力学一级学科硕士研究生培养方案提交稿.docx
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力学一级学科硕士研究生培养方案提交稿
力学
0801
（一级学科：
力学）
一、学科简介与研究方向
北京理工大学力学一级学科设有一般力学与力学基础、固体力学、流体力学、工程力学四个二级学科。
1981年，工程力学、一般力学与力学基础获得了硕士学位授予权，1984年固体力学获得了硕士学位授予权，1993年流体力学获得了硕士学位授予权。
1984年工程力学被批准为我国爆炸力学领域第一个博士学位授予点；2000年固体力学获得博士学位授予权；2003年一般力学与力学基础、流体力学学科获得博士学位授予权；2003年力学学科被批准为博士学位授权一级学科。
在这些二级学科中，工程力学学科于1988年（当时称为爆炸理论及应用）和2002年被评为国家重点学科，同时，以工程力学学科为依托，1993年作为国家重点学科的发展工程，建立了爆炸灾害预防、控制国家重点实验室（2005年更名为爆炸科学与技术国家重点实验室），2018年批准建立了航天器动力学与控制教育部重点实验室；固体力学学科1994年被为原兵器工业部部级重点学科，2008年被评为原国防科工委重点学科；2008年一般力学与力学基础被评为北京市重点学科。
主要研究方向有：
1.动力学与控制：
该方向以航空航天领域为主要工程应用背景开展科学研究。
主要研究内容有：
飞行器结构动力学与控制研究，含时滞反馈控制的结构动力学，碰撞结构的动力学与控制，现代力学中的数学方法，复杂航天器姿态动力学与控制，多尺度变量耦合系统动力学与控制，多体系统动力学，振动理论与应用及故障诊断等。
2.材料与结构力学：
该方向主要研究固体材料或结构在外界因素（如力、热、电、磁等载荷）作用下，材料和结构的响应规律（如变形与损伤），应力与应变的关系及其规律，以确保材料或结构的功能、强度、刚度和稳定性。
主要研究内容有：
多功能复合材料设计与应用；生物与仿生力学；智能材料和结构力学；现代力学实验技术（如光测技术、电测技术，动态测试技术等）研究和应用，固体结构材料非线性的静、动态响应等。
3.计算力学与工程仿真：
该方向根据力学中的理论，借助于计算机，针对工程应用领域中的复杂非线性动力学问题开展高性能计算研究。
主要研究内容有：
爆炸与冲击力学计算方法及应用；针对大规模复杂非线性动力学问题，开展高性能计算技术研究；高速碰撞、侵彻、爆炸驱动与作用等大规模复杂非线性动力问题计算模型的建立与分析。
4.空气动力学：
该方向主要面对航空航天以及与流体力学相关的领域，涉及到航空航天飞行器的空气动力学、计算流体力学以及高温高压流体动力学等。
主要研究内容有：
飞行器气动布局设计、气动特性计算新方法与风洞实验新技术；复杂流动数值模拟以及计算方法；高温高压流体动力学；气动热力学及其应用；气动弹性分析；流体物理等。
5.材料与结构冲击动力学：
主要研究材料的动态力学特性和破坏理论，结构的冲击动态响应与失效分析，应力波与材料的相互作用，爆轰和侵彻环境下材料的动态力学行为，高速与超高速碰撞条件下材料与结构动态响应，战斗部材料设计理论，工程结构对冲击波和破片的防护理论，材料与结构冲击实验技术与仿真。
6.生物力学：
针对生物体材料（如骨头等）和生物粘附（如壁虎粘附）、生物去粘附（如荷叶等）材料开展生物力学与仿生设计研究；在细胞和分子水平，研究力学刺激下细胞的生物学反应及其分子力学机制，探讨其力学-化学耦合关系；针对地面及空间的不同力学环境，研究涉及人类健康和疾病的治疗、预防措施。
二、培养目标
坚持党的基本路线，热爱祖国，遵纪守法，品行端正，诚实守信，身心健康，具有良好的科研道德和敬业精神。
在力学学科上掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，掌握本学科的现代实验方法和技能，具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力，同时具有一定的组织和管理能力，有良好的合作精神和较强的交流能力。
培养能够胜任力学学科及相关领域教案和科学研究工作，德、智、体全面发展的高水平人才。
三、基本修业年限
普通硕士研究生基本修业年限为2.5年，最长修业年限不超过3年。
普通硕士研究生应在第一学年内完成全部课程学习，一般应在文献综述与开题报告前修完课程学分，硕士学位论文答辩前完成全部学分。
普通硕士研究生应在学校规定的修业年限内完成学业，学位论文工作时间不少于一年，不允许提前毕业。
四、课程设置与学分要求
1．公共必修课
公共必修课是普通硕士研究生的必修课。
其中：
1.政治理论课程：
“中国特色社会主义理论与实践研究”，2学分；“自然辩证法概论”，1学分。
2.第一外国语：
第一外国语为英语的普通硕士研究生，达到入学当年免修条件的，可以申请免修第一外国语。
3.第二外国语：
第一外国语为非英语的普通硕士研究生必须选修“英语（二外）”作为第二外国语课，3学分（可作为选修课学分）。
4.科研诚信系列讲座，1学分。
类别
课程编号
课程名称
课内学时
学分
开课学期
考核方式
备注
公公共必修课
中国特色社会主义理论与实践研究
2
自然辩证法概论
1
第一外国语
3
第二外国语（第一外国语为非英语的普通硕士研究生必须选修）
3
科研诚信系列讲座
1
2．学科基础理论课
学科基础理论课是指本学科理论基础所涉及的数学、物理、化学、生物、管理学、哲学、法学等方面以及该学科所有研究方向都需要学习的基础理论课程。
力学学科除少数特殊研究方向外，均应学习一门数学课程以加强理论基础。
普通硕士研究生要求选修1-2门学科基础理论课，总学分不少于2。
类别
课程编号
课程名称
课内学时
学分
开课学期
考核方式
备注
公学科基础理论课
数学物理方法
总学分不少于2
矩阵分析
随机过程
应用泛函分析
数值分析
3．专业必修课
普通硕士研究生要求选修不少于13学分的专业必修课。
类别
课程编号
课程名称
课内学时
学分
开课学期
考核方式
备注
在专业必修课
张量分析
36
2
1
考试
不少于5学分
连续介质力学
54
3
2
考试
量纲分析与积分变换
54
3
1
考试
高等动力学
54
3
1
考试
不少于8学分
振动力学
36
2
2
考试
计算固体力学
54
3
2
考试
复合材料力学
54
3
1
考试
非线性动力学数值方法
36
2
1
考试
计算流体力学
54
3
2
考试
飞行器空气动力学
36
2
1
考试
爆轰学
36
2
1
考试
弹塑性波与冲击动力学
54
3
2
考试
4．专业选修课
普通硕士研究生要求选修不少于6学分的专业选修课。
类别
课程编号
课程名称
课内学时
学分
开课学期
考核方式
备注
选专业选修课
选
多刚体系统动力学
36
2
2
考试
不少于6学分
固体本构理论
54
3
1
考试
弹塑性力学
54
3
1
考试
粘性流体力学
36
2
1
考试
分子动力学
36
2
1
考试
生物力学与工程
36
2
2
考试
在机电学院“兵器科学与技术”学科的必修课中选修
爆炸测试技术
数值模拟专题
36
2
2
考试
非线性振动
36
2
2
考试
固体实验力学
36
2
1
考试
飞行器气动设计
36
2
2
考试
爆炸力学
36
2
2
考试
5．校公共选修课
校公共选修课包括：
“文献检索和数据库利用”（分工、理、管、文等类别）、“专利及知识产权保护”等，每门课程1~2学分。
普通硕士研究生要求选修不少于1学分的校公共选修课。
五、必修环节
以下各项必修环节为我校普通硕士研究生培养的最低要求，在修订普通硕士研究生培养方案时，各培养单位可根据学科特点制定更高的标准。
1．学术活动
在学期间至少应参加6次以上学术活动，其中本人进行正规性的学术报告1次以上。
每次学术活动要有500字左右的总结报告，注明参加学术活动的时间、地点、报告人、学术报告题目，简述内容并阐明自己对相关问题的学术观点或看法，经导师签字后自己保留，申请答辩前提交研究生干事审核并记载成绩。
提倡研究生尽可能多地参加跨学科的学术活动。
2．专业外语
由指导老师负责指导硕士生选读和笔译相关专业外文文献，学院组织考试。
使硕士生了解、熟悉外语论文的写作及在国际会议发表论文和进行学术报告的要求。
3．科学研究训练与创新能力培养
由指导教师负责指导硕士生参与论文密切相关的课程学习，实践技能训练，科学研究，以及创新能力培养。
指导教师负责该环节考核。
六、学位论文相关工作
1．文献综述
本学科硕士学位研究生的文献阅读要结合学位论文任务、课题研究方向和具体的研究领域进行，一般参考文献应不少于30篇，了解、学习本领域的新技术、新工艺、新方法、新材料的研究进展，并在此基础上撰写不少于4000字的文献综述报告。
文献综述报告要反映国内外在所研究方向的研究历史、现状和发展趋势。
文献综述报告需由导师进行评阅，按照通过和不通过进行考核并签署具体意见。
最迟应于第三学期第15周前完成文献综述。
2．开题报告
论文选题应根据当前世界和中国在本学科方向科学技术的发展水平和趋势进行，选题涉及基础理论的研究内容应紧跟国际发展前沿，具有一定的理论价值和创新性并具有国际先进性，一般应有相应的实验数据支持；选题涉及工程应用的研究内容应具有一定的工程实用价值，一般应经过初步的实践检验。
开题报告以文献综述报告为基础，主要介绍课题研究的目的、意义、技术路线、实施方案、计划安排和预期成果。
最迟应于第三学期第15周前完成开题报告。
3．论文撰写与论文答辩
普通硕士研究生必须在导师指导下完成一篇达到硕士学位要求的学位论文。
学位论文要反映硕士研究生在本学科领域研究中达到的学术水平，反映作者在科学研究或专门技术上的新见解，表明本人较好的掌握了本学科的基础理论、专门知识和基本技能，具有从事本学科或相关学科科学研究或独立担负专门技术工作的能力。
普通硕士研究生学位论文答辩时间距提交开题报告时间至少为12个月。
普通硕士研究生在申请答辩前，必须达到《北京理工大学关于博士、硕士学位申请者发表学术论文的规定》的要求。
普通硕士研究生学位论文答辩工作按照《北京理工大学学位授予工作细则》进行。
七、培养质量检查
1．中期检查
学院具体负责对普通硕士研究生的课程学习、文献综述、开题报告、发表科技论文及学位论文工作的研究进展情况等进行中期检查。
普通硕士研究生的中期检查应于第四学期的第8周前完成。
2．培养环节审查
普通硕士研究生学习期满，修满培养方案规定的课程学分，完成专业外语、学术活动、科学研究训练及创新能力培养等必修环节以及文献综述、开题报告等学位论文相关工作，通过培养环节审查后，可申请学位论文答辩。
普通硕士研究生的培养环节审查一般在第五学期第3周前完成。
八、培养方式
实行导师负责制。
指导教师应根据培养方案的要求和因材施教的原则，对每个研究生制定培养计划。
指导教师要全面地关心硕士研究生的成长，做到既教书又育人。
在培养过程中要注意课程学习和科学研究并重。
系统的研究生课程学习必须在学校进行，学位论文工作一般在学校进行，也可以根据实际情况在科研机构或工厂、企业进行。
九、教案大纲与课程简介
1．教案大纲
普通硕士研究生培养方案确定的必修课（包括公共必修课、学科基础理论课、专业必修课）必须制定教案大纲。
教案大纲内容包括课程编码、课程名称、学时、学分、教案方式、考试方式、适用专业、先修课程、各章节主要教案内容和学时分配、参考文献等。
张量分析
课程编码：
课程名称：
张量分析
教案目的：
用数学描述自然界的物理现象及其运动规律需要引入坐标系，本来与坐标系选择无关的自然规律，其数学表述形式却不得不与坐标系的选择联系在一起，而导致人们对其物理实质分辨不清。
张量方法就是既采用坐标系而又摆脱具体坐标系影响的不变性方法。
运用张量分析方法获得的方程对不同概念的统一和特殊概念的推广极有启发。
通过本课程的学习，使研究生：
1）掌握张量的定义及基本性质；2）掌握张量的代数运算和分析运算；3）了解张量方法在力学上的一些基本应用。
学时：
36
学分：
2
教案方式：
课堂讲授
考试方式：
成绩以百分制衡量，期末笔试成绩占100%。
适用专业：
力学、机械工程、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术及其它相关专业
先修课程：
线性代数
各章节主要教案内容和学时分配
1.仿射坐标系（5学时）
1.1基矢量和度量张量
1.2矢量的点积和叉积
1.3坐标变换和张量
1.4张量代数
1.5Ricci符号、广义Kronecker符号、行列式和代数余子式
2.二阶张量——仿射量（10学时）
2.1仿射量
2.2正则与退化
2.3重向和不变量
2.4Cayley-Hamilton定理
2.5几种特殊仿射量
2.6对称仿射量的重向和仿射量的主向
2.7仿射量的分解
3.张量函数（5学时）
3.1各向同性张量函数
3.2张量函数的梯度
3.3表示定理
4.曲线坐标系（10学时）
4.1曲线坐标系与局部基矢量
4.2张量场与绝对微商
4.3不变性微分算子与积分定理
4.4Riemann-Christoffel张量（曲率张量）
5.非完整系与两点张量场（6学时）
5.1非完整系与物理分量
5.2正交系与物理标架
5.3两点张量场
参考文献
1.郭仲衡.非线性弹性理论.科学出版社,1980.
2.郭仲衡.张量:
理论和应用.科学出版社,1988.
3.黄克智,薛明德,陆明万.张量分析（第2版）.清华大学出版社, 2003.
大纲撰写人：
李海龙
连续介质力学
课程编码：
课程名称：
连续介质力学
教案目的：
连续介质力学统一研究流体与固体的一般力学原理。
着重对形变、运动和应力作全面分析，并研究质量、动量和能量的守恒规律，物性的热力学基础，并介绍各种流体和固体的本构方程。
本课程属于基础理论课，目的是使学习本课程的研究生初步掌握研究各类固体与流体介质时的系统研究方法和统一的一般性原理，从更深的层次上理解力学原理的普适性，拓宽思维的广度和深度，对相关的各工程领域和交叉学科建立更系统更本质的认识，使研究生在今后的工作中能够提高科研的理论水平。
学时：
54
学分：
3
教案方式：
本课程课堂讲授采用多媒体教案，同时在校园网上开通《连续介质力学》网络课程平台,在该网络课程平台上开辟了参考资料、习题解答、答疑和讨论等栏目，所有选课研究生可以通过自己的学号登陆，浏览课程的全部课件和其他资料，还可通过网络与教师交流和讨论。
考试方式：
成绩以百分制衡量，平时作业、讨论的成绩及考勤占30%，期末笔试成绩占70%。
适用专业：
力学，机械工程，航空宇航科学与技术，兵器科学与技术及其它相关专业。
先修课程：
理论力学，线性代数，张量分析。
各章节主要教案内容和学时分配
1.绪论张量复习（12学时）
1.1绪论
1.1.1连续介质力学的研究对象
1.1.2连续介质力学的基本内容
1.1.3连续介质力学的主要研究方法
1.2张量复习
1.2.1三维向量空间
1.2.2三维欧氏向量空间
1.2.3三维欧氏向量空间中的曲线坐标系及基矢量
1.2.4坐标系的特征量
1.2.5基矢量与度量张量的求法
1.2.6坐标变换
1.2.7并矢与并矢式
1.2.8张量的定义
1.2.9张量代数
1.2.10二阶张量（仿射量）
1.2.11二阶张量的分解
1.2.12张量函数
1.2.13张量场函数的导数
1.2.14张量函数的积分定理
1.2.15Riemann-Christofell张量
2.变形和运动（20学时）
2.1参考构形和当前构形
2.1.1构形（位形）
2.1.2描述变形与运动的两个构形
2.1.3变形和流动
2.1.4位置矢量和位移矢量
2.1.5Lagrange坐标系和Euler坐标系
2.1.6两种随体坐标系
2.1.7各坐标系中的基矢量
2.1.8各构形中不同坐标系的度量张量
2.1.9任意张量在4种坐标系中的分解
2.2变形梯度和相对变形梯度
2.2.1变形梯度的定义
2.2.2变形梯度的行列式
2.2.3变形梯度的极分解
2.2.4Cauchy-Green张量
2.2.5Cauchy-Green张量与度量张量的关系
2.2.6构形,坐标系与基矢,变形梯度小结
2.2.7例题
2.2.8相对变形梯度
2.3物质点邻域的变形描述
2.3.1线,面,体元素的转换
2.3.2长度比，面积比，体积比
2.3.3主长度比和主方向
2.3.4应变椭球
2.3.5变形基本定理
2.3.6位移梯度及位移梯度与变形梯度的关系
2.4应变度量
2.4.1各种应变张量
2.4.2应变张量与位移梯度的关系；任意阶张量的物质导数
2.4.3小变形时的化简:
小变形理论及小应变张量
2.4.4变形的协调条件——协调方程
2.5物质导数
2.5.1构形与坐标
2.5.2物理量随时间的变化率
2.5.3各坐标系的基矢量的物质导数
2.5.4任意阶张量的物质导数
2.5.5小结
2.5.6例题
2.6速度梯度和加速度梯度
2.6.1速度梯度
2.6.2速度梯度与变形梯度的关系
2.6.3变形率与物质旋率
2.6.4加速度梯度
2.6.5无旋运动,涡线传输定理
2.7输运定理
2.7.1线元，面元，体元的物质导数
2.7.2输运定理
2.8变形率和物质旋率的几何意义
2.8.1变形率张量的几何意义：
长度率,面积率,体积率,方向率,剪切率
2.8.2物质旋率张量的几何意义
2.9高阶物质导数与Rivlin-Ericksen张量
2.9.1变形梯度的n阶物质导数
2.9.2Cauchy-Green张量的n阶物质导数
2.9.3Rivlin-Ericksen张量
3.守恒定律和连续介质热力学（12学时）
3.1引言
3.1.1基本概念
3.1.2守恒定律的一般表达式
3.2质量守恒
3.3动量守恒
3.3.1积分形式的动量守恒定律及各类应力张量定义
3.3.2微分形式的动量守恒定律
3.3.3动量守恒方程的率形式
3.4动量矩守恒
3.5各种应力张量的物理意义
3.5.1各种应力的物理意义与区别
3.5.2各种应力张量的主方向
3.6能量守恒
3.6.1经典热力学基本概念和基本定律
3.6.2能量守恒定律的积分和微分形式
3.7热力学第二定律熵不等式
3.7.1熵熵不等式
3.7.2非平衡态热力学
4.本构理论（8学时）
4.1本构原理
4.1.1引言
4.1.2本构原理
4.2简单材料的一般本构关系形式
4.2.1简单材料,n阶材料
4.2.2简单材料的一般本构关系
4.3几种典型简单材料的本构关系形式
4.3.1热弹性体
4.3.2弹性体
4.3.3各向同性弹性体
4.3.4线性热弹性体和线弹性体
4.4间断面及间断面条件
*总复习（2学时）
参考文献
1.黄筑平.连续介质力学基础.高等教育出版社,2003（2004重印）.
2.黄克智.非线性连续介质力学.清华大学出版社：
北京大学出版社,1989.
3.匡震邦.非线性连续介质力学.上海交通大学出版社,2002.
4.黄克智等.张量分析.清华大学出版社,1986.
大纲撰写人：
韩斌
量纲分析与积分变换
课程编码：
课程名称：
量纲分析与相似变换
教案目的：
本课程是一门工科专业基础课，是探讨科学规律、解决科学和工程问题的一个有效工具之一。
其教案目的是使学生能够掌握量纲分析的基本概念和基础理论，熟知量纲分析在各类物理现象中的应用。
本课程采用案例分析方法，对各类问题进行深入分析，说明方法的实质。
即对问题进行中肯分析的基础上，着重对因果关系作出恰当的量纲分析，达到对问题的规律性认识。
突出量纲分析方法在科学和工程中的应用，为学生将来的专业课程的学习和科学研究打下坚实的基础。
通过本课程的学习，使研究生：
1）掌握量纲的概念及本质；2）熟悉定理，掌握量纲分析的基本原理；3）熟练利用量纲分析方法解决力学、机械和材料科学中的一些问题。
学时：
54
学分：
3
教案方式：
课堂讲授
考试方式：
成绩以百分制衡量，期末笔试成绩占100%。
适用专业：
力学、机械工程、航空宇航科学与技术、兵器科学与技术、材料科学及其它相关专业
先修课程：
高等数学、流体力学、弹性力学
各章节主要教案内容和学时分配
1.绪论（10学时）
1.1物理量的度量
1.2基本量和导出量
1.3单摆
1.4量纲分析的实质
1.5量纲分析简史
2.基本原理（10学时）
2.1量纲的幂次表示
2.2定理
2.3自变量和基本量的选择
2.4相似律
2.5运用定理的注意点
3.流体力学问题（7学时）
3.1典型流动
3.2流体力学问题中的相似准数
3.3其他相似准数
3.4流体运动的分类
4.固体力学问题（7学时）
4.1弹性体的应力分析
4.2弹性体的振动和波动
4.3简单结构的稳定性分析
4.4固体的拉伸断裂
5.流固耦合问题（5学时）
5.1水击
5.2弹性轴承
5.3机翼的颤振
5.4热交换器的气激振动
6.爆炸相似律（6学时）
6.1空中爆炸波和水中爆炸波
6.2爆炸加工
6.3爆破
7.冲击相似律（9学时）
7.1杆式穿甲弹
7.2破甲——聚能射流的形成及其对装甲的侵彻
7.3超高速冲击
7.4金属射流与薄板的高速扩张断裂
7.5煤与瓦斯突出——两相耦合介质的动力学现象
参考文献
1．谈庆明.量纲分析.中国科学技术大学出版社,2007.
2．LinCC,SegelLA.MathematicsAppliedtoDeterministicProblemsinNaturalScience.MacmillanPublicationCo.Inc.,1974.
大纲撰写人：
郭香华
高等动力学
课程编码：
课程名称：
高等动力学
教案目的：
随着科学技术的发展,对于机械和工程结构的动力学分析显得愈来愈重要.这就要求力学工作者和工程技术人员掌握更广博的动力学知识。
动力学是经典力学的一部分,它的基本概念是在理论力学课程中建立的.由于受学时限制,工科专业的理论力学课程只能讲授最基本的动力学知识。
学时：
54
学分：
3
教案方式：
课堂讲授基本理论知识，通过开放式讨论与分析学习与本课程相关的课题背景和解决问题的手段。
考试方式：
成绩以百分制衡量，平时作业成绩占20%，专题讨论占20%，
升级会员 