与冲击动力学课程编码:课程名称:弹塑性波与冲击动力学教学目的:弹塑性波与冲击动力学重要涉及固体在冲击载荷作用下的变形、运动和破坏规律,涉及固体中弹塑性波的传播和互相作用的动力学基础知识,以及靶板侵彻基本理论。通过本课程的学习,使学生建立固体中弹塑性波的概念,掌握相关的基本理论,掌握典型碰撞问题的数学解法,培养学生对固体中波的传播和互相作用问题的分析和求解能力,掌握对薄靶、中厚靶和厚靶的不同侵彻机理和分析方法,培养学生的冲击动力学实验技能,使学生可以应用基本理论去分析和解决实际工程问题。学时:54学分:3教学方式:课堂讲授、专题讨论和实验教学相结合考试方式:成绩以百分制衡量,以平时考核和结课考试相结合进行考核,期未笔试成绩占70%,平时作业、实验、专题讨论及平常考核质疑等占30%。合用专业:力学、兵器科学与技术、安全工程及其它相关专业先修课程:数理方程,弹塑性力学,材料力学,流体力学等各章节重要教学内容和学时分派*理论教学部分(50学时)绪论(2学时)引言固体的动力学特性和课程重要内容经典弹塑性波的历史与现状塑性动力学与波动理论应用背景本课程的任务弹塑性波基本方程(5学时)物质坐标和空间坐标时间微商与波速物质坐标描述的杆中纵波控制方程特性线与特性线上的相容关系空间坐标描述的控制方程与特性线波阵面上的守恒方程一维弹性波(13学时)半无限长杆中的弹性波半无限长弹性杆的共轴撞击两弹性波的互相作用弹性波从固定端和自由端的反射有限长杆的弹性碰撞弹性波的反射与透射应力波反射引起的断裂横向惯性引起的弥散效应杆中扭转波一维塑性波(10学时)塑性加载波弹塑性加载波的互相作用卸载波的控制方程与特性线追赶卸载与迎面卸载半无限长杆中卸载边界的传播特性弹塑性边界的一般传播特性刚性卸载近似一维粘弹性波和弹粘塑性波(6学时)线性粘弹性本构关系应力波在线性粘弹性杆中的传播非线性粘弹性本构关系应力波在非线性粘弹性杆中的传播弹粘塑性本构关系应力波在弹粘塑性杆中的传播高压下固体中的冲击波(4学时)一维应变平面波高压固体冲击波的基本关系式高压下固体的状态方程冲击绝热线固体介质在高压状态下的等熵流动一维平面冲击波的互相作用三维弹性介质中的基本波及其传播(3学时)体波面波弹性半空间面上平面应变P波和SV波P波和SV波在平面交界面上的反射与折射Stoneley波Love波靶板碰撞动力学(5学时)靶体特性薄靶碰撞动力学响应中厚靶碰撞塑性动力学理论中厚靶碰撞塑性波理论厚靶与半无限厚靶侵彻的流体动力学理论超高速碰撞概论冲击动力学实验技术(2学时)膨胀环测试技术Hopkinson杆测试技术Taylor圆柱测试技术轻气炮加速实验技术其它高速加速实验技术*实验教学部分(4学时)Hopkinson压杆实验(2学时)Hopkinson拉杆实验(0.5学时)Hopkinson扭杆实验(0.5学时)轻气炮实验(1学时)参考文献王礼立.应力波基础.国防工业出版社,2023.杨桂通.塑性动力学.高等教育出版社,2023.马晓青.冲击动力学.北京理工大学出版社,1992.钱伟长.穿甲力学.国防工业出版社,1984.AndréMeyersM.材料的动力学行为.国防工作出版社,2023.张守中.爆炸与冲击动力学.兵器工业出版社,1993.丁启财.固体中的非线性波.中国友谊出版公司,1985.经福谦.实验物态方程导引.科学出版社,1999.大纲撰写人:陈利,仁会兰2.课程简介多刚体系统动力学课程编码:课程名称:多刚体系统动力学学时:36学分:2教学方式:课堂讲授、穿插数值算例分析、动画演示及编程实践考试方式:成绩以百分制衡量,期末笔试成绩占100%。合用专业:力学、机械工程、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术先修课程:理论力学、分析力学、高等动力学内容概要:刚体运动学基础;多刚体系统动力学方程的建立方法;多刚体动力学方程求解算法;刚体动力学基础;多刚体动力学的自然坐标方法;多刚体动力学软件MSC.ADAMS;含运动副间隙的多刚体系统动力学问题参考文献洪嘉振.计算多体系统动力学.高等教育出版社,2023.刘延柱,洪嘉振,杨海兴.多刚体系统动力学.高等教育出版社,1989NikraveshPE.Computer-aidedAnalysisofMechanicalSystems.Prentice-HallHaugEJ.ComputerAidedKinematicsandDynamicsofMechanicalSystems,Vol1:BasicMethods.AllynandBacon,1989.简介撰写人:田强固体本构理论课程编码:课程名称:固体本构理论学时:54学分:3教学方式:课堂讲授考试方式:成绩以百分制衡量,期末笔试成绩占70%;大作业占30%合用专业:固体力学,机械工程、材料、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术先修课程:弹塑性力学,连续介质力学,张量分析内容概要:小变形弹塑性本构关系、奇异屈服面理论、塑性基本假设;连续介质力学概述、本构关系的客观性、嵌入坐标、小变形本构的形式推广及其局限性;大变形弹性本构关系;大变形弹塑性本构关系、Rice-Hill大变形弹塑性理论、Simo-Ortiz弹塑性理论、中间构型弹塑性理论;应变梯度塑性理论、尺度效应、偶应力塑性理论、应变梯度塑性理论。参考文献:黄克智,黄永刚.固体本构关系.清华大学出版社,1999.黄克智,薛明德,陆明万.张量分析.清华大学出版社,1986.匡震邦,非线性连续介质力学.上海交通大学出版社,2023.郭仲衡.非线性弹性理论.科学出版社,1980.RiceJR.Inelasticconstitutiverelationsforsolids:aninterval-variabletheoryanditsapplicationtometalplasticity.JMechPhysSolids,19,433-455,1971.SimoJC,OrtizM.Aunifiedapproachtofinitedeformationelastoplasticanalysisbasedontheuseofhyperelasticconstitutiveequationa.ComputerMethodsinAppliedMechanicsandEngineering,46,201-215,1985.FlechNA,HutchinsonJW.StraingradientPlasticity.In:HutchinsonJW,WuTY,ed.AdvancedappliedMechanics,AcademycPress,33,295-361,1997.简介撰写人:刘晓宁弹塑性力学课程编码:课程名称:弹塑性力学学时:54学分:3教学方式:课堂讲授考试方式:平时考勤和课堂表现、小作业占30%;考试占70%,按百分制给出最终成绩。合用专业:力学、机械工程、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术先修课程:大学物理、工程力学(材料力学、理论力学)内容概要:进一步理解体力、面力、应力、应变和位移的基本概念,了解弹性力学的基本假定。掌握平面应力问题和平面应变问题的特点,熟悉弹性力学平面问题的基本方程,能对的地列出边界条件,能对的地应用圣维南原理。掌握按应力求解和按位移求解的思绪和方法。理解平面问题逆解法和半逆解法的基本思绪,能对简朴平面问题能建立合理的计算模型,如板和梁的弯曲。通过实例,理解位移单值条件和孔边应力集中档概念。理解变形体虚位移原理,通过平面问题常应变三角形单元的分析,初步掌握有限元法的基本原理及计算环节。了解空间问题的基本方程和边界条件。初步掌握有限差分方法的基本原理和计算环节。理解简朴应力状态下的弹塑性力学问题内涵,掌握塑性阶段的应力和应变分析及屈服条件,掌握基本的塑性本构关系,可以对简朴的弹塑性的边值问如薄壁圆筒的拉伸和扭转、平面应变条件下抱负刚塑性梁弯曲的一般理论及抱负弹塑性厚壁筒和弹塑性强化厚壁筒的对称变形进行分析。参考文献徐芝纶.弹性力学(第三版).高等教育出版社,2023.铁摩辛柯,古地尔.弹性理论.高等教育出版社,1993.Zhang-jianWu,Hai-junWu,FengHan.Elasticity.BeijingInstituteofTechnologyPress,2023.吴家龙.弹性力学,高等教育出版社,2023.王龙甫.弹性理论.科学出版社,1978.徐秉业.弹性力学.清华大学出版社,2023.杨桂通.弹塑性力学.高等教育出版社,1998.王仁等.塑性力学基础,科学出版社,1987.余同希.塑性力学.高等教育出版社,1989.简介撰写人:韩峰武海军粘性流体力学课程编码:课程名称:粘性流体力学学时:36学分:2教学方式:课堂讲授考试方式:成绩以百分制衡量,期末笔试成绩占100%。合用专业:力学、航空宇航科学与技术、兵器发射理论与技术及其他相关专业先修课程:流体力学基础或空气动力学基础,数理方程内容概要:粘性流动的基本特性和控制方程;牛顿粘性流体的几个典型解;边界层概念与奇异摄动理论;可压与不可压层流边界层的特性和解法;湍流基本概念和工程模型;可压与不可压湍流边界层的特性和解法。参考文献AndersonJD.FundamentalofAerodynamics(4thed).McGraw-Hill,2023.章梓雄,董曾南.粘性流体力学.清华大学出版社,2023.王保国,刘淑艳,黄伟光.气体动力学.北理工、北航、西工大、哈工程、哈工大五校出版社,2023.阎超,钱翼稷,连祺祥.粘性流体力学.北京航空航天大学出版社,2023.简介撰写人:刘艳明分子动力学课程编码:课程名称:分子动力学学时:36学分:2教学方式:课堂讲授考试方式:成绩以百分制衡量,期末笔试成绩占100%合用专业:力学、机械工程、分子生物学先修课程:内容概要:分子动力学(Moleculardynamics)及蒙特卡罗(MonteCarlo)方法的基本原理;分子动力学及蒙特卡罗方法在生物大分子模拟、材料科学及流体模拟方面的应用;几种开源分子动力学软件(GROMACS,AMBER,NAMD,LAMMPS等)的使用及实践。参考文献Frenkel,Smit.汪文川等译.分子模拟-从算法到应用.北京化学工业出版社.2023.ALLENMP,TILDESLEYDJ.ComputerSimulationofLiquids.OxfordGROMACSusermanual.Version4.5.4.简介撰写人:李德昌/季葆华生物力学与工程课程编码:课程名称:生物力学与工程学时:36学分:2教学方式:课堂讲授、现场教学与实验考试方式:成绩以百分制衡量,期末笔试成绩占60%,课题报告占40%。合用专业:力学,材料,生物医学工程先修课程:材料力学,弹性力学,流体力学内容概要:生物纳米材料;生物粘附和超疏水性表面;仿生力学在表面改性工程中的应用;骨骼肌肉系统力学与运动学;血流动力学在心血管疾病中的临床应用;呼吸力学在呼吸系统疾病中的临床应用;康复工程中的生物力学;细胞-基质间互相作用、细胞的力学-化学耦合关

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