塑性力学教学大纲.doc

《塑性力学》教学大纲
课程名称：塑性力学
英文名称：Mechanics of Plasticity
课程编号：00404703
学时学分：2.0分
课程性质：学位课，
开课单位：交通运输工程学院力学教研室
选用专业：工程力学
预修课程：材料力学、弹性力学
大纲执笔人:马莉英
开课学期：秋（后）
教学方式：主讲、研讨
考试方式：半开卷

一、 课程目的与要求：
塑性力学是固体力学的一个重要分支，是一门技术基础课程。它与生产实践有着十分重要的联系。开设塑性力学课程的目的是为了让力学专业的研究生学习和掌握塑性力学中的基本概念和处理问题的方法，包括变形体的模型，应变的表示方法，屈服条件的概念，Tresca及Mises屈服条件等，掌握形变理论与增量理论及有关基本内容，掌握简单弹塑性力学的分析求解方法，掌握平面弹塑性问题的滑移线方法等。
使学生能够正确地计算材料或结构超出弹塑性极限后的应力应变分布规律，充分发挥材料的潜能，并合理地制定出结构的安全系数，同时也为金属塑性加工工艺设计提供有用的数据和资料。该课程要求学生在掌握塑性力学中的基本理论的方法的同时还学会运用所学理论处理和解决工程中简单相关问题的能力。
二、 教学内容及学时安排：
第一章绪论 1学时
一、 材料的塑性
二、 塑性力学的任务
三、 塑性力学的发展简史
四、 塑性力学与其它课程的联系
第二章应力状态与应变状态 5学时
一、 应力张量及其分解
二、 应力张量不变量和应力偏量不变量
三、 八面体应力、应力强度
四、 应变张量
五、 应变率与应变增量
第三章屈服条件 4学时
一、 屈服条件和屈服函数
二、 屈服面和屈服轨迹
三、 Tresca和Mises屈服条件
四、 两个屈服条件的试验验证
五、 强化条件与强化模型
第四章塑性状态下的本构关系 6学时
一、 广义Hooke’s定律
二、 全量理论
三、 增量理论
四、 塑性本构关系的试验验证
第五章简单弹塑性问题 8学时
一、 梁的弹塑性弯曲（理想弹塑性材料）
二、 梁的弹塑性弯曲（强化材料）
三、 杆的弹塑性扭转（理想弹塑料性材料）
四、 受内压力的厚壁筒
第六章理想刚塑性材料的平面奕变问题 6学时
一、 塑性应力场的基本方程
二、 滑移线的主要性质
三、 边界条件及基本的边值问题
四、 塑性应力场及滑移线场实例
五、 塑性极限荷载实例
六、 速度场概念
第七章塑性极限定理 4学时
一、 概述
二、 虚功原理和最大塑性功原理
三、 下限定理
四、 上限定理
五、 上下限定理的应用
总复习 2学时
三、 教材及主要参考书
1、 教材：李咏偕、施泽华编 《塑性力学》北京水利水电出版社，1987
2、主要参考书：
[1]徐秉业著，《塑性理论简明教程》，北京，清华大学出版社，1981
[2] 王仁著，《塑性力学引论》，北京，北京大学出版社，1999

《塑性力学》课程简介
课程名称：塑性力学
英文名称：Mechanics of Plasticity
课程编号：00404703
学时学分：2.0分
课程性质：学位课，
开课单位：交通运输工程学院力学教研室
选用专业：工程力学
预修课程：材料力学、弹性力学
大纲执笔人:马莉英
开课学期：秋（后）
教学方式：主讲、研讨
考试方式：半开卷

主要教学内容：
塑性力学是固体力学的一个重要分支，是一门技术基础课程。主要内容包括应力分析和应变分析；屈服条件和加载条件；塑性状态下的本构关系；复杂应力状态下最简单的弹塑性问题；极限载荷的上下限定理等。通过分析材料进入弹塑性状态下的应力、变形和位移，要求学习和掌握塑性力学中的基本概念和处理问题的方法，学会正确地计算材料或结构在超出弹性极限后，其应力和应变分布的规律，从而充分发挥材料的潜力。

教材及主要参考书
1、教材：李咏偕、施泽华编 《塑性力学》北京水利水电出版社，1987
2、主要参考书：
[1]徐秉业著，《塑性理论简明教程》，北京，清华大学出版社，1981
[2] 王仁著，《塑性力学引论》，北京，北京大学出版社，1999

《塑性力学》教学大纲
一、课程编号：0402027
二、课程名称：塑性力学 The theory of plasticity
三、学分、学时：2学分、32学时
四、教学对象：工程力学专业本科生
五、开课单位：土木院
六、先修课程：高等数学，弹性力学，计算力学
七、课程性质、作用和教学目标
本课程是力学专业的限选课，通过学习使学生了解工程结构中的简单弹塑性问题，并掌握塑性力学的有限单元法，提高分析与计算能力，为学习有关专业课程和今后从事结构工程设计打好基础。
八、教学内容基本要求
1）绪论。材料的塑性、塑性力学的任务。
2）应力状态和应变状态。张量表示法及分解，应力张量，偏应力张量及其不变量，应变张量，偏应变张量及其不变量。
3）屈服条件。π平面，λ线，屈服轨迹，米赛斯屈服条件，屈雷斯卡屈服条件，莫尔库伦屈服条件，杜拉—普拉克屈服条件。
4）塑性状态下的本构关系。全量理论，增量理论，正交流动法则。
5）简单的弹塑性问题。梁弯曲，杆扭转，受内压的厚壁圆筒。
6）塑性力学问题的有限单元法。全量理论的有限单元法，增量理论的有限单元法。
九、实践性环节的内容、要求
每周布置一次习题，要求编写二次小论文，事先找参考书，作好笔记在课内完成。
十、多媒体教学手段运用的内容、要求及占用学时
无
十一、教材及参考书
教材：李泳偕，施泽华著《塑性力学》，水电出版社，1987。
参考书：王仁，黄文彬，黄筑平著《塑性力学引论》，北京大学出版社，1992。
徐秉业主编《塑性力学教学研究和学习指导》，清华大学出版社，1993。
十二、考核方式
开卷考试
十三、教学大纲说明
1）要先修弹性力学以及计算力学，否则塑性力学要增加学时，因而开讲学期取决于弹性力学和计算力学课程。
2）课程的重点是学好屈服条件及本构关系。难点是强化条件，增量理论及非线性问题的迭代解法。
3）课程教学中要注意对学生能力的培养，如比拟法、先假设后求证法，参数α、κ及φ表示法，单一曲线假设等，都是今后学习和研究中值得借鉴和使用的。

《弹塑性力学》教学大纲

课程名称：弹塑性力学
英文名称： Elastic and Plastic Mechanics
课程编号： 00404734
学时学分： 45/2.5
课程性质：学位课、选修课
开课单位: 交通运输工程学院
适用专业： 材料、机械、机辆等
预修课程： 理论力学、材料力学
大纲执笔人：朱华满
开课学期： 每学年的第一学期
教学方式： 主讲、研讨
考核方式： 闭卷
一、 课程目的与要求
本课程的目的主要是让学生在硕士学习期间掌握弹性力学和塑性力学的基础知识，如应力分析、应变分析、平衡微分方程及应变协调方程、广义胡克定律和弹性力学解题的基本方程与方法、屈服准则与塑性应力应变关系、塑性力学解题的基本方法及应用等。重点掌握弹性力学的应力应变分析、平面直角坐标系和极坐标系下的半逆解法、塑性力学的屈服准则及主应力法、上限法、平衡微分方程与屈服准则联立求解法及滑移线场理论的初步应用。
本课程要求学生从理论上掌握弹塑性力学的基本知识，并能分析和解决一些实际问题。通过该课程的学习以适应更深入地从事相关专业方面的研究工作。
二、 教学内容及学时安排
第一章 应力分析 5 学时
一、平面应力状态分析
二、三维应力状态分析
三、三维应力状态的主应力及应力莫尔圆
四、主剪应力
五、正八面体剪应力
六、应力张量及应力偏张量
第二章 应变分析 3 学时
一、名义应变与真实应变
二、应变与位移的关系
三、主应变
四、应变偏量 球形应变张量以及有关应变参量
五、应变莫尔圆
六、 应变增量和应变速率张量
第三章 平衡微分方程及应变协调方程 4 学时
一、平衡微分方程的概念
二、二维直角坐标系下的平衡微分方程
三、二维极坐标系下的平衡微分方程
四、三维直角坐标系下的平衡微分方程
五、应变协调方程
六、塑性变形时的不可压缩条件
第四章 广义虎胡克定律和弹性力学解题的基本方程与方法 15 学时
一、广义虎克定律
二、基本方程
三、边界条件
四、按位移求解弹性力学问题
五、按应力求解弹性力学问题
六、平面问题和应力函数
七、逆解法与半逆解法
八、圣维南原理
九、叠加法
十、用多项式解平面问题
十一、悬臂梁受均布载荷作用
十二、简支梁受均布载荷作用
十三、具有小圆孔的平板的均匀拉伸
第五章 屈服准则与塑性应力应变关系 8 学时
一、屈服准则的概念
二、米塞斯屈服准则
三、屈雷斯加屈服准则
四、米塞斯准则及屈雷斯加准则的几何图形
五、屈服准则的实验与比较
六、各向同性应变硬化材料的后继屈服表面与固体现实应力空间
七、各向异性材料的屈服准则
八、应变速率强化效应对超塑材料屈服轨迹的影响
九、关于屈服准则在塑性加工中的实际运用
十、塑性变形时应力应变关系概述
十一、增量理论
十二、全量理论
十三、应力应变顺序对应规律及其应用
第六章 塑性力学解题方法及应用举例 10学时
一、平衡微分方程和屈服准则联立求解及应用
二、圆柱体镦粗变形力计算的主应力法
三、滑移线场概念及其在平冲头镦粗半无限体中的应用
四、上限法及其在平面问题中的应用
三、 教材及主要参考书：
1、王仲仁、苑世剑、胡连喜编 《弹性与塑性力学基础》，哈尔滨工业大学出版社，1997
2、徐芝纶编著,《弹性力学简明教程》（第二版）,高等教育出版社，1980
3、丁立祚 邵震豪 编，《弹性力学习题解答》，中国铁道出版社，1982
4、徐秉业、陈森灿编著,《塑性理论简明教程》,清华大学出版社，1981
5、熊祝华 著，《塑性力学基础知识》，高等教育出版社，1986
6、徐秉业主编，《弹性与塑性力学-例题与习题》，机械工业出版社，1981

《弹塑性力学》教学大纲

课程名称：弹塑性力学
课程编号：S031002
课程学时：60
课程学分：3
适用专业：工程力学，石油天然气机械工程，油气钻井工程，化工过程机械
课程性质：学位课
先修课程：理论力学，材料力学，工程数学
执 笔人：帅健
编写时间：2002年6月28日

一、课程目的和要求

弹塑性力学是固体力学的一个独立的分支学科，是研究可变形固体受到外载荷、温度变化及边界约束变动等作用时，弹塑性变形和应力状态的科学。学习弹塑性力学课程的目的归结为：（1）确定一般工程结构受外力作用时的弹塑性变形与内力的分布规律；（2）确定一般工程结构物的承载能力；（3）为进一步研究工程结构物的振动、强度、稳定性等力学问题打下必要的理论基础。
要求学生熟练掌握弹塑性力学的基本概念和方法，并能运用弹塑性力学理论解决工程中的实际问题。

二、教学内容及学时安排：
第一章 绪论（3）
第一节 弹塑性力学的性质、任务
第二节 弹塑性力学中的基本假设及简化模型。
第二章 应力分析（6）
第一节 一点的应力状态及应力张量
第二节 斜截面上的应力与应力转换公式
第三节 主应力、主方向
第四节 最大剪应力
第五节 应力张量的分解，八面体应力
第六节 平衡微分方程
第七节 应力边界条件
第三章 应变分析（3）
第一节 应变的基本概念
第二节 相对位移张量的分解与应变张量
第三节 几何方程
第四节 应变协调方程
第四章 本构方程（9）
第一节 固体材料特性及其简化模型
第二节 各向同性弹性本构关系
第三节 弹性应变能函数
第四节 塑性材料的特性及其简化模型
第五节 屈雷斯加及米塞斯屈服准则
第六节 Drucker公设
第七节 增量理论
第八节 全量理论。
第五章 弹塑性力学问题（6）
第一节 弹塑性力学问题的提法
第二节 基本方程与边界条件
第三节 位移解法与应力解法
第四节 圣文南原理
第五节 弹性问题的迭加原理
第六章 平面问题（9）
第一节 两种平面问题的基本方程
第二节 应力函数
第三节 直梁的弹塑性弯曲
第四节 极坐标系中的基本方程
第五节 孔边应力集中问题
第六节 厚壁筒的弹塑性问题
第七节 半无限平面问题
第七章 扭转（6）
第一节 柱体扭转的基本方程
第二节 椭圆截面柱体的自由扭转
第三节 薄膜比拟法
第四节 薄壁杆件扭转
第五节 塑性扭转、沙堆比拟
第六节 弹塑性扭转、屋顶-沙堆比拟
第八章 能量原理及变分法原理（9）
第一节 变分法的基本概念
第二节 最小总势能原理与里兹法，位移法
第三节 最小总余能与伽辽金法，力法
第九章 塑性极限分析（9）
第一节 理想刚塑性体的极值定理
第二节 结构塑性极限分析
第三节 杆系、刚架结构的塑性极限载荷分析。

三、教材及主要参考书：
1. 杨桂通，弹塑性力学，高教出版社
2. 王仁，塑性力学引论，北京大学出版社
3. 徐芝伦，弹性力学（上册），高教出版社