輸電線路力學(xué)基礎(chǔ)一課程教學(xué)大綱

輸電線路力學(xué)基礎(chǔ)一課程教學(xué)大綱課程中文名稱：輸電線路力學(xué)基礎(chǔ)（一）課程英文名稱：EngineeringMechanicsofTransmissionLineI課程編號(hào)：204T0656學(xué)分：2學(xué)時(shí)：32（其中：講課學(xué)時(shí)：32實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0，單獨(dú)開課）先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、大學(xué)物理適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線路工程方向）課程類別：專業(yè)核心課程/必修使用教材：李旭.輸電線路力學(xué)基礎(chǔ).北京：中國(guó)電力出版社，2022.開課單位：電氣與新能源學(xué)院課程簡(jiǎn)介：該課程是電氣工程及其自動(dòng)化(輸電線路工程）專業(yè)核心課程，主要包括理論力學(xué)、材料力學(xué)和基礎(chǔ)力學(xué)。基本上能讓學(xué)生掌握力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，為以后的《架空輸電線路設(shè)計(jì)》、《輸電桿塔及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)》等課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)也為學(xué)生解決輸電線路相關(guān)的力學(xué)問題提供了保障。一、課程性質(zhì)本課程是電氣工程及其自動(dòng)化（輸電線路工程方向）的專業(yè)核心課程，是各門力學(xué)課程及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類課程的基礎(chǔ)，具有理論嚴(yán)密、邏輯性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力、樹立理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)作風(fēng)和提高學(xué)生分析問題解決問題的能力，都有重要的作用。二、課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1：通過本課程學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生的“四個(gè)自信”，幫助學(xué)生初步掌握科學(xué)的方法論和認(rèn)識(shí)論，塑造學(xué)生正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。課程目標(biāo)2：能將工程力學(xué)的專業(yè)知識(shí)用于分析輸電線路復(fù)雜工程問題，針對(duì)輸電線纜、桿塔及基礎(chǔ)等設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維各環(huán)節(jié)問題進(jìn)行分析描述。課程目標(biāo)3：能認(rèn)識(shí)到解決與工程力學(xué)相關(guān)的輸電線路實(shí)際工程問題需要從具體到抽象來進(jìn)行提煉，通過專業(yè)文獻(xiàn)閱讀、課題研討、虛擬仿真、實(shí)驗(yàn)測(cè)試等手段，掌握針對(duì)具體問題進(jìn)行分解抽象的基本手段，并針對(duì)抽象模型進(jìn)分析計(jì)算。課程目標(biāo)4：能夠運(yùn)用工程力學(xué)學(xué)科的基本原理，通過輸電線路系統(tǒng)模型構(gòu)建，判別輸電線路復(fù)雜工況中的關(guān)鍵科學(xué)問題，并在分析及解決方案中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。三、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系1.工程知識(shí)1.1：能將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)的語言工具用于輸電線路工程問題的表述。1.2：能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)的知識(shí)對(duì)輸電線路工程的具體對(duì)象問題建立數(shù)學(xué)模型并求解。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)22.問題分析2.1：能運(yùn)用相關(guān)科學(xué)原理，識(shí)別和判斷輸電線路復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4四、教學(xué)內(nèi)容及要求第一章靜力學(xué)基礎(chǔ)1.教學(xué)內(nèi)容（1）了解力的概念，力的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)與變形效應(yīng)。了解剛體與變形體，加減平衡力系原理，力的可傳性及限制；（2）了解平衡的概念：二力構(gòu)件與二力平衡條件，三力平衡條件；（3）掌握約束的概念與約束力分析：幾種典型約束及相應(yīng)的約束力；（4）掌握靜力分析的基本方法：分離體與受力圖。2.重點(diǎn)難點(diǎn)：分離體的選取，典型約束和約束反力。3.課程思政融入點(diǎn)：將力學(xué)中固有的對(duì)稱、和諧、簡(jiǎn)單、統(tǒng)一等力學(xué)之美展示給學(xué)生，使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，品嘗和欣賞自然之美、結(jié)構(gòu)之美、力學(xué)之美。這種美的熏陶，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)工程力學(xué)的興趣，在潛移默化中提高自身的美學(xué)修養(yǎng)和品位。4.考核要點(diǎn)：約束的概念與約束力分析：幾種典型約束及相應(yīng)的約束力；受力圖。5.教學(xué)方法：課堂教授6.作業(yè)安排：習(xí)題1-1。第二章力系簡(jiǎn)化理論1.教學(xué)內(nèi)容：（1）了解平面匯交力系合成的幾何法與平衡的幾何條件。（2）掌握平面匯交力系合成的解析法、平衡方程及其應(yīng)用。2.重點(diǎn)難點(diǎn)：平面匯交力系合成的解析法、平衡方程及其應(yīng)用。3.課程思政融入點(diǎn)：將力學(xué)中固有的對(duì)稱、和諧、簡(jiǎn)單、統(tǒng)一等力學(xué)之美展示給學(xué)生，使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，品嘗和欣賞自然之美、結(jié)構(gòu)之美、力學(xué)之美。這種美的熏陶，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)工程力學(xué)的興趣，在潛移默化中提高自身的美學(xué)修養(yǎng)和品位。4.考核要點(diǎn)：平面匯交力系合成的解析法、平衡方程及其應(yīng)用。5.教學(xué)方法：課堂教授6.作業(yè)安排：習(xí)題2-3、習(xí)題2-4第三章力系的平衡1.教學(xué)內(nèi)容：（1）了解力對(duì)點(diǎn)之距、力偶和力偶矩的基本概念；（2）掌握力偶的等效、力偶系的合成和平衡條件。2.重點(diǎn)難點(diǎn)：力偶的等效、力偶系的合成和平衡條件。3.課程思政融入點(diǎn)：將力學(xué)中固有的對(duì)稱、和諧、簡(jiǎn)單、統(tǒng)一等力學(xué)之美展示給學(xué)生，使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，品嘗和欣賞自然之美、結(jié)構(gòu)之美、力學(xué)之美。這種美的熏陶，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)工程力學(xué)的興趣，在潛移默化中提高自身的美學(xué)修養(yǎng)和品位。4.考核要點(diǎn)：力偶的等效、力偶系的合成和平衡條件。5.教學(xué)方法：課堂教授6.作業(yè)安排：習(xí)題3-4、習(xí)題3-5、習(xí)題3-7第四章軸向拉伸和壓縮1.教學(xué)內(nèi)容：（1）掌握材料力學(xué)的基本概念；（2）理解軸向拉伸與壓縮的概念，許用應(yīng)力概念，低碳鋼和鑄鐵的力學(xué)性能；（3）掌握截面法、軸力與軸力圖，橫截面和斜截面上的應(yīng)力計(jì)算；（4）掌握虎克定律的應(yīng)用，強(qiáng)度條件及其應(yīng)用，一次靜不定問題的求解。2.重點(diǎn)難點(diǎn)：截面法，軸力圖的畫法，強(qiáng)度條件及其應(yīng)用；超靜定問題的求解。3.課程思政融入點(diǎn)：1940年造價(jià)800萬美元的美國(guó)Tacoma海峽大橋，因?yàn)閷?duì)空氣動(dòng)力學(xué)和橋梁結(jié)構(gòu)分析的不嚴(yán)密造成橋梁在每小時(shí)40英里的“微風(fēng)”作用下被吹垮。通過力學(xué)史上失敗案例，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，扎實(shí)踏實(shí)的工作作風(fēng)。4.考核要點(diǎn)：截面法，軸力圖的畫法，強(qiáng)度條件及其應(yīng)用。5.教學(xué)方法：課堂教授。6.作業(yè)安排：習(xí)題4-11、習(xí)題4-12、習(xí)題4-16第五章圓軸扭轉(zhuǎn)1.教學(xué)內(nèi)容（1）了解純剪切變形、剪應(yīng)變、剪應(yīng)力互等定理及剪切胡克定律；（2）了解圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的內(nèi)力分析，圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度、剛度計(jì)算。2.重點(diǎn)難點(diǎn)：圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度、剛度計(jì)算。3.課程思政融入點(diǎn)：韓國(guó)三豐百貨大樓因?yàn)樯米孕薷脑O(shè)計(jì)造成垮塌，原設(shè)計(jì)為四層辦公樓設(shè)計(jì)，后來擅自修改為百貨大樓，并增設(shè)五樓的韓國(guó)餐廳（為了取暖，增設(shè)一層加熱設(shè)備），為了安裝自動(dòng)扶梯，擅自減少了大樓支撐柱的數(shù)量，施工中更是偷工減料，減少支撐柱的數(shù)量和直徑。大樓建成后又將整棟樓的大型水冷式冷氣機(jī)組從地面移動(dòng)至樓頂，其間又因?yàn)樵肼曉馔对V在樓頂移動(dòng)位置，在移動(dòng)這些大型設(shè)備時(shí)，沒有使用起重設(shè)備，而是直接拖曳造成樓頂裂痕。這些為了利益任意多次修改原設(shè)計(jì)的不誠(chéng)信、不嚴(yán)謹(jǐn)行為，導(dǎo)致曾經(jīng)是韓國(guó)標(biāo)志性的建筑在20秒內(nèi)夷為平地，造成502人傷亡的重大人為事故。引入力學(xué)史上成功和失敗案例，強(qiáng)化學(xué)生社會(huì)責(zé)任感與憂患意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、求真務(wù)實(shí)精神、工程倫理意識(shí)。4.考核要點(diǎn)：圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度、剛度計(jì)算。5.教學(xué)方法：課堂教授。6.作業(yè)安排：習(xí)題5-7、習(xí)題5-8第六章彎曲1.教學(xué)內(nèi)容（1）了解彎曲變形的基本概念；（2）掌握剪力和彎矩的計(jì)算及剪力圖和彎矩圖的畫法；（3）了解構(gòu)件彎曲變形，橫截面上正應(yīng)力、剪應(yīng)力的分布規(guī)律。（4）掌握慣性矩的計(jì)算，平行移軸公式的應(yīng)用，構(gòu)件彎曲變形時(shí)橫截面上正應(yīng)力與剪應(yīng)力的計(jì)算方法及強(qiáng)度條件。（5）了解彎曲變形，橫截面的撓度、轉(zhuǎn)角及撓曲線等基本概念。（6）掌握積分法，疊加法計(jì)算梁的變形，梁的剛度校核，簡(jiǎn)單超靜定梁計(jì)算。2.重點(diǎn)難點(diǎn)：剪力圖和彎矩圖的畫法；梁彎曲時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算；組合截面慣性矩的計(jì)算；3.課程思政融入點(diǎn)：2013年4月24日，孟加拉國(guó)達(dá)卡市薩瓦鄉(xiāng)的一棟8層大樓倒塌，經(jīng)過19天連日搜索，確定死亡人數(shù)達(dá)1,127人、約2,500人受傷。整棟大樓第五層至第八層是未經(jīng)允許而私自建造。建筑從原本的商業(yè)用途被用作了工業(yè)用途，重型機(jī)械的重量和振動(dòng)加劇了建筑結(jié)構(gòu)的過載。引入力學(xué)史上成功和失敗案例，強(qiáng)化學(xué)生社會(huì)責(zé)任感與憂患意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、求真務(wù)實(shí)精神、工程倫理意識(shí)。4.考核要點(diǎn)：剪力圖和彎矩圖的畫法；梁彎曲時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算；5.教學(xué)方法：課堂教授。6.作業(yè)安排：習(xí)題6-9、習(xí)題6-14、習(xí)題6-16、習(xí)題6-19章節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配支撐的課程目標(biāo)講課實(shí)驗(yàn)實(shí)踐第一章靜力學(xué)基礎(chǔ)41、2第二章力系簡(jiǎn)化理論41、2、3第三章力系的平衡41、2、3、4第四章軸向拉伸和壓縮61、2、3、4第五章圓軸扭轉(zhuǎn)41、2、3、4第六章彎曲101、2、3、4五、教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1.課程考核方式：閉卷考試占40%，平時(shí)成績(jī)占60%。平時(shí)成績(jī)包括課堂表現(xiàn)和雨課堂15%、課堂討論5%、課程作業(yè)10%、單元測(cè)試10%，其中課程作業(yè)和單元測(cè)試在線上完成。支撐畢業(yè)要求課程目標(biāo)考核與評(píng)價(jià)方式合計(jì)平時(shí)成績(jī)（40%）期末考試（60%）課堂表現(xiàn)15%課堂討論5%課程作業(yè)10%單元測(cè)試10%閉卷考試課程目標(biāo)155指標(biāo)點(diǎn)1.1課程目標(biāo)2153045指標(biāo)點(diǎn)1.2課程目標(biāo)3102030指標(biāo)點(diǎn)2.1課程目標(biāo)4101020總分占比%40601002.課程考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)考核要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)高于預(yù)期達(dá)到預(yù)期低于預(yù)期優(yōu)秀良好合格不合格1.通過本課程學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生的“四個(gè)自信”，幫助學(xué)生初步掌握科學(xué)的方法論和認(rèn)識(shí)論，塑造學(xué)生正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。（5分）平時(shí)表現(xiàn)課堂討論543<32.能將工程力學(xué)的專業(yè)知識(shí)用于分析輸電線路復(fù)雜工程問題，針對(duì)輸電線纜、桿塔及基礎(chǔ)等設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維各環(huán)節(jié)問題進(jìn)行分析描述。（45分）平時(shí)表現(xiàn)課程作業(yè)單元測(cè)試課堂討論課程考試41-4536-4027-35<273.能認(rèn)識(shí)到解決與工程力學(xué)相關(guān)的輸電線路實(shí)際工程問題需要從具體到抽象來進(jìn)行提煉，通過專業(yè)文獻(xiàn)閱讀、課題研討、虛擬仿真、實(shí)驗(yàn)測(cè)試等手段，掌握針對(duì)具體問題進(jìn)行分解抽象的基本手段，并針對(duì)抽象模型進(jìn)分析計(jì)算。（30分）平時(shí)表現(xiàn)課程作業(yè)單元測(cè)試課堂討論課程考試27-3024-2618-23<184.能夠運(yùn)用工程力學(xué)學(xué)科的基本原理，通過輸電線路系統(tǒng)模型構(gòu)建，判別輸電線路復(fù)雜工況中的關(guān)鍵科學(xué)問題，并在分析及解決方案中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。（20分）平時(shí)表現(xiàn)課程作業(yè)單元測(cè)試課堂討論課程考試18-2016-1712-15<12七、參考書目：1.結(jié)構(gòu)力學(xué)教程.龍馭球，包世