24410077微纳米力学基础大学高校课程教学大纲.docx

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1、微/纳米力学基础FundamentalsofMicro/Nanomechanics课程代码：24410077学分：2学时：32（其中：课堂教学学时：32实验学时：上机学时：课程实践学时：）先修课程：材料力学、弹性力学、材料学基础适用专业：工程力学、材料学教材：廖荣锦等.纳米力学与材料：理论、多尺度方法和应用（英文影印版）,北京：科学出版社，2007开课学院：土木工程与力学学院课程网站：（选填）一、课程性质与课程目标（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）微/纳米力学基础主要讲授微/纳米尺度力学的基础知识，其主要包括微/纳米尺度计算力学的相关理论和方法以及微/纳米尺度实验力学测试技术及应

2、用。通过本课程的学习，学生不仅能了解微纳米力学前沿，扩展对微纳米材料特殊性能/行为的了解，而且能掌握研究微/纳米尺度材料和结构力学行为的数值模拟方法，以及相关的实验测试技术，并可将之应用于相关的研究领域。（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力目标。）课程目标1：了解微纳米力学前沿，扩展对微纳米材料特殊性能/行为的了解。课程目标2：掌握研究微/纳米尺度材料和结构力学行为的数值模拟方法，以及相关实验力学测试技术。注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写

3、）本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点2,5,61 .毕业要求2:了解力学的发展历史、学科前沿和发展趋势；认识力学在经济社会发展与科学技术创新中的先导性和重要推动作用，初步了解力学交叉研究开拓新的学科生长点的能力：2 .毕业要求5:掌握基本的力学实验与数值计算技能前者包括理论力学及材料力学等基础力学实验与结构健康监测和微纳米测试等方面的最新实验技术。后者要求具有使用数值模拟软件或编程计算典型工程力学案例的能力；3 毕业要求6：初步掌握力学研究的基本方法和手段，具有初步的工程实践能力，初步具备发现、提出、分析和解决与力学有关的工程技术问题的能力；、一、课程目标毕业要求指标点课程目标1课程目标2

4、毕业要求2ZZ毕业要求5/毕业要求6/注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入“，也可标注“H、M、L”。二、课程内容与教学要求第一章微/纳米力学概述（一）课程内容纳米力学和材料的基本概念，纳米制备加工技术，研究微纳米力学问题的方法和技术概述。（二）教学要求了解纳米力学和材料的基本概念，纳米制备加工技术，以及研究微纳米力学问题的方法和技术第二章微/纳米力学的相关理论和数值模拟方法（一）课程内容第一性原理，分子动力学方法，分子力学模型及结构力学模拟，耗散粒子动力学方法，等效连续介质模型（板/壳/梁模型），多尺度分析方法概述（二）教学要求1 .理解不同时间和空间尺度下常用的数值模拟方法。2

5、 .掌握第一性原理，分子动力学方法，分子力学，耗散动力学，等效连续介质模型的基本方法和理论。3 .了解多尺度分析方法。第三章微/纳米力学实验测试技术（一）课程内容微/纳米压入测试技术和方法分析及典型应用，原子力扫描探针显微镜测试技术及其应用（二）教学要求1. 了解微纳米尺度材料力学性能及其表征、常规力学测试技术和仪器化压入测试技术的特点，熟悉仪器化纳米压入的测量原理，校验校准，影响因素，了解压入技术测定方法在表面工程，先进材料，生物材料等力学测试和评价中的应用。2. 了解原子力显微镜，静电力显微镜等扫描探针显微镜的主要模式，了解扫描探针显微镜使用过程中可能遇到的一些问题及相应的处理方法以及扫描

6、探针显微镜在各方面的应用。第四章微纳米力学理论应用（一）课程内容弹性性能测试及静载变形问题，结构稳定性问题，自由振动问题，微纳观小尺度效应，微纳观细胞骨架力学（二）教学要求1.了解纳米力学研究的基本问题。3. 理解研究纳米力学基本问题的所采用的方法和理论，了解相关研究结论。三、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂教学实验上机课程实践小计第1章微/纳米力学概述33讲授法1第2章微/纳米力学的相关理论和数值模拟方法1313讲授法讨论法2第3章微/纳米力学实验测试技术66讲授法讨论法2第4章微/纳米力学理1010讲授法2论应用合计3232注：1.课程实践学

7、时按相关专业培养计划列入表格;2.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例等教学方法）等。五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注课堂表现出勤，回答问题10%平时作业不少于4次20%期末考试开卷：作业报告70%注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。2 .考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小论文、项目设计和作品等。3 .考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。4 .考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1 .材料变形与破坏的多尺度分析，范镜泓，科学出版社，2008,第一版2 .微/纳米力学测试技术及其应用，张泰华，机械工业出版社，2004,第一版七、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）制定人：韩同伟，唐淳审定人：朱建国批准人：孙保苍2017年9月1日