有限元分析 教学大纲

《有限元分析》课程教学大纲

一、课程的地位、目的和任务

本课程地位：

《有限元分析》课程是机械设计制造及其自动化专业的一门重要专业选修课。有限元分析方法是一种数值分析方法，在大型数值运算中得到广泛的应用。

本课程目的：

《有限元分析》课程在教学内容方面着重机械分析的基本知识、基本理论和基本方法的传授。在培养学生的设计能力方面着重设计构思和设计技能的基本训练。

本课程任务：

1.树立正确的设计思想和创新意识，了解本课程基本理论的创立、运用和发展；

2.了解国家当前的有关技术、经济政策，具有正确运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；

二、本课程与其它课程的联系

本课程应在学完《画法几何与机械制图》、《理论力学》、《材料力学》课程等课程以后进行，可与《互换性与技术测量》课程同时开设。本课程学习结束后，为学生顺利进入后续专业课学习打下基础，本课程在机械类专业教学计划中起到承前启后的作用，是一门设计性的主干技术课程。在整个人才培养中有不可或缺的总要作用。

三、教学内容及要求

第一篇总论

第一章绪论

教学要求：

（1）了解有限元研究的内容与方法；

（2）初步理解其在解决固体力学与结构分析方面的问题，而且应用与传热学、流体力学、电磁学等领域的重要地位。

教学内容：

第一节机械结构设计与有限元分析的关系

（一）有限元方法的提出

（二）有限元方法的重要性

第二节用有限元分析方法解决一些工程上的问题

（一）有限元法在工程中的应用

第二章弹性力学的基本理论

教学要求：

（1）重点掌握真实解释一个函数，基函数是一组函数，试探函数是某一类函数。教学内容：

第一节有限元相关的数学与力学的知识

（一）有限元数学方程

（二）有限元力学方程

第二节弹性力学变分原理

（一）弹性力学原理

（二）弹性力学的表达式

第三章连续体弹性问题的有限元分析原理

教学要求：

（1）掌握该原理；

（2）熟知几种常用的单元的节点参数、表达形式和使用范围。

教学内容：

第一节二维、三维建模的有限元分析技术

（一）二维建模有限元技术

（一）三维建模有限元技术

第二节连续体的离散过程

（一）连续体的离散过程

（二） 2D单元的构造

（三） 3D单元的构造

第四章软件使用及结构分析实例与应用教学要求：

（1）掌握软件的使用方法，结构问问题的分析与过程；

（2）能够应用软件进行一般的结构分析。

教学内容：

第一节分析方法

（一）掌握该种分析方法

（二）解决处理实际工程问题

第二节实践练习

（一）上机练习，尽快掌握分析的原理

第五章接触问题的有限元分析

教学要求：

（1）掌握边界接触问题法人解决方法和分析思路。

教学内容：

第一节接触问题的分析方法

（一）接触问题的分析方法

（二）接触分析的单元形式与特性

（三）ANSYS软件分析问题的方法

第六章温度场的有限元分析教学要求：

（1）了解温度场分析的一般过程。

教学内容：

通过实验介绍温度场一般的分析过程。

第七章机械动力学有限元分析教学要求：

（1）掌握动力学一般的分析方法，能够通过软件进行一般的动力学分析。

教学内容：

第一节动力学方程

（一）动力学方程

（二）结构动力响应的有限元分析方法

四、教学安排及方式

五、考核方式

1.考核方式：

笔试开卷考试。

2.成绩评定：

（1）平时成绩：包括出勤、课堂提问、实验成绩等。

（2）期末成绩：期末考试成绩占总成绩的60%。

（3)课程综合成绩：平时成绩20%+期中成绩20%+期末成绩60%。

六、推荐教材与参考资料

1.推荐教材：

李黎明.《Ansys有限元分析实用教程》清华大学出版社,2005

2.参考资料：

[1]杜平安.《有限元法原理、建模与应用》.国防工业出版社,2004

[2]王庆五.《Ansys 10.0机械设计高级应用实例》.机械工业出版社,2006

编写人：郑义

审核人：杜昌民