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本科生课程：断裂力学 Fracture mechanics
- 开课时间：2024春，2026秋
- 教学方式：板书授课
- 课程类别：专业限选课
- 课程学分：3
- 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
- 第二部分：断裂力学专题
- 考核方法：作业 60% + 期中考试 30% + 大作业10%
- 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）
- K.B. Broberg, Cracks and Fracture, Academic Press, 1999.（若有兴趣攻读固体力学研究生或断裂力学研究，可以研读这本优秀的断裂力学教材）
- J.R. Rice, “Mathematical Analysis in the Mechanics of Fracture”, in Fracture: An Advanced Treatise, vol. 2, ed. by H. Liebowitz, Academic Press, pp. 191-311, 1968. （作者是断裂力学先驱者，在线性和非线性断裂中的J积分、内聚力模型等方面有非常详细的阐述）
- 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）
- L. B. Freund, and S. Suresh. Thin film materials. Cambridge university press, 2004. （薄膜断裂部分参考了书中的第五章）
- UT Austin lecture notes on Fracture mechanics by Chad Landis (该课程笔记和作业题目的参考资料)
本科生课程：材料力学 Mechanics of Materials
- 开课时间：2023春 (周培源班握手计划)，2024春 ，2025春 (周培源班)，
- 教学方式：板书授课
- 课程类别：专业必修课
- 课程学分：3
- 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。
- 课程大纲：为了更好的与以学习过的理论力学和后续将要学习的弹性力学进行链接，我们微调了课程章节，并添加了部分训练性例题，具体如下：
- 第一章 课程介绍 以及基本概论 （4学时）
- 第二章 拉伸与压缩 （5学时）
- 第三章 扭转 （5-6学时）
- 第四章 弯曲内力与应力 （6-7学时）
- 期中考试
- 第五章 弯曲变形 （10 学时）
- 第六章 压杆稳定性 （6学时） Beyond
- 第七章 应力、应变分析和强度理论（8学时）
- 第八章 弹性杆系的一般性质（8学时）
- 期末考试
- 参考书目
- 材料力学（第三版），殷有泉，励争，北京大学出版社
- Timoshenko, Stephen P., and James M. Gere. Theory of elastic stability. Courier Corporation, 2012. (压杆稳定性章节中会涉及该书中的若干例题)
- Timoshenko, Stephen P. Strength of Materials, Part 2: Advanced Theory and Problems. CBS Publishers, 2002. (弹性杆系的一般性质章节中会涉及该书中若干例题)
研究生课程：表界面物理力学 Mechanics and Physics of Surfaces and Interfaces
- 开课时间：2022秋 ，2023秋，2025秋
- 课程编号：08611650
- 授课对象：力学、航空航天、能源环境、先进制造专业
- 教学方式：课堂板书为主
- 课程类别：专业选修课
- 课程学分：3
- 课程简介：宏观中经常忽略的表面和界面作用在微米尺度或更小尺度下变得非常重要，甚至主导物质的物理/力学行为与性质。随着系统和工艺的不断缩小，对表界面物理和力学的理解愈发关键。常见的例子包括微电子、表面涂层、labs-on-a-chip、纳米制造、聚合物加工等工程系统，也有细胞运动、壁虎粘附墙壁等许多有趣的生物系统。 本课程将重点关注由表面或两相之间界面的存在而引发的物理和力学现象，包括接触、黏附、（反）润湿等经典问题。主要涉及表面张力、范德华力等表面和分子间作用力，梁、板、壳、固膜、液膜等研究对象。该课程的具体目标是：1.介绍范德华相互作用及其影响；2.介绍表面能/表面张力的概念及其应用；3.简介关于梁、板、壳、膜等连续介质力学的约化模型；4.研究和分析这些模型在表界面作用力下的静态和动态响应；5.培养一些对表界面物理和力学的建模技能。
- 课程大纲：为了实现上述这些目标，研究以下具体主题：
- Lecture 01 Introduction
- Lecture 02 Van der Waals forces
- Lecture 03 Surface tension
- Lecture 04 Fluid statics
- Lecture 05 Lateral force balances
- Lecture 06 Fluid dynamics
- Lecture 07 Elasto-capillarity
- Lecture 08 Fluid dynamics
- Lecture 09 Landau-Levich problem
- Lecture 10 Moving contact lines
- Lecture 11 Marangoni flow
- Lecture 12 Adhesion
- Lecture 13 Fracture
- Lecture 14 Presentation
- 课程考核：平时作业（7次×10%/每次） + 结课项目（摘要5%，报告25%）
- 参考书目：
- Israelachvili, Jacob N. Intermolecular and surface forces. Academic press, 2011.（优秀教材，比较详细的介绍了表界面物理化学） D. Qu′er′e, F. Brochard-Wyart, and P.-Gi. de Gennes. Capillarity and Wetting Phenomena, Springer, 2004.（优秀的表界面现象参考书，但缺乏推导细节）
- Freund, Lambert Ben, and Subra Suresh. Thin film materials. Cambridge university press, 2004. （我们只关注部分章节，重点讨论固体薄膜材料）
- Barber, James R. Contact mechanics. Berlin: Springer International Publishing, 2018.（只关注这本书中的梁、板等约化模型章节）
- Maugis, Daniel. Contact, adhesion and rupture of elastic solids. Springer Science & Business Media, 2000.（优秀参考书，第一章详细介绍了范德华和表面张力的力学描述，此外我们还关注后续章节中的固体黏附部分）
- 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）
- 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。