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  工程力学
  作者:.   加入时间:2006-11-2 17:12:23
 
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力学一级学科(0801)
攻读博士学位研究生培养方案
 
   力学是研究物质宏观机械运动规律的一门自然科学,它与数、理、化、天、地、生并列为自然科学的七大基础学科。力学不仅是物理学和天文学的基础,而且其本身也是应用十分广泛的技术科学,是建筑、土木、机械、化工、船舶、航天、航空、能源、环境、核技术和生物医学等工程学科共同的理论基础。

   机械运动是物质运动的最基本形式。机械运动是物质在时间、空间中的位置变化,包括移动、转动、流动、变形、振动、波动、扩散等。而平衡或静止,则是其中的特殊情况。物质运动的其他形式还有热运动、电磁运动、原子及其内部的运动、化学运动和生命运动等。

   物理学的建立是从力学开始的。力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水等器具,逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识;在对日、月运行的观察和弓箭、车轮等的使用中,了解一些简单的运动规律,如匀速的移动和转动。古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究,确定它们的基本规律,初步奠定了静力学即平衡理论的基础。伽利略在实验研究和理论分析的基础上,最早阐明自由落体运动的规律,提出加速度的概念。牛顿继承和发展前人的研究成果,提出物体运动三定律,这标志着力学开始成为一门科学。运动定律和物性定律这两者的结合,促使弹性固体力学基本理论和粘性流体力学基本理论的形成。弹性力学和流体力学基本方程的建立,使得力学逐渐脱离物理学而成为独立学科。
  力学和其他基础科学的结合形成众多的交叉学科门类,如:物理力学、天体力学、地质力学、化学流体动力学、等离子体动力学、电流体动力学、磁流体力学、热弹性力学、理性力学、生物力学、生物流变学、地球动力学、地球构造动力学、地球流体力学等。力学和工程科学的结合,促使工程力学各个分支的形成和发展,例如岩石力学、爆炸力学、复合材料力学、工业空气动力学、环境空气动力学等。力学与计算机的结合,促使计算力学的产生和发展,大大改变了力学研究的面貌,提高了力学解决实际问题的能力和应用范围。理论分析、实验研究和数值计算共同构成现代力学的三大研究方法。工程科学是研究现代工程技术共同理论的基础学科,其中力学构成了工程科学的主要支柱。力学的许多研究成果往往引起一个新的产业部门的诞生与革新,如:空气动力学中对机翼升力的研究,导致近代航空工业的诞生与发展;控制理论的研究引起机器人工业的产生;结构工程的分析与研究成果使得建造巨型飞机、轮船、超高层建筑、大型桥梁、水坝、海底隧道等得以实现。
  本一级学科包括一般力学(080101)、固体力学(080102)、流体力学(080103)、工程力学(080104)等四个二级学科。一般力学通常是指以质点、质点系、刚体、刚体系为研究对象的力学,有时还把抽象的动力学系统也作为研究对象。一般力学除了研究离散系统的基本力学规律外,还研究某些与现代工程技术有关的新兴学科的理论。固体力学主要研究可变形固体在外界因素(如载荷、温度、湿度等)作用下,其内部各个质点所产生的位移、运动、应力、应变以及破坏等的规律。固体力学研究的内容既有弹性问题,又有塑性问题;既有线性问题,又有非线性问题。在固体力学的早期研究中,一般多假设物体是均匀连续介质,但近年来发展起来的复合材料力学、断裂力学和损伤力学扩大了研究范围,它们分别研究非均匀连续体和含有裂纹的非连续体。自然界中存在着大至天体,小至粒子的固态物体和各种固体力学问题。人所共知的山崩地裂、沧海桑田都与固体力学有关。现代工程中,无论是飞行器、船舶、坦克,还是房屋、桥梁、水坝、原子反应堆以及日用家具,其结构设计和计算都应用了固体力学的原理和计算方法。

  流体力学主要研究流体的静止和运动状态,以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。流体力学中研究得最多的流体是水和空气。航空航天事业的蓬勃发展是同流体力学的分支学科——空气动力学和气体动力学的发展紧密相连的。石油和天然气的开采,地下水的开发利用,要求人们了解流体在多孔或缝隙介质中的运动,这是流体力学分支之一——渗流力学研究的主要对象。燃烧离不开气体,这是有化学反应和热能变化的流体力学问题,是物理-化学流体动力学的研究内容。沙漠迁移、河流泥沙运动、管道中煤粉输送、化工中气体催化剂的运动等,都涉及流体中带有固体颗粒或液体中带有气泡等问题,这类问题是多相流体力学研究的范围。风对建筑物、桥梁、电缆等的作用使它们承受载荷和激发振动;废气和废水的排放造成环境污染;河床冲刷迁移和海岸遭受侵蚀;研究这些流体本身的运动及其同人类、动植物间的相互作用的学科称为环境流体力学。生物流变学研究人体或其他动植物中有关的流体力学问题,例如血液在血管中的流动,心、肺、肾中的生理流体运动和植物中营养液的输送等。

   工程力学作为力学的一个分支,是20世纪50年代末出现的。首先提出这一名称并对这个学科做了开创性工作的是中国科学家钱学森。工程力学从物质的微观结构及其运动规律出发,运用近代物理学、物理化学和量子化学等学科的成就,通过分析研究和数值计算,阐明介质和材料的宏观性质,并对介质和材料的宏观现象及其运动规律做出微观解释。工程力学着重于分析问题的机理,并借助建立理论模型来解决具体问题。只有在进行机理分析而感到资料不够时,才求助于新的实验。工程力学注重运算手段,不满足于问题的原则解决,要求作彻底的数值计算。因此,工程力学的研究力求采用高效率的运算方法和现代化的运算工具。工程力学所面临的问题往往要比基础学科里所提出的问题复杂得多,它不能单靠简单的推演方法或者只借助于某一单一学科的成就,而必须尽可能结合实验和运用多学科的成果。近代工程技术和尖端科学技术迅猛发展,特别需要深入研究各种宏观状态下物体内部原子、分子所处的微观状态和相互作用过程,从而认识宏观状态参量扩大后物体的宏观性质和变化规律。因此,工程力学的建立和发展,不但可直接为工程技术提供所需介质和材料的物性,也将为力学和其他学科的发展创造条件。

  力学既是作为基础科学的自然科学,又属于技术科学,一方面要继承传统的有用的经典理论,另一方面为适应现代复杂、创新、重大工程的特点要建立新的理论和方法。现代力学早已突破了经典力学的研究范围,正在朝着多介质、多尺度、非线性和跨学科方向发展。

一、培养目标

    博士生教育必须贯彻党和国家的教育方针,努力为建设创新国家和建立和谐社会服务,促进经济建设和科学技术、文化及社会的发展。博士生培养必须坚持质量第一,贯彻理论联系实际的原则,培养德、智、体全面发展的本学科高层次专门人才和祖国建设事业的接班人。
博士生的具体培养目标:
1.较好地掌握马克思主义理论,拥护党的基本路线,热爱祖国,遵纪守法,品德良好,学风严谨,具有较强的事业心和献身精神,积极为祖国现代化建设服务。
2. 掌握坚实宽广的数学、力学基础理论、系统深入的专门知识和交叉学科知识,深入了解力学学科发展动态和国内外学术研究前沿,能用理论、计算和实验手段解决本学科及其交叉学科中的基础性或应用性研究课题。至少掌握一门外国语,能熟练阅读本专业的外文资料,具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力。有严谨求实的科学态度、从事科研工作的职业道德和开拓进取的创新精神;具有较强的独立从事力学领域的基础理论课题及前沿课题的研究、开发能力以及高校教学和科学管理工作的能力。
3.本学科培养的博士生毕业后能够胜任下列工作:
①     国防、科研机构的力学研究、技术管理;
②     高等学校教学、科研和管理;
③     大中型企业、高技术公司的科学计算、工程研究与技术开发;
④     其他与力学有关的高级技术工作。
二、培养方式

1.博士生的培养以科学研究工作为主,着重培养博士生严谨的科学作风和治学态度,独立从事科学研究工作的能力,进行创造性研究工作的方法。
2.实行导师负责制,鼓励组成指导小组集体指导。跨学科或交叉学科培养博士生时,应从相关学科中聘请副导师协助指导。
3.博士生应在导师指导下,学习有关课程,查阅文献资料,参加学术交流,掌握力学研究前沿和发展动态,确定具体课题,独立从事科学研究,取得创造性成果。
三、学习年限

全日制博士生的学习年限一般为3年;在职博士生的学习年限一般为4年;学校实行弹性学制,允许博士生分阶段完成学业,但全日制博士生的学习年限最长不得超过5年。

四、研究领域

1.       固体力学(080102)
2.       流体力学(080103)
3.       工程力学(080104)

五、课程设置(总学分为
21学分)

  攻读博士学位研究生期间,需获得公共必修课程6学分,专业基础及专业课程9学分,学术交流活动4学分,总学分21。自学课程学分另计。普博生在硕士生和博士生阶段所修全部课程的总的数量和水平,应不低于相同二级学科的直博生所修课程。课程设置如下:
 
1 公共学位课(6学分)
(1)马克思主义理论(54学时)                          3学分  (考试)
(2)博士生第一外语(90学时)                         3学分  (考试)
博士生第二外语为选修课。
2 一级学科共同学位课(根据需要选两门)
 
课程名称
学时
学分
考核方式
张量分析
60
3
考试
基础泛函分析
60
3
考试
高等工程应用数学
60
3
考试
高等数值分析
60
3
考试
有限元并行计算
60
3
考试
非线性科学与现代力学进展
60
3
考试
 
3 选修课(根据研究领域选两门)
 
课程名称
学时
学分
考核方式
固体力学进展
80
4
考试
现代粘性流体力学
60
3
考试
固体本构理论
60
3
考试
现代工程力学
60
3
考试
高等计算固体力学
80
4
考试
现代计算流体力学
80
4
考试
高等弹性力学
60
3
考试
新型材料力学行为
60
3
考试
生物固体力学进展
60
3
考试
材料物理数学模型
60
3
考试
现代实验固体力学
60
3
考试
材料疲劳与断裂
60
3
考试
断裂动力学
60
3
考试
工程安全与灾害力学
60
3
考试
非线性连续介质力学
60
3
考试
高等流体力学专题
60
3
考试
渗流力学专题
60
3
考试
环境流体力学
60
3
考试
河流动力学
60
3
考试
泥沙运动力学
60
3
考试
湍流理论
60
3
考试
高等复合材料力学
60
3
考试
功能梯度材料力学
60
3
考试
现代强度理论
60
3
考试
损伤力学
60
3
考试
高等结构动力学
60
3
考试
结构优化与控制
60
3
考试
近代工程结构分析
60
3
考试
岩土工程计算原理
60
3
考试
岩土工程非线性动力学方法
60
3
考试
高等岩石力学
60
3
考试
工程振动理论及其应用
60
3
考试
工程振动的实验与分析
60
3
考试
结构减振与控制
60
3
考试
振动中的反问题
60
3
考试
应用连续介质力学
60
3
考试
冲击动力学
60
3
考试
Hamilton力学基础
60
3
考试
生物工程与生物力学
60
3
考试
纳米技术及微型机械
60
3
考试
流动控制
40
2
考试
工程地质学
60
3
考试
高等地震学
60
3
考试
 
4 必修环节(4学分)
(1)资格考试                                            1学分  (考试)
(2)学术活动与学术报告                                  2学分  (考查)
(3)文献综述与选题报告                                  1学分  (考查)
5 自学课程
 涉及与研究课题有关的专门知识,由导师指定内容系统地自学,可列入个人培养计划。并根据内容的难度和学习时数,可记1~2学分的非学位要求课程学分。
6 任选课程     在导师指导下选修。
7 补修课
凡在本门学科上欠缺硕士或本科层次业务基础的博士研究生,一般应在导师指导下补修有关课程。补修课可记非学位要求课程学分。
六、课程考试
博士生学位课程考试前组织考试委员会(或考试小组),经学校学位委员会主席批准。由考试委员会(或考试小组)主持考试(包括会审试题、确定考试方式和评分等)。考试委员会(或考试小组)由包括任课教师在内的三名副教授职务以上的教师组成。博士生导师应参加所指导的博士生马克思主义理论课的考试工作。第一外国语课程的考试委员会(或考试小组)由学校指定的教学单位有关教师和专业指导教师等三人组成,基础理论和专业课的考试委员会(或考试小组)由本学科、专业和相关学科、专业的教师组成。
考试方式可采用笔试,或笔试与口试相结合的方式。评分采用百分制,必须保留试题、试卷。
马克思主义理论课应完成理论联系实际的课程论文,并通过学位课程考试。
外语考试的要求按《四川大学关于研究生公共外语学习和考试的规定》执行。
七、中期考核
在第二学年下期要对博士生进行一次中期考核。中期考核的具体要求按《四川大学关于研究生中期考核分流的规定》办理。
八、科学研究与学位论文
进行科学研究,撰写学位论文,是博士生培养工作的重要内容。博士生在学期间,主要精力应集中于进行科学研究和撰写学位论文。博士生从事科学研究和撰写学位论文的时间为二至三年。
阅读科技文献,参加学术活动,是博士生从事科学研究和撰写学位论文必不可少的环节。博士生在学期间应大量阅读本学科与相关学科专业文献,博士学位论文中的参考文献应不少于70篇,其中外文文献应占半数以上。
博士生入学后应在导师指导下,明确研究方向,收集资料,进行调查研究,确定研究课题,并作开题报告。开题报告由博士生在指导小组指导下在系(所)范围内公开举行。论文选题确定后,应拟定具体的工作计划。
指导小组应对博士生学位论文工作进行阶段性检查,博士生应定期(一般每学期1次)在本系(所)范围内作论文工作阶段报告。
博士生在学期间应参加省、部或全国性学术会议(至少1次)和学校科技部门与研究生院组织的学术报告会至少12次,其中本人作学术报告至少2次。此外,还应参加本学科教师学术报告和其他研究生的开题报告、论文答辩等学术活动。
博士生的科学研究和学位论文,可以是基础研究、应用基础研究,也可以是工程应用研究,尤其要加强对学科前沿和学科交叉渗透领域的研究,参与解决高科技发展前沿重大课题,提出新概念、新理论、新方法、新技术等;参与解决国民经济建设中的重大理论和工程技术问题,并尽可能参与导师和本单位所承担的国家重要科研课题,为加速国民经济建设做贡献。
博士学位论文质量的高低是综合衡量博士生培养质量和学术水平的重要标志。博士学位论文应在基础科学或专门技术上做出创造性的成果,论文应反映作者在本门学科上掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识。学位论文一般应包括理论分析和实验研究两个方面,应强调内容的深度和广度,突出创新能力和独创见解或对新领域的开拓。
在论文答辩前,博士生在学期间必须按学校《关于博士、硕士研究生在读期间发表学术论文的有关规定》发表学术论文。
学位论文应在导师指导下,由博士生本人完成,以表明作者具有独立从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。学位论文撰写按学校《研究生学位论文撰写要求》进行。博士学位论文的答辩申请、评审、答辩和学位授予等工作应严格按照《中华人民共和国学位条例》及其暂行实施办法的有关规定以及《学位授予工作细则》、《关于博士学位论文预答辩的实施办法》、《博士学位论文答辩申请及答辩工作程序》、《博士学位论文隐名评审实施办法》等文件要求进行。

附表:
一级学科     力学    
博士学位研究生课程设置和计划表
 
二级学科(名称):1. 固体力学        2. 流体力学     3. 工程力学
 
应修总学分:21学分
类别
课程名称
开课学期
总学时
学分
考核方式
备    注
公共
学位课
马克思主义理论
1.2
54
3
考试
 
第一外国语
1.2
90
3
考试
 
一级学科共同学位课
张量分析
 
60
3
考试
 
基础泛函分析
 
60
3
考试
 
高等工程应用数学
 
60
3
考试
 
高等数值分析
 
60
3
考试
 
有限元并行计算
 
60
3
考试
 
非线性科学与现代力学进展
 
60
3
考查
 
 
 
 
 
固体力学进展
 
80
4
考试
 
现代粘性流体力学
 
60
3
考试
 
固体本构理论
 
60
3
考试
 
现代工程力学
 
60
3
考试
 
高等计算固体力学
 
80
4
考试
 
现代计算流体力学
 
80
4
考试
 
高等弹性力学
 
60
3
考试
 
新型材料力学行为
 
60
3
考试
 
生物固体力学进展
 
60
3
考试
 
材料物理数学模型
 
60
3
考试
 
现代实验固体力学
 
60
3
考试
 
材料疲劳与断裂
 
60
3
考试
 
断裂动力学
 
60
3
考试
 
工程安全与灾害力学
 
60
3
考试
 
非线性连续介质力学
 
60
3
考试
 
高等流体力学专题
 
60
3
考试
 
渗流力学专题
 
60
3
考试
 
环境流体力学
 
60
3
考试
 
河流动力学
 
60
3
考试
 
泥沙运动力学
 
60
3
考试
 
湍流理论
 
60
3
考试
 
高等复合材料力学
 
60
3
考试
 
功能梯度材料力学
 
60
3
考试
 
 
类别
课程名称
开课学期
总学时
学分
考核方式
备    注
 
现代强度理论
 
60
3
考试
 
损伤力学
 
60
3
考试
 
高等结构动力学
 
60
3
考试
 
结构优化与控制
 
60
3
考试
 
近代工程结构分析
 
60
3
考试
 
岩土工程计算原理
 
60
3
考试
 
岩土工程非线性动力学方法
 
60
3
考试
 
高等岩石力学
 
60
3
考试
 
工程振动理论及其应用
 
60
3
考试
 
工程振动的实验与分析
 
60
3
考试
 
结构减振与控制
 
60
3
考试
 
振动中的反问题
 
60
3
考试
 
应用连续介质力学
 
60
3
考试
 
冲击动力学
 
60
3
, 考试
 
Hamilton力学基础
 
60
3
考试
 
生物工程与生物力学
 
60
3
考试
 
纳米技术及微型机械
 
60
3
考试
 
流动控制
 
40
2
考试
 
工程地质学
 
60
3
考试
 
高等地震学
 
60
3
考试
 
   
 
 
   
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