ADDINCNKISM.UserStyle《工程力學實驗》課程教學大綱（實驗課程）一、課程基本信息課程號1523D03019開課單位質量技術監督學院課程名稱工程力學實驗EngineeringMechanicsExperiment課程性質選修考核類型考查課程學分0.5課程學時17課程類別學科基礎課程（學科拓展課）適用專業（類）安全工程二、課程描述及目標（一）課程簡介《工程力學實驗》課程是安全工程專業的一門學科基礎課程（學科拓展課），旨在通過常用工程材料的拉伸、壓縮、彎曲、扭轉和沖擊等力學實驗的操作訓練，培養學生具備研究和檢測工程材料的強度、剛度、韌性、彈性及塑性等力學性能，并運用實驗的手段與方法去分析、研究和解決工程問題的能力。本課程主要涉及工程材料的拉伸、壓縮、彎曲、扭轉和沖擊等力學實驗的基本理論和實驗方法。本課程主要包括金屬材料拉伸實驗、金屬材料壓縮實驗、金屬材料扭轉實驗、金屬材料沖擊實驗和聲光電多源互補實時監測實驗設計等實驗項目。（二）教學目標通過本課程，學生能掌握工程力學實驗的基本知識，實驗設備、儀器的基本工作原理和操作方法，實驗數據處理方法，能運用工程力學知識解釋實驗中涉及的應力和應變的變化規律，具備工程力學實驗設計與材料力學性能的研究能力。課程目標1：具備萬能試驗機等力學測試設備的基本操作能力，掌握典型金屬材料常用力學性能的測試原理和方法。課程目標2：具備合理選擇力學實驗參數，針對金屬材料的不同力學性能設計有效、可行實驗測試方案的能力。課程目標3：具有實驗數據處理和分析能力，能夠根據實驗數據和結果對典型金屬材料的力學性能進行分析和解釋并能獲得合理有效的結論。三、課程目標對畢業要求的支撐關系畢業要求畢業要求指標點課程目標教學過程（達成途徑）4研究：能夠基于安全科學原理，并采用科學方法對安全工程特別是特種設備安全及檢驗檢測等相關領域復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析和解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論；4-1科學問題識別能力：基于科學原理和安全工程專業相關知識，通過文獻研究和調研等方法，能夠識別和判斷安全工程特別是特種設備安全及檢驗檢測等相關領域的復雜工程問題的關鍵環節和影響因素。課程目標1：具備萬能試驗機等力學測試設備的基本操作能力，掌握典型金屬材料常用力學性能的測試原理和方法。實驗教學：講解力學性能測試所用儀器設備的結構及功能，回顧理論教學的相關基礎知識，使學生掌握金屬材料力學性能測試原理、方法。4-2研究方案設計能力：能夠基于安全工程復雜工程問題的特點，針對研究對象特征，采用安全工程特別是特種設備安全及檢驗檢測等相關領域的相關研究技術及方法，設計有效、可行的研究方案。課程目標2：具備合理選擇力學實驗參數，針對金屬材料的不同力學性能設計有效、可行實驗測試方案的能力。實驗教學：使學生掌握金屬材料拉伸、壓縮、扭轉、沖擊和聲光電多源互補無損檢測等實驗測試技術和操作步驟，培養學生實驗方案設計能力。4-3方案實施及綜合分析能力：具備實施安全工程特別是特種設備安全及檢驗檢測等相關領域復雜問題相關研究的能力，能夠對實驗結果進行處理、分析和解釋，通過信息綜合獲得合理有效的結論。課程目標3：具有實驗數據處理和分析能力，能夠根據實驗數據和結果對典型金屬材料的力學性能進行分析和解釋并能獲得合理有效的結論。實驗教學：使學生能夠正確實施典型金屬材料力學測試方案、正確獲取實驗數據、對實驗數據和曲線進行處理，對實驗結果進行分析和解釋，并獲得實驗結論。四、教學方式與方法通過工程力學實驗技術基礎的深入理解、實驗預習、實驗操作和研究分析，學生結合工程力學理論課的知識，對實驗現象、數據進行分析及整理，加深對工程力學實驗知識的理解，達到了“認識—實踐—再認識”的過程，提高分析、研究和解決工程問題能力。教學過程中，注重鍛煉和增強學生的能力與才干，使他們在探究和設計性實驗中獲取知識，并具備探索和解決復雜工程問題的能力。通過工程力學實驗實踐性教學環節的訓練，培養學生的實踐動手能力、探索精神和創新能力。五、教學重點與難點（一）教學重點拉伸試驗機、扭轉試驗機、沖擊試驗機、聲發射儀和電阻應變儀等儀器設備的操作與維護，實驗設計、數據處理及結論研究分析。低碳鋼、鑄鐵材料拉伸和壓縮性能的比較。鑄鐵扭轉強度極限、低碳鋼的屈服極限和扭轉強度極限的測定與分析，材料的沖擊韌度值測定。聲發射監測技術、應變電測技術及數字圖像相關方法變形與應變測量的基本原理和實驗設計方法。（二）教學難點工程材料的機械性能指標分析，低碳鋼和鑄鐵材料壓縮力學性能評價及破壞特征。金屬材料扭轉力學性能評價、實驗數據的處理及實驗現象的解釋。不同切口金屬材料沖斷時消耗的沖擊功與沖擊韌度值確定。聲光電多源互補實時監測實驗設計，力學加載水平與聲發射響應特征、變形和應變信息互補，單點應變測量和全場應變互補驗證，試件表面變形和應變實驗結果與有限元數值仿真互補驗證。六、實驗內容、基本要求與學時分配序號實驗項目名稱實驗內容與要求學時類型對應課程目標1金屬材料拉伸實驗掌握拉伸試驗機的工作原理、操作規程及使用注意事項，低碳鋼拉伸屈服極限、延伸率、強度極限和截面收縮率的測定方法，鑄鐵強度極限的測定方法。描述金屬材料拉伸過程中的各種現象（彈性階段、屈服階段、強化階段、局部變形階段、斷裂特征等），繪制拉伸圖，獲取應力-應變曲線。學會比較塑性材料和脆性材料力學性質的區別。3驗證性課程目標1課程目標2課程目標32金屬材料壓縮實驗學會比較低碳鋼和鑄鐵壓縮變形和破壞現象，掌握測定壓縮作用下低碳鋼屈服極限和鑄鐵強度極限的方法，學會比較鑄鐵在拉伸和壓縮兩種受力形式下的機械性能，分析其破壞的原因。3驗證性課程目標1課程目標2課程目標33金屬材料扭轉實驗掌握測定鑄鐵扭轉強度極限、低碳鋼材料扭轉屈服極限和扭轉強度極限的方法，學會觀察比較兩種金屬材料扭轉變形過程中的各種現象及其破壞形式，并能對金屬試件斷口特征進行合理分析。3驗證性課程目標1課程目標2課程目標34金屬材料沖擊實驗掌握沖擊試驗方法及沖擊試驗機的使用，評價金屬材料在沖擊載荷作用下所表現的性能。掌握測定低碳鋼和鑄鐵的沖擊功及沖擊韌度的方法。2驗證性課程目標1課程目標2課程目標35聲光電多源互補實時監測實驗設計掌握聲發射監測技術、應變電測技術及數字圖像相關方法變形與應變測量的基本原理，實驗儀器設備的使用和實驗操作步驟。實驗獲取力學加載（拉伸和三點彎曲）試件的變形和破壞特征及對應聲光電特征參量。針對不同試件進行實驗設計，從聲、光、電、力等四個方面描述力學加載試件的變形和破壞特征。6設計性課程目標1課程目標2課程目標3合計17七、學業評價和課程考核（一）考核類型：考試t考查（二）考核方式：實驗報告實驗作品t其它：實驗預習、實驗操作、實驗報告（三）成績評定：課程總成績=平時成績×100%（包括實驗預習、實驗操作和實驗報告）平時成績考核細則序號課程目標（能力）考核點考核方式（其中一種或多種）權重（%）評分細則優秀(85-100%)良好(75-84%)中(65-74%)及格(60-64%)不及格(低于60%)1課程目標1：具備萬能試驗機等力學測試設備的基本操作能力，掌握典型金屬材料常用力學性能的測試原理和方法。能夠自主操作拉伸、壓縮、扭轉、沖擊實驗設備。預習、操作、報告30%相關理論知識掌握牢固，熟練掌握儀器設備的結構、功能和用法，對典型金屬材料力學性能的測試原理和方法理解透徹。相關理論知識掌握比較牢固，較好掌握儀器設備的結構、功能和用法，對典型金屬材料力學性能的測試原理和方法理解較透徹。相關理論知識掌握相對牢固，基本掌握儀器設備的結構、功能和用法，對典型金屬材料力學性能的測試原理和方法理解尚可。相關理論知識掌握基本牢固，基本掌握儀器設備的結構、功能和用法，基本理解典型金屬材料力學性能的測試原理和方法。相關理論知識掌握不牢固，不能掌握儀器設備的結構、功能和用法，不掌握典型金屬材料力學性能的測試原理和方法。2課程目標2：具備合理選擇力學實驗參數，針對金屬材料的不同力學性能設計有效、可行實驗測試方案的能力。能夠針對具體實驗選擇合理的力學參數。預習、操作、報告30%力學測試參數選擇合理，金屬材料力學性能測試方案恰當。力學測試參數選擇較合理，金屬材料力學性能測試方案較恰當。力學測試參數選擇尚可，金屬材料力學性能測試方案較好的可行性。力學測試參數選擇基本合理，金屬材料力學性能測試方案基本可行。力學測試參數選擇不合理，金屬材料力學性能測試方案不可行。3課程目標3：具有實驗數據處理和分析能力，能夠根據實驗數據和結果對典型金屬材料的力學性能進行分析和解釋并能獲得合理有效的結論。能夠對實驗數據進行處理并且能夠分析變形行為。預習、操作、報告。40%實驗數據處理恰當，對金屬材料力學性能分析準確，能對測試結論進行合理解釋。實驗數據處理較恰當，對金屬材料力學性能分析較準確，能對測試結論進行較合理解釋。對實驗數據的處理、對金屬材料力學性能的分析及對測試結果的解釋尚可。對實驗數據的處理、對金屬材料力學性能的分析及對測試結果的解釋基本合理。實驗數據處理不恰當，對金屬材料力學性能分析不準確，不能對測試結論進行合理解釋。八、課程目標達成評價課程目標的實際達成效果計算方式如下，達成值越高，教學效果越好。課程目標達成度畢業要求指標點達成度九、教材與教學參考書（一）教材《工程力學實驗指導》，周嶺，科學出版社，2019年9月，ISBN978-7-030-61499-5。（二）教學參考