【研究生课程思政示范课】《弹塑性力学》课程
【课程思政示范课案例】《结构力学》课程
一、课程概述
“结构力学”课程是一门面向土木工程专业开设的专业基础课，在该专业中占有重要地位。
设置本课程的目的是使学生能够系统掌握杆件结构体系的几何组成分析、杆件结构体系的内力和位移分析计算的基本原理、基本方法和基本步骤；能够应用结构力学知识解决土木工程复杂工程问题，评价土木工程项目的设计方案以及复杂工程问题的解决方案。
二、思政元素
家国情怀、环保意识、责任担当、合作精神。
三、课程思政教学设计思路及举措
★授课内容：三铰拱的内力计算及合理拱轴
★教学目标：
（1）提高保护环境的意识、责任担当与团队合作精神。
（2）提高全面系统地、用辩证思维分析问题的能力。
（3）掌握三铰拱内力的计算方法、三铰拱的合理轴线的含义。
（4）提高运用知识分析实际工程问题的能力。
★教学设计思路
★教学过程与实施
四、教学成效
学生的学习成效：对专业知识有了更深的理解，全面分析解决问题能力和逻辑思维能力得到了提升。
课程建设成效：课程思政融入恰当，专业课堂达到了以价值目标为引领的教学目标。
教师团队建设成效：通过课程思政融入设计，拓宽了教师的教学思路，提升了团队的整体育人水平。
工程弹塑性力学教学课件
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详细描述
有限差分法的基本思想是将时间和空间离散化为网格，每个网格点上的物理量 由其周围网格点的物理量通过差分方程近似计算。这种方法可以方便地处理动 态问题和偏微分方程，并且具有较高的计算效率和精度。
边界元法
总结词
边界元法是一种基于边界积分方程的数值模拟方法，它 通过将问题的边界离散化为有限个单元，并利用边界积 分方程近似描述边界上物理量的变化规律。
增量理论和全量理论
描述弹塑性力学中两种不同的分析方法。
增量理论是基于应力增量和应变增量的关系进行分析的方法，而全量理论则是基于应力全量和应变全 量的关系进行分析的方法。这两种理论在弹塑性力学中都有广泛的应用，适用于不同的分析场景。
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工程弹塑性力学的应用
金属材料的弹塑性分析
总结词
金属材料的弹塑性分析是工程弹塑性力 学的一个重要应用领域，主要研究金属 材料在受力过程中发生的弹性变形和塑 性变形行为。
要点二
详细描述
有限元法的基本思想是将连续的求解域离散化为有限个小 的单元，这些单元通过节点相互连接。通过将每个单元的 解表示为节点解的线性组合，可以形成整个求解域的解。 这种方法能够处理复杂的边界条件和应力分布，并且可以 方便地处理非线性问题。
有限差分法
总结词
有限差分法是一种基于差分原理的数值模拟方法，它通过将连续的时间和空间 离散化为有限个离散点，并利用差分方程近似描述物理量在这些离散点上的变 化规律。
VS
详细描述
金属材料的弹塑性分析涉及对金属材料的 应力-应变关系的分析，包括弹性极限、 屈服点和强化阶段等特征。通过弹塑性分 析，可以预测金属材料在不同受力条件下 的变形和破坏行为，为金属结构的优化设 计和安全评估提供依据。
弹塑性力学讲稿
教学大纲
三、本课程的基本内容以及重点难点
绪
论（2学时）
弹、塑性变形特点与研究内容；本课程学习目的、意义等。 第一章 应力应变分析（6学时）
点的应力状态的定义、描述、分解；特殊应力；点的应变状态的定义；应力与应变分析
的相似性与差异性；变形力学图。应力张量的分解与图示是本章的重点。
第二章 弹性力学基础（14学时）
研究方向：铝、铜、锌合金材料及加工工艺与模 具设计、数值模拟等。
联系方式：0731-8830266（O），8660299（H）； e-mail: gylin6609@
开场白（Opening Remarks）
2． 关于这门课（About this course）
弹塑性力学属于固体力学的一个重要分支， 包括弹性力学、塑性力学和断裂力学基础三部分 内容。本课程属于材料科学与工程专业本科生学 科基础课程，是本学科的主干课程之一（必选）， 共32学时，2学分。其任务是系统地介绍弹性、 塑性及断裂力学的基本方程、基本原理及基本求 解方法；其目的是使学生通过该门课程的学习， 掌握弹性与塑性力学的基本知识，建立起一种系 统的力学分析概念，并为后继课程，尤其是《金 属塑性加工原理》的学习打下基础。
先修课程要求：
在学习本课程前应学完高等数学、线性代数、工程力学、理论力 学等基础课程，要求有较为扎实的数学基础；本课程又是后继重点 课程《金属塑性加工原理》的基础。
适应专业：材料科学与工程专业本科生
参考教材：
– 王仲仁等：《弹性与塑性力学基础》，哈尔滨工业大学出版社，1997
– 彭大暑：《金属塑性加工力学》，中南工业大学出版社，1989
教学大纲
二、本课程的基本要求
1．要求掌握弹性和塑性变形的力学特点； 2．要求掌握弹性力学的5组基本方程、2组基本原理和2种基本
2024年度优秀课程思政示范课程展示《土力学》
开展创新设计竞赛
组织学生参加土力学相关Байду номын сангаас创新设计竞赛，激发学生的创新热情和 实践能力。
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思政元素挖掘与呈现
Chapter
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爱国主义情怀教育
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弘扬民族精神
通过介绍我国土木工程领 域的辉煌成就，激发学生 的民族自豪感和爱国情怀 。
强化行业规范、职业道德等方面的教育，提高学生行业认 同感和归属感，促进行业健康有序发展。
提升社会文明程度
通过课程思政教学，引导学生树立正确的世界观、人生观 和价值观，提升社会文明程度和整体道德水平。
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THANKS
感谢观看
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强化规范意识
强调土木工程建设中的规范性和安 全性，要求学生严格遵守相关规范 和标准。
培养责任意识
通过案例分析，引导学生认识到违 反法律法规的严重后果，增强责任 意识和风险意识。
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教学效果评估与反馈
Chapter
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学生成绩提升情况分析
成绩对比
通过对比实施课程思政前后的学 生成绩，发现学生成绩有了显著 提升，不及格率降低，优秀率增
加。
知识点掌握情况
学生对土力学中的基本概念、原 理和方法掌握得更加牢固，能够 灵活运用所学知识解决实际问题
。
综合能力提升
学生在分析问题、解决问题和创 新能力等方面得到了全面提升， 能够更好地适应未来工作的需求
。
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学生满意度调查结果展示
弹塑性力学-北方工业大学
理的近似计算方法。
o 弹性力学分支及相关边缘学科的形成和发展时期：
1907年，卡门薄板的大挠度问题； 1939年，卡门和钱学森提出了薄壳的非线性稳定问题； 1937-1939年，莫纳汉和毕奥提出了大应变问题；
王建省教授 8
弹性力学的发展简史-3
Prof, Wang JX
o 弹性力学分支及相关边缘学科形成、发展时期(续)：
王建省教授 11
岩土塑性力学的发展简史-3
Prof, Wang JX
o 1982年，Zienkiewicz提出了广义塑性力学的概念，
指出岩土塑性力学是传统塑性的推广。 o 20世纪80年代的国内，清华模型、“南水”模型 及其他双屈服面模型和多重屈服面相继出现。 o 然而，当前的岩土塑性理论远未发展完备， 有些基本概念还不清晰和没有得到一致的理解； 有些理论和模型缺乏科学的实验验证，因而岩土 塑性理论当前正处于发展阶段，尚有待不断发展 和深化。
王建省教授 15
应用弹塑性力学（教材）
Prof, Wang JX
目录
【作 者】徐秉业 刘信声
【出版社】清华大学出版社
王建省教授
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王建省教授
本书系统阐述了弹塑性力学的基 本方程，特别注重介绍各类问题 的求解方法及在工程实践中的应 用。全书共12章，内容包括应力、 应变、应力与应变关系、解题方 法等基本理论；厚壁圆筒、旋转 圆盘、轴的扭转、薄板等的分析； 以及热应力、结构的塑性极限分 析、金属塑性成形的力学分析、 岩土结构的承载分析等问题。各 章附有丰富的习题，书后给出习 题选解和答案。 本书可作为机械、水利、土木、 航空、核能、冶金、材料等工程 专业研究生教材，也可供有关工 程专业高年级学生和工程技术人 员参考。 17
弹塑性力学基础
◆ 任一物理现象都是按照一定的客观规律进行的， 它们是不以人们的意志为转移的。
◆ 分析研究物理现象的方法和工具的选用与人们 当时对客观事物的认识水平有关，会影响问题
的求解与表述。
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◆ 所有与坐标系选取无关的量，统称为物理恒量。
◆ 在一定单位制下，只需指明其大小即足以被说明
的物理量，统称为标量。例如温度、质量、功等。
学科，是研究可变形固体受到外荷载或温度 变化等因素的影响而发生的应力、应变和位 移及其分布规律的一门科学，是研究固体在 受载过程中产生的弹性变形和塑性变形阶段 这两个紧密相连的变形阶段力学响应的一门
科学。
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二、 弹塑性力学的研究对象
在研究对象上，材料力学的研究对象是固 体，且基本上是各种杆件，即所谓一维构件。
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流体力学：研究对象是气体或液体。涉及到：
水力学、空气动力学等学科。
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按研究手段分：（理论分析、实验和数值计算）
有实验力学、计算力学二个方面的分支。
按应用领域分：
有飞行力学、船舶结构力学、岩土力学、量 子力学等。
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2、弹塑性力学
弹塑性力学是固体力学的一个重要分支
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一、应力的概念 应力状态的概念
1、应力的概念
◆ 应力：受力物体
内某点某截面上内 力的分布集度。
lim Fn A0 A
dFn dA
n
lim Fn A0 A
dFn dA
nt
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应力
正应力
必须指明两点： 1.是哪一点的应力；
剪应力
2.是该点哪个微截面的应力。
《弹塑性力学》硕士课程内容的优化设计
《弹塑性力学》硕士课程内容的优化设计经来旺;卢小雨【期刊名称】《内江科技》【年(卷),期】2018(039)011【总页数】2页(P40-41)【作者】经来旺;卢小雨【作者单位】安徽理工大学力学与光电物理学院;安徽理工大学力学与光电物理学院【正文语种】中文本文以长期以来国内硕士研究生弹塑性力学课程内容为研究对象，以安徽理工大学土木工程、采矿工程、弹爆工程专业硕士研究生教学为研究背景，对目前该领域的教材进行了深入地研究。
从国内大多数高校工科研究生力学知识的状况、目前教材编写的思路、目前教材内容特征等提出了一系列优化建议，相应的做法在我校《弹塑性力学》硕士课程的教学中产生了很好的效果。
本文以长期以来国内硕士研究生弹塑性力学课程内容为研究对象，以安徽理工大学土木工程、采矿工程、弹爆工程专业硕士研究生教学为研究背景，对目前该领域的教材进行了深入地研究。
从国内大多数高校工科研究生力学知识的状况、目前教材编写的思路、目前教材内容特征等提出了一系列优化建议，相应的做法在我校《弹塑性力学》硕士课程的教学中产生了很好的效果。
目前很多普通高校新入学的工科研究生中的70左右的学生在本科阶段无《弹性力学》和《塑性力学》基础，进入硕士阶段的《弹塑性课程》学习后发现难以适应，不仅知识点难以理解与接受，而且某些表示方法（张量表示）也增加了学习的难度，这是学生方面的问题。
教材方面的问题也显著存在，首先，绝大多数《弹塑性力学》教材的作者都是力学专业科班出生，在从力学本科、力学硕士，甚至是力学博士一条道路走过来的，其数学功底之深厚、力学理论之扎实是很多工科学生难以企及的，力学中的某些原理与方法（如张量表示法、复杂而繁琐的数学推导）对他们来说都是简单不过的的东西，但对于数力基础较为薄弱的工科学生来说，这些都是需要花费相当时间钻研才能理解与掌握的内容，因此该门课程学习起来自然感觉十分吃力。
其次，各种《弹塑性力学》教材内容相差不大且知识点较为单一，如关于塑性的知识多是围绕金属材料的，对于岩石类材料等其它种类材料的研究则很少，土木类专业、采矿类专业、弹爆类专业学生难以激发学习热情。
应用弹塑性力学第二版教学设计
应用弹塑性力学第二版教学设计一、课程介绍本课程为大学本科专业课，适用于工程力学相关专业。
课程旨在介绍应用弹塑性力学的基础理论和应用技巧，探究材料的强度和变形性能，并且涵盖了数值模拟、结构分析等内容。
通过学习本课程，学生能够理解弹塑性力学的基本原理，掌握有限元分析的方法，从而为实际工程问题提供合理的解决方案。
二、课程目标1.理解弹塑性力学的基本概念和理论基础。
2.掌握有限元分析的方法，应用于实际工程问题的解决。
3.培养学生的实际应用能力和解决问题的能力。
4.启发学生的批判性思维和创新能力。
三、课程安排第一章弹塑性力学的基本概念和理论本章将介绍弹塑性力学的基本概念和理论基础，包括应力、应变、弹性模量、塑性流动理论以及材料的应力-应变曲线等内容。
第二章有限元分析的基本思想和方法本章将介绍有限元分析的基本思想和方法，包括网格划分、单元类型、位移插值函数、边界条件和材料属性等内容。
第三章弹性结构分析本章将介绍基于弹性力学原理的结构分析方法，包括应力分析、应变能原理、虚功原理等内容。
第四章弹塑性结构分析本章将介绍基于弹塑性力学原理的结构分析方法，包括受力分析、变形分析、屈曲分析等内容。
第五章有限元分析在结构工程中的应用本章将介绍有限元分析在结构工程中的应用，包括工程应用的实例，在分析过程中的注意事项等内容。
四、教学方法1.讲授法：针对课程理论知识部分，采用讲课的形式。
2.实践教学：针对课程应用和分析部分，采用上机实践教学的形式。
3.课堂讨论：重点讨论难点和疑问，并引导学生批判性思考和创新思维。
五、考核方式1.平时成绩：包括课堂表现、作业、实验报告等。
2.期中考试：占总评成绩的30%。
3.期末考试：占总评成绩的50%。
4.实践考核：占总评成绩的20%。
六、参考教材1.。
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一、课程简介
课程建设目标
弹塑性力学是一门力学基础学科，其推导及计算方法是土木工程、水利工程、机械工程、航天航空工程等现代工程中大型结构进行深入分析计算的理论基础，是许多大型结构分析软件（例如ABAQUS、ANSYS 和SAP2000等）的核心内容。
本课程的建设目标就是培养学生力学思维习惯，提高学生的力学分析素质，打好新工科创新驱动性的基础和源泉。
二、课程举措
主要措施
1.优化课程体系组织教学内容
（1）对教学内容进行调整，一方面进一步加强平面问题基本概念和基本理论，另一方面精简内容，删除差分法、复变函数解法和级数形式解答等目前不实用的复杂内容。
（2）深入讲解基本概念，例如为了理解点的应力状态对应力单元体进行了进一步的阐释，指出应力单元体是一个只有形状而没有大小的一个抽象几何点而非实际的点，只为了形象表示该点的应力状态。
（3）加强力学原理的数学理论推导训练，增加数学理论推导中的力学物理意义解释，把数学理论和力学知识进行有机结合，不仅使学
生知道为什么要进行这些公式推导，而且根据物理意义可以在一定程度上判断所推导结果的合理性和正确性。
（4）培养学生对力学理论的实际应用能力，主要是通过增加丰富和精彩的例题，引导学生分析实际问题的根本特征，抓住实际问题的主要因素，从而能够合理建立实际工程问题的力学模型；并且在此基础上，通过大作业进一步让学生进行理论应用和实践。
2.改革课程考核方式
（1）弹性力学和塑性力学主要以基本概念和基本原理为主，弹性力学主要进行一些常规的计算和推导，但塑性力学仍然结合传统的填空题和选择题等考核方式，并在此基础上进行一些简单的计算和推导。
（2）在传统考核方式的基础上增加大作业形式的实践性考核内容，由学生结合自己导师的研究内容并经任课老师同意确定大作业的内容，完成之后不仅提交总结报告而且提交视频汇报。
三、课程建设特色
1.建设难点
（1）学习难度大。
一方面，力学概念十分抽象，学生往往难以准确理解，所以不能正确掌握这些力学概念及其相关的理论内容；另一方面，要求较高的数学基础，需要高阶偏微分方程组的理论知识，学生普遍认为弹塑性力学难学，理论公式推导多，也难以判断所推导出公式是否正确。
（2）教学与工程相脱节十分突出。
一方面是理论推导的公式不知有什么工程用途，另一方面，在工程应用中只会应用软件进行计算却无法判断结果是否正确，或者在得知计算出错以后却无法找到解决问题的办法，其根源事实上就是不能正确建立实际问题的合理力学模型。
2.建设特色
（1）针对学习难度大，教师在讲授课程时，注重对抽象力学概念进行更加深刻的分析并增加创造性的阐释，帮助学生准确和深入理解有关力学概念。
（2）针对教学与工程相脱节，加强公式推导和习题训练，纳入课程必要实践活动，帮助学生在工程实践中抓住问题的主要方面从而建立正确的力学模型，指导学生对计算结果进行有效分析并合理判断其正确性。