2024春
教学方式:板书授课
课程类别:专业限选课
课程学分:三
课程简介:本课程以简单和循序渐进的方式讲述断裂力学的基本原理。断裂力学问题的主要组成部分包括1)裂纹体中的应力和应变场的确定以及2)裂纹扩展的断裂准则。我们将涵盖线性和非线性断裂力学概念,并着眼于裂纹尖端附近的分离机制。此外,根据具体情况,本课程还将部分涵盖黏附力学、动态断裂力学、界面断裂力学、相场断裂模型、柔性器件/微机电系统中的断裂力学问题等专题。
课程由两部分组成,其中
第一部分:线弹性断裂力学
概论 pdf
Griffith理论/思想 pdf
Irwin裂纹尖端应力场 pdf
KI, KII, KIII的确定 (含傅里叶变换法)pdf
Westergaard应力函数(含III型各向异性) pdf
Rice加权函数法 pdf
断裂力学实验
Dugdale-Barenblatt模型
J积分
注:掌握第一部分内容后,基本可以使用、推导应力强度因子手册中大部分公式。
第二部分:断裂力学专题
薄膜断裂问题
范德华力
接触与粘附问题
界面断裂
动态断裂
注:第二部分内容涉及了少量的弹塑性、薄膜非线性、以及若干界面断裂问题,但缺少了对弹塑性材料的HRR理论以及Steady state断裂,后续可以在选修塑性力学后进一步补充。
声明:上述笔记存在不少笔误,内容随着教学的进行也会微调,如感兴趣最新版的笔记请直接邮件联系我。
考核方法:作业 60% + 期中考试 30% + 大作业10%
四次作业,其目的是练习课堂所授概念。在能帮助你理解和学习的前提下,欢迎学生与任何人(包括导师、其他学生,和我)讨论作业题目(除了个别指定题目外)。HW1 HW2 HW3 HW4
两次随堂“测试”,每次两道题,其目的是巩固相关概念的理解。题目的类型和难度与作业相当,考试时可以查阅自己的课堂笔记和我认可的教科书。
一次大作业,内容为调研断裂力学方面的相关(有趣的)实验,研读文献并在课堂汇报。其目的是学习文献中如何发现问题、提出模型、解决/回答问题的研究思路。
参考书目:
B.R. Lawn, Fracture of Brittle Solids, Cambridge University Press, 1975.(关于断裂力学的基础介绍,主要关注陶瓷和玻璃,以及材料科学方面)A.T. Zehnder, Fracture Mechanics, Springer, 2012. (优秀的的断裂力学教科书,其中包含了实验表征介绍的章节;可以通过北京大学内网下载电子版)
本科生课程:材料力学B Mechanics of Materials
2023春 (周培源班握手计划),2024春
教学方式:板书授课
课程类别:专业必修课
课程学分:三
课程简介:材料力学课程作为一门基础的力学课程,具有固体力学引论的特性。通过材料力学的基本概念,拉伸和压缩,扭转与弯曲,复杂应力状态,压杆稳定性、弹性杆系能量法等内容,主要介绍弹性杆件和杆系结构在强度、刚度和稳定性方面的概念和计算方法等基础知识,为后续课程打下基础。
第一章 课程介绍以及基本概论 (4学时) Intro pdf
第二章 拉伸与压缩 (5学时)pdf
第三章 扭转 (5-6学时)pdf
第四章 弯曲内力与应力 (6-7学时)pdf
期中考试
第五章 弯曲变形
第六章 开口薄壁杆件
第七章 压杆稳定性
第八章 应力、应变分析和强度理论
第九章 弹性杆系的一般性质
期末考试
声明:上述笔记存在不少笔误,内容随着教学的进行也会微调,如感兴趣最新版的笔记请直接邮件联系我。
参考书目: 材料力学(第三版),殷有泉,励争,北京大学出版社
研究生课程:表界面物理力学 Mechanics and Physics of Surfaces and Interfaces
2022秋 2023秋课程大纲:为了实现上述这些目标,研究以下具体主题:
第一章 概论 (3学时) Lecture 1前沿专题(3-6课时)、结课报告 (3-6课时)
课程考核:平时作业(7次×10%/每次) + 结课项目(开题5%,摘要5%,报告20%)
参考书目:
Barenblatt, Grigory Isaakovich. Flow, deformation and fracture. Cambridge University Press, 2014.(本课程只介绍书中固体断裂部分)
赵亚溥,表界与界面物理力学,科学出版社 以及 纳米与介观力学,科学出版社. (本课程重点介绍这两部书中的黏附部分)
此外,本课程还参考了德克萨斯大学奥斯汀分校的 Surface Phenonmena(Roger Bonnecaze)课程、牛津大学的 Topics in Fluid Mechanics(Dominic Vella、Andreas Muench)课程以及麻省理工大学的 Interfacial Phenomena (John Bush)课程。
研究生课程:接触力学 Contact Mechanics (计划中,暂无精力准备了.)