彈塑性力學(xué)課程案例研討教學(xué)探索與實(shí)踐

張鵬 王傳杰 朱強(qiáng) 陳剛 崔令江

[摘 要] 在一流課程建設(shè)背景下，圍繞彈塑性力學(xué)基本理論要點(diǎn)，以知識(shí)脈絡(luò)為主線構(gòu)建問(wèn)題導(dǎo)向的理論與應(yīng)用案例，通過(guò)案例研討教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生建立準(zhǔn)確的物理概念，掌握彈塑性變形力學(xué)分析方法。教學(xué)實(shí)踐表明，案例研討教學(xué)能夠使學(xué)生達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)效果，加深學(xué)生對(duì)理論要點(diǎn)的理解，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和工藝實(shí)踐能力，可以為彈塑性力學(xué)課程教學(xué)改革提供新思路。

[關(guān)鍵詞] 彈塑性力學(xué);案例教學(xué);課程改革

[基金項(xiàng)目] 2019年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“鎳基變形高溫合金熱疲勞損傷機(jī)制多尺度研究”（91860129）

[作者簡(jiǎn)介] 張 鵬（1978—），男，山東煙臺(tái)人，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，研究方向?yàn)椴牧暇艹尚渭夹g(shù);王傳杰（1988—），男，安徽阜陽(yáng)人，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授（通信作者），研究方向?yàn)椴牧暇艹尚渭夹g(shù)。

[中圖分類號(hào)] G642 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）43-0228-03 ? ?[收稿日期] 2020-03-12

課程教學(xué)是人才培養(yǎng)、教學(xué)質(zhì)量和水平的最基本要素。課程建設(shè)是教學(xué)基本建設(shè)的核心內(nèi)容，是推進(jìn)教育創(chuàng)新、深化教育創(chuàng)新、深化教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量得重要途徑。教育部發(fā)布《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)》，課程目標(biāo)堅(jiān)持知識(shí)、能力、素質(zhì)郵寄融合，精選內(nèi)容，注重實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力和高級(jí)思維以及深度分析、大膽質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的精神和能力[1]。

一、彈塑性力學(xué)課程案例研討教學(xué)設(shè)計(jì)

彈塑性力學(xué)是固體力學(xué)的分支學(xué)科，是研究可變形體受到外載荷、邊界強(qiáng)制位移、溫度變化及邊界約束變動(dòng)等外力作用時(shí)在變形體內(nèi)所產(chǎn)生的相應(yīng)的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)。課程教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握彈塑性力學(xué)理論知識(shí)和分析方法，并提高運(yùn)用于實(shí)踐的獨(dú)立研究能力和創(chuàng)新能力，通過(guò)課程學(xué)習(xí)，掌握結(jié)構(gòu)承載能力、塑性加工時(shí)外載荷（力、力矩）計(jì)算、結(jié)構(gòu)總體變形計(jì)算、塑性加工件的尺寸與形狀變化預(yù)測(cè)等知識(shí)，因此，彈塑性力學(xué)是一門(mén)既有相當(dāng)理論深度又對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有重要指導(dǎo)意義的課程。根據(jù)彈塑性力學(xué)課程內(nèi)容知識(shí)脈絡(luò)，首先要明確理論力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)、彈性力學(xué)和塑性力學(xué)的研究對(duì)象和解決的問(wèn)題范圍[2-4]，見(jiàn)表1。

彈塑性力學(xué)課程是在理論力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)等課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步系統(tǒng)學(xué)習(xí)彈塑性力學(xué)的基本概念和研究方法，課程內(nèi)容知識(shí)脈絡(luò)包括應(yīng)力、應(yīng)變、屈服準(zhǔn)則、彈塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、主應(yīng)力法、滑移線法等，圍繞彈塑性力學(xué)基本理論要點(diǎn)。

二、彈塑性力學(xué)課程案例研討教學(xué)實(shí)踐

對(duì)比式（10）與式（7）可見(jiàn)，當(dāng)式（7）中n=1時(shí)，兩者完全相同，即第四強(qiáng)度理論來(lái)源于式（10），僅僅是從安全角度做了系數(shù)加權(quán)。對(duì)比式（6）和（7），我們可以指出其差別是表征應(yīng)力不同，而對(duì)于不同強(qiáng)度理論，或更實(shí)質(zhì)的說(shuō)，對(duì)于不同的屈服準(zhǔn)則其表征應(yīng)力不同。

三、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)十年的教學(xué)實(shí)踐，彈塑性力學(xué)課程案例研討教學(xué)有利于引導(dǎo)學(xué)生形成問(wèn)題導(dǎo)向?qū)W習(xí)理念，能夠在學(xué)習(xí)過(guò)程中達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)教育部.《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)》[EB/OL].-www.moe.gov.cn/jyb_...-2019-11-1.

[2]徐秉業(yè).彈塑性力學(xué)及其應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984.

[3]王仲仁.塑性加工力學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1989.

[4]張鵬.彈塑性力學(xué)基礎(chǔ)理論與解析應(yīng)用[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2018.