《板殼理論》課程教學(xué)大綱

《板殼理論》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱板殼理論P(yáng)lateandShellTheory課程編碼PLC320121020開課院部?jī)?chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)（未設(shè)置）學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時(shí)32講授32實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)0適用專業(yè)工程力學(xué)授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）、理論力學(xué)（2-1）、理論力學(xué)（2-2）、材料力學(xué)（2-1）、材料力學(xué)（2-2）、彈性力學(xué)、數(shù)學(xué)物理方程課程簡(jiǎn)介（限選）本課程為選修課，主要學(xué)習(xí)彈性范圍內(nèi)薄板的彎曲問題、穩(wěn)定問題、振動(dòng)問題以及殼體尤其柱殼、球殼的一般理論問題的有關(guān)概念和應(yīng)力、位移分析方法。目標(biāo)在于對(duì)薄板的彎曲問題、穩(wěn)定問題、振動(dòng)問題以及殼體的一般理論問題較系統(tǒng)和全面的了解，掌握對(duì)薄板的小撓度彎曲問題的經(jīng)典解法、近似解法，柱殼以及球殼的無矩計(jì)算的基本理論和分析方法，并初步學(xué)會(huì)應(yīng)用板殼理論的分析方法解決一些簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問題。要求學(xué)生應(yīng)用彈性力學(xué)的理論，了解薄板、薄殼的特點(diǎn)及薄板、薄殼計(jì)算的基本假設(shè)，會(huì)分析薄板、薄殼的邊界條件，掌握用矩形薄板、圓形薄板的彈性曲面微分方程求解簡(jiǎn)單的彈性薄板受橫向載荷作用下的彎曲問題，會(huì)用能量法求薄板的壓曲臨界載荷、薄板受橫向擾動(dòng)時(shí)振動(dòng)的固有頻率。了解薄殼計(jì)算的基本理論和分析方法，掌握容器柱殼、頂蓋柱殼的無矩計(jì)算。了解回轉(zhuǎn)殼的無矩理論、無矩計(jì)算，球殼的軸對(duì)稱彎曲等。Thiscourseisanelectivecourse,whichmainlystudiestherelevantconceptsandstressesofbendingproblems,stabilityproblems,vibrationproblemsofthinplateswithintheelasticrangeandgeneraltheoreticalproblemsofshells,especiallycylindricalshellsandsphericalshells,displacementanalysismethod.Thegoalistohaveasystematicandcomprehensiveunderstandingofthebendingproblem,stabilityproblem,vibrationproblemandthegeneraltheoreticalproblemoftheshellofthethinplate,andtomastertheclassicalsolutionandapproximatesolutionofthesmalldeflectionbendingproblemofthethinplate,thebasictheoryandanalysismethodofmoment-freecalculationofcylindricalshellsandsphericalshells,andpreliminarilylearntoapplytheanalysismethodofplateandshelltheorytosolvesomesimpleengineeringpracticalproblems.Studentsarerequiredtoapplythetheoryofelasticmechanics,understandthecharacteristicsofthinplatesandthinshellsandthebasicassumptionsforcalculationofthinplatesandthinshells,analyzetheboundaryconditionsofthinplatesandthinshells,andmastertheuseofrectangularthinplates,theelasticcurvedsurfacedifferentialequationofcircularthinplatecansolvethebendingproblemofsimpleelasticthinplateundertransverseload,andthecriticalbendingloadofthinplatecanbesolvedbyenergymethod,naturalfrequencyofvibrationofthinplateunderlateraldisturbance.Understandthebasictheoryandanalysismethodofthinshellcalculation,andmasterthemoment-freecalculationofcontainercolumnshellandtopcovercolumnshell.Understandthemoment-freetheory,moment-freecalculation,axisymmetricbendingofsphericalshells,etc.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：目標(biāo)1：掌握板殼理論的基本概念、理論和分析方法，能綜合運(yùn)用這些概念、理論和分析方法解決工程實(shí)際板殼問題。是2M2目標(biāo)2：能保障課程正常秩序（政治層面、課堂保障層面，非學(xué)生能力層面） 否三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)111緒論本章重點(diǎn)難點(diǎn)：板殼的基本概念，基本假設(shè)，研究方法/////211緒論板殼的基本概念，板殼理論的任務(wù)與意義，板殼理論的基本假設(shè)，板殼理論的研究方法，板殼理論的發(fā)展。M12講授2作業(yè)322薄板小撓度彎曲問題及其經(jīng)典解法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：薄板彈性曲面的微分方程、位移分量、應(yīng)變分量、應(yīng)力分量、邊界條件，矩形薄板、圓形薄板受橫向載荷作用下的彎曲問題的求解。/////42.12.1薄板彈性力學(xué)基本方程與未知分量平衡方程，幾何方程，物理方程，撓度。M11講授1作業(yè)52.22.2彈性曲面的微分方程位移分量，應(yīng)變分量，應(yīng)力分量，彈性曲面微分方程。M11講授1作業(yè)62.32.3薄板橫截面上的內(nèi)力與應(yīng)力薄板橫截面上的內(nèi)力，薄板橫截面上的應(yīng)力M11講授1作業(yè)72.42.4邊界條件邊界條件，應(yīng)用舉例，矩形薄板的納維葉解，矩形薄板的李維解法。M11講授1作業(yè)82.52.5圓形薄板的彎曲圓形薄板彈性曲面的微分方程，圓形薄板橫截面上的內(nèi)力，圓形薄板橫截面上的應(yīng)力，圓形薄板邊界條件，軸對(duì)稱問題，靜水壓力下圓板的位移解。M11講授1作業(yè)92.62.6變截面薄板的彎曲變厚度矩形板，變厚度圓形板。M11講授1作業(yè)102.7文克爾地基上的基礎(chǔ)薄板的彎曲文克爾地基，文克爾地基上的基礎(chǔ)薄板的彈性曲面的微分方程。M11講授1作業(yè)112.82.8溫度改變引起的薄板的彎曲溫度對(duì)應(yīng)變的影響，溫度對(duì)應(yīng)力的影響，溫度對(duì)內(nèi)力的影響，溫變下的彈性曲面的微分方程M11講授1作業(yè)1233薄板小撓度彎曲問題變分法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：薄板小撓度彎曲問題變分法的應(yīng)用。/////133.13.1Ritz法小撓度彎曲薄板的形變勢(shì)能（應(yīng)變能），Ritz法的應(yīng)用。M11講授1作業(yè)143.23.2伽遼金法伽遼金法及其應(yīng)用。M11講授1作業(yè)1544薄板的穩(wěn)定問題本章重點(diǎn)難點(diǎn)：薄板彈性曲面的微分方程，薄板臨界載荷的確定。/////164.14.1縱橫荷載下的薄板薄板彈性曲面的微分方程，縱橫荷載下的薄板的內(nèi)力。M11講授1作業(yè)174.24.2薄板的壓曲面與臨界載荷薄板的穩(wěn)定性與壓曲的概念，臨界載荷的確定。M11講授1作業(yè)184.34.3圓形薄板的壓曲壓曲微分方程，單位寬中面內(nèi)力(薄膜內(nèi)力);軸對(duì)稱問題。M11講授1作業(yè)194.44.4確定臨界載荷的能量法薄板縱向載荷下平衡的穩(wěn)定性，臨界載荷的確定。M11講授1作業(yè)2055薄板的大撓度彎曲問題本章重點(diǎn)難點(diǎn)：薄板的大撓度彎曲問題的彈性曲面微分方程，未知量，求解方法及其應(yīng)用。/////215.15.1基本微分方程與邊界條件平衡微分方程，彈性曲面的微分方程，未知量，中面應(yīng)變，變形協(xié)調(diào)方程，中面內(nèi)力及其表示的中面應(yīng)變、變形協(xié)調(diào)方程、平衡微分方程、彈性曲面的微分方程、微分方程，薄板的大撓度彎曲基本微分方程組，邊界條件。M11講授1作業(yè)225.25.2無限長(zhǎng)薄板的大撓度彎曲彈性曲面微分方程，中面內(nèi)力，不同約束下的位移和內(nèi)力解。M11講授1作業(yè)235.35.3薄板的大撓度彎曲問題的變分法變形勢(shì)能，Ritz法解M11講授1作業(yè)245.45.4圓板軸對(duì)稱問題平面問題極坐標(biāo)下平衡方程，彈性曲面的微分方程，幾何方程，相容方程，應(yīng)用討論。M10.5講授0.5作業(yè)255.55.5變分法解圓板軸對(duì)稱問題變形勢(shì)能，Ritz法及其應(yīng)用。M10.5講授0.5作業(yè)2666殼體的一般理論本章重點(diǎn)難點(diǎn)：曲線坐標(biāo)及正交曲線坐標(biāo)，殼體的基本方程與邊界。薄殼的基本方程與邊界，薄殼的無矩理論。/////276.16.1曲線坐標(biāo)與正交曲線坐標(biāo)曲線正交坐標(biāo)，拉密系數(shù)。M10.5講授0.5作業(yè)286.26.2正交曲線坐標(biāo)中的彈性力學(xué)幾何方程位移分量，應(yīng)變分量，幾何方程，不同坐標(biāo)面內(nèi)曲率及曲率半徑，正交曲線坐標(biāo)中的彈性力學(xué)幾何方程。M10.5講授0.5作業(yè)296.36.3殼體的正交曲線坐標(biāo)主曲率，曲率主向，曲率線，正交曲線坐標(biāo)，高斯條件，高斯曲率，科達(dá)齊條件，兩條件的意義，殼體理論的討論對(duì)象與研究?jī)?nèi)容。M10.5講授0.5作業(yè)306.46.4殼體的幾何方程殼體位移狀態(tài)的方程，薄殼幾何方程。M10.5講授0.5作業(yè)316.56.5殼體的內(nèi)力及物理方程中面(薄膜)內(nèi)力，平板(彎曲)內(nèi)力，殼體物理方程，薄殼物理方程，薄殼應(yīng)力公式M10.5講授0.5作業(yè)326.66.6殼體的平衡微分方程殼體的平衡微分方程，薄殼的平衡微分方程，薄殼基本方程，薄殼基本未知量。M10.5講授0.5作業(yè)336.76.7殼體的邊界條件閉合殼邊界條件，非閉合殼邊界條件，位移邊界條件，內(nèi)力邊界條件，薄殼邊界條件。M10.5講授0.5作業(yè)346.86.8薄殼的無矩理論無矩假定，無矩理論，無矩理論平衡微分方程，無矩理論彈性方程，薄殼無矩理論基本方程、基本未知量、邊界條件、適用范圍、實(shí)際意義及可行性。M10.5講授0.5作業(yè)3577柱殼本章重點(diǎn)難點(diǎn)：頂蓋柱殼的無矩計(jì)算，圓柱殼在法向載荷下的彎曲，軸對(duì)稱的彎曲問題。/////367.17.1柱殼的無矩理論無矩理論平衡微分方程，無矩理論彈性方程，求解方法。M11講授1作業(yè)377.27.2柱殼的彎曲理論平衡微分方程，幾何方程，物理方程，彈性方程，基本微分方程，圓柱殼基本微分方程，圓柱殼彎曲問題求解基本思路。M11講授1作業(yè)387.37.3法向載荷下圓柱殼的彎曲載荷分量，基本微分方程，位移分量，內(nèi)力分量，法向載荷下圓柱殼彎曲問題求解基本思路。M11講授1作業(yè)397.47.4軸對(duì)稱的彎曲問題基本微分方程，位移分量，內(nèi)力分量，法向載荷下圓柱殼彎曲問題求解基本思路。M11講授1作業(yè)4088回轉(zhuǎn)殼本章重點(diǎn)難點(diǎn)：回轉(zhuǎn)殼的無矩理論，容器回轉(zhuǎn)殼、頂蓋回轉(zhuǎn)殼的無矩計(jì)算，球殼的軸對(duì)稱彎曲。/////418.18.1中面幾何性質(zhì)主曲率線，高斯條件，科達(dá)齊條件。M11講授1作業(yè)428.28.2回轉(zhuǎn)殼的無矩理論平衡微分方程，彈性方程，用內(nèi)力函數(shù)表示的平衡方程與位移函數(shù)表示的彈性方程，容器回轉(zhuǎn)殼、頂蓋回轉(zhuǎn)殼的無矩計(jì)算。M10.5講授0.5作業(yè)438.38.3軸對(duì)稱問題的無矩理論載荷分量，內(nèi)力分量，平衡微分方程，位移分量，位移函數(shù)表示的彈性方程M10.5講授0.5作業(yè)448.48.4球殼的軸對(duì)稱彎曲平衡微分方程，幾何方程，物理方程，彈性方程，球殼的軸對(duì)稱彎曲問題，拉伊斯納混合解法M12講授、討論2作業(yè)、*小報(bào)告四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1.每章布置2~8道題目不等，共24—28題，平均每次課1-2道題。2.成績(jī)采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、條理邏輯性、工整性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。3.考核學(xué)生對(duì)板殼理論基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力題型主要有圖示、分析和計(jì)算題。30%2期末考1.開卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。3.主要考核學(xué)生對(duì)板殼理論基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題型主要有圖示、分析、計(jì)算題等。50%3考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等10%4課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況10%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分