《有限元分析》课程教学大纲
“有限元分析及工程应用”课程教学大纲
“有限元分析及工程应用”课程教学大纲英文名称：Finite element analysis and engineering application 课程编号：MACH3440学时：48 （理论学时：16 上机学时：32 课外学时：4）学分：2适用对象：机械工程及自动化专业高年级学生先修课程：高等数学、理论力学、材料力学、机械设计使用教材及参考书：[1]李人宪. 有限元法基础.北京：国防工业出版社，2004.[2]王勖成，邵敏.有限单元法基本原理和数值方法.北京：清华大学出版社，2004.[3]李兵，何正嘉，陈雪峰. Ansys Workbench设计仿真与优化.北京：清华大学出版社，2008.[4] 监凯维奇（英）.有限元方法基础理论第6版(FINITE ELEMENTMETHOD).北京：世界图书出版公司，2008.一、课程性质和目的性质：专业课目的：掌握以有限元为基础的机械结构强度、刚度等设计分析技术，将成为工程设计人员和科研人员的一项基本能力。
旨在培养学生掌握有限元分析的基本理论，具备利用Ansys软件进行机械结构优化设计、有限元数值建模和求解的能力。
二、课程内容简介本课程是研究有限元基本原理的一门科学。
主要包括：有限元方法分析原理及数力基础、杆梁结构的有限元分析原理、连续体弹性问题的有限元分析原理、有限元分析软件Ansys使用以及结构有限元分析专题与工程实践。
重在培养学生掌握有限元分析的基本理论和机械结构强度分析的基本方法。
三、教学基本要求1．要求学生熟练掌握有限元基本原理、形函数的构造、单元格式的选取及各种数值方法等基础内容。
2．通过本课程的学习，应使学生掌握有限元软件使用方法，具备实际中分析此类问题的基本能力。
四、教学内容及安排第一章：绪论1．介绍有限元法的起源、早期的主要工作和基本思想，当前有限元软件的发展水平，用有限元法分析的一些工程问题的基本思路。
教学安排及教学方式第二章：杆件结构的有限元法1．讲解有限元基础知识，包括有限元基本概念和杆直接法；2．讲解有限元基础知识，包括通过弹簧问题引入有限元构造，一维杆件系统有限单元法。
研究生有限元分析课程教学大纲
《有限元分析》课程教学大纲课程编号：学分：总学时：54讲课学时: 50 实验学时：0 上机学时：4 适用专业：机械工程开课时间：第1学期授课教师：王建明课程性质：学位课授课形式：双语教学一. 本课程的地位、作用和任务《有限元分析》是机械工程专业硕士研究生的一门学位课。
本课程是计算机辅助分析的理论基础和重要工具。
涉及到《计算机辅助设计》、《材料力学》和《计算机算法语言及程序设计》等基础课程的相关知识。
通过本课程的学习，要求学生能够掌握有限元的基本概念、理论和建模技术，以便能正确使用商业有限元软件解决实际工程问题，特别是涉及到复杂工程结构的力学分析问题。
二．本课程教学基本内容固体力学和结构力学简介；有限元法基础；桁架、梁、刚架、二维固体、板和壳、三维固体的有限元法；建模技术；热传导问题的有限元分析；ANSYS软件的使用三．课程教学基本要求1．简要了解二维和三维固体以及桁架、梁和板结构的三组基本力学方程，即表示位移-应变关系的几何方程，表示应力-应变关系的本构方程和表示内力-外力关系的平衡方程。
2．了解利用能量法形成有限元离散系统方程的基本原理，即哈密尔顿原理。
掌握有限元分析的基本方法及步骤，包括域的离散、位移插值、构造形函数、单元有限元方程的建立、坐标变换、整体有限元方程的组装、整体有限元方程的求解技术。
3．具体深入的了解并掌握桁架结构、梁结构、刚架结构、二维固体、板和壳结构、三维固体的有限元法分析技术，包括他们具体的形函数构造，应变矩阵，局部坐标系和整体坐标系中的单元矩阵。
各种结构的实例研究。
4．了解并掌握建立高质量建模所涉及的各种关键技术。
包括单元类型的选择，单元畸形的限制，不同阶数单元混用时网格的协调性问题，对称性的应用（平面对称、轴对称、旋转对称、重复对称），由多点约束方程形成刚域及应用（模拟偏移、不同自由度单元的连接、网格协调性的施加）等，以及多点约束方程的求解。
5. 了解并掌握利用有限元的加权残值法求解场问题的概念，重点介绍1维和2维热传导问题有限元分析。
《有限元分析》课程教学大纲(本科)
《有限元分析》课程教学大纲课程编号：081043111课程名称：有限元分析英文名称：Finite Element Analysis课程类型：专业课课程要求：必修学时/学分：32/2 （讲课学时：24实验学时：0上机学时：8）适用专业：机械设计制造及其自动化一、课程性质与任务《有限元分析》是机械设计制造及其自动化专业的专业平台课。
它的目的和任务是通过课程学习使学生掌握有限元分析的基础理论知识及使用有限元法进行结构计算分析的基本方法。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本分析方法的讲解；在培养实践能力方面着重引导学生采用MATLAB及ANSYS软件解决具体的工程实际问题能力。
二、课程与其他课程的联系本课程的先修课程有高等数学、理论力学、材料力学。
与机械系统设计、机械优化设计等后续专业课程中的结构设计分析等内容相关联。
三、课程教学目标1.能将有限元的基本理论和方法用于解决实际的工程问题，建立有限元模型，并给出正确的解答，为前期的机械结构设计提供参考。
（支撑毕业能力要求2.1, 2.2）2.运用本课程的知识对实际的工程问题，根据类比等方式获得的分析结果提出机械产品的最优设计方案。
（支撑毕业能力要求3.1, 3.2, 8.2）3.采用有限元方法对复杂的工程问题进行分析，解释结果数据，进而得出科学的研究结论。
（支撑毕业能力要求4.2, 4.3, 8.2）4.可以用MATLAB及ANSYS软件对复杂的工程问题进行分析，了解各软件在分析不同问题时的优势及局限性。
（支撑毕业能力要求5.1, 5.2）五、其他教学环节无。
六、教学方法本课程以课堂教学为主，结合作业、上机等教学手段和形式完成课程教学任务。
在课堂教学中，通过讲授、提问、讨论、演示等教学方法和手段让学生理解有限元理论的基本概念，基本原理和各种分析方法，强调有限元方法的工程应用背景以及MATLAB、ANSYS软件在有限元分析中的应用。
七、考核及成绩评定方式本课程的成绩由过程考核成绩和期末笔试成绩组成，其中过程考核包括平时表现成绩、作业成绩和上机成绩三部分组成。
《有限元》教学大纲
《有限元分析》课程教学大纲【课程编号】×××××【课程名称】有限元分析/ Finite Element Analysis【课程性质】专业核心课【学时】144学时【实验/上机学时】144学时【考核方式】试卷考【开课单位】XX学院【授课对象】本科、机械设计制造及其自动化学生一、课程的性质、目的和任务有限元法作为边值问题的近似计算方法，随着计算机和计算技术的迅猛发展，其应用已从固体力学发展到流体力学、热力学、电磁学、声学、光学、生物学等多耦合场问题。
《有限元分析基础》是材料成型类专业的一门专业基础课，主要介绍固体力学有限单元法的基本理论和应用。
在对有限单元法的原理、方法进行讲授的同时配以相应的计算算例及大型工程软件的使用示例，加深学生的理解和消化。
课程教学所要达到的目的是：1、有限单元法的基本理论和实施方法；2、掌握工程结构和设备的受力及变形分析技能并最终提高他们的工程设计能力和解决实际问题的能力；3、利用ANSYS软件上机实践完成两个上机练习：刚架结构有限元分析和三维固体有限元分析；4、掌握利用有限元的加权残值法求解场问题的概念，重点介绍1维和2维热传导问。
题有限元分析。
二、教学内容、基本要求和学、课时分配第一章：ANSYS概论（13学时）（一）基本要求：了解有限元法的分析过程，ANSYS 15.0的安装与启动，前处理、加载并求解、后处理。
（二）教学内容和课时分配：1、有限元法的分析过程，ANSYS 15.0的安装与启动（2学时）2、系统要求、设置运行参数（1学时）3、ANSYS分析的基本过程（1学时）4、实验内容（9学时）实验1 梁的有限元建模与变形分析（1学时）实验目的和要求：1)要求选择不同形状的截面分别进行计算；2) 梁截面分别采用以下三种截面；3) 设置计算类型；重点：有限元法的分析过程，ANSYS 15.0的安装与启动；难点：ANSYS分析的基本过程；第二章：图形用户界面（13学时）（一）基本要求：了解ANSYS软件界面下各窗口的功能，具体包括应用命令菜单、主菜单、工具栏、输入窗口、图形窗口和输出窗口。
有限元分析基础教学大纲
有限元分析基础Fundamentals of Finite Element Analysis一、课程基本信息学分：2.5总学时：40学时讲课学时：40学时上机学时：1周（有限元分析基础实践，01111790）实验学时：0 学时课程A/B类归属：课程代码：01111780开课学期：第五学期先修课程：理论力学（08100170）、材料力学（08100180）、线性代数（08100030）二、课程介绍及教学目的、教学要求有限元法作为边值问题的近似计算方法，随着计算机和计算技术的迅猛发展，其应用已从固体力学发展到流体力学、热力学、电磁学、声学、光学、生物学等多耦合场问题。
《有限元分析基础》是材料成型类专业的一门专业基础课，主要介绍固体力学有限单元法的基本理论和应用。
在对有限单元法的原理、方法进行讲授的同时配以相应的计算算例及大型工程软件的使用示例，加深学生的理解和消化。
本课程对于学生了解和掌握有限单元法的基本理论和实施方法、培养他们对工程结构和设备的受力及变形分析技能并最终提高他们的工程设计能力和解决实际问题的能力，具有重要的理论指导作用。
三、本课程与其他有关课程的联系本课程的先修课程是高等数学、线性代数、工程力学等。
学生通过对本课程的学习，将为学习和巩固机械设计、材料成型及控制、材料失效分析、专业结构装备制造以及其他机械性质的专业课程打下坚实的基础。
四、课程内容及课时分配（一）课程内容第一章概述1.1 有限单元法的概念1.2 有限单元法基本步骤1.3 工程实例第二章结构几何构造分析2.1 结构几何构造的必要性2.2 结构计算基本知识2.3 结构几何构造分析的自由度与约束2.4 自由度计算公式第三章杆系结构静力分析的有限单元法3.1 结构离散与向量表示3.2 位移函数及单元的刚度矩阵3.3 坐标变换及单元刚度矩阵3.4 整体刚度矩阵3.5 约束处理及求解3.6 计算示例3.7 ANSYS桁架结构计算示例3.8 ANSYS刚架结构计算示例第四章平面结构问题的有限单元法4.1 平面应力问题4.2 平面应变问题4.3 平面问题的离散化4.4 平面三结点三角形单元4.5 ANSYS平面结构计算示例第五章等参元5.1坐标变换与平面四结点等参元5.2平面八结点等参单元5.3单元刚度矩阵5.4 ANSYS等参元计算示例第六章空间问题的有限单元法6.1 三维应力状态6.2 空间结构的离散化6.3 简单四面体单元6.4 20结点等参元6.5 ANSYS空间问题计算示例第七章轴对称旋转单元7.1 应力与应变关系7.2 单元刚度矩阵7.3 ANSYS轴对称旋转单元计算示例五、实验环节内容（有限元分析基础实践，01111790）上机内容:1、ANSYS软件的安装及基本操作2、ANSYS建模（几何模型的建立、单元定义、网格划分）3、加载、求解与后处理操作练习4、杆系结构静力分析5、平面结构问题的有限单元法分析6、空间问题的有限单元法分析六、执行大纲应注意的问题1、教学中应注重基本知识、基本理论和基本方法的讲授，注意精讲多练。
《有限元分析》课程教学大纲.doc
《有限元分析》课程教学大纲课程代码：0803731009课程名称：有限元分析英文名称：Finite Element Analysis总学时：32 讲课学时：12 实验学时：0 上机学时：20 课外学时：0学分：2适用对象：机械设计制造及其自动化专业（计算机辅助制造与数控加工专业方向）先修课程：工程制图、金属材料及加工、机械设计基础、工程力学。
一、课程性质、目的和任务有限元分析属于机械设计制造及其自动化专业（计算机辅助制造与数控加T专业方向）的专业任选课。
有限单元法是一种数值计算方法，在广泛的大型、复杂工程问题或领域屮，是一种分析设计和科学研究的有力工具。
例如固体力学、流体力学、地质力学、电磁学、传热学、建筑声学与噪音等问题或领域的分析研究屮，都可以利用有限元方法。
通过本课程学习使学生对有限单元法的基木原理及解决问题的基木步骤、应用要点，有一个基本认识和初步掌握，培养和提高解决T•程实际问题的基本技能，为应川有限元分析软件包解决实际工程问题奠定基础。
二、教学基本要求通过本课程的学习，学生应达到如下要求：1・了解有限元方法解决T程技术问题的基本方法；2.掌握有限元方法的基本原理、使用方法和解题步骤，并能够对轴对称零件、杆类零件、薄板弯曲等零件变形的进行具体的分析；3.了解热变形和热应力分析的方法和步骤。
三、教学内容及要求（一）绪论教学内容：介绍机械结构设计与有限元分析的关系，介绍有限元法的起源、早期的主要工作和基木思想，当前有限元软件的发展水平，川有限元法分析的一些T程问题的基木思路。
教学要求：在阐述有关基木理论的基础上，联系工程实际问题，了解有限元法研究的内容和方法，初步理解具在解决固体力学及结构分析方面的问题，而且应用于传热学、流体力学、电磁学等领域问题屮的重要地位。
（二）弹性力学的基础理论教学内容：介绍关于有限元方法的一些数学和力学基本知识，通过弹性力学变分原理建立弹性力学问题有限单元法的表达格式。
《有限元理论与分析》教学大纲
《有限元理论与分析》教学大纲大纲说明课程代码：5135030总学时：40学时（讲课32学时，上机8学时）总学分：2.5课程类别：专业模块选修课适用专业：机械设计制造及其自动化专业预修要求：高等数学、理论力学、材料力学、计算机程序语言与设计一、课程的性质、目的、任务：本课程是机械及其制造专业限定选修的一门专业基础课。
本课程的教学目的，是使学生在理论力学和材料力学等课程的基础上进一步掌握弹性力学的基本概念、基本原理和基本方法，了解弹性体简单的计算方法和有关解答，提高分析与计算的能力，为学习有关专业课程打下初步的弹性力学基础。
二、课程教学的基本要求：本课程教学环节主要包括：课堂讲授、习题课、作业、课后辅导答疑、用计算机程序上机计算、考试。
课堂教学用弹性力学教学课件，重点章节安排习题课，有和教材配套的学习辅导书。
课后布置一定量的习题，以理解所学概念、理论，掌握分析解决弹性力学问题的方法。
考试用弹性力学课程题库里的考试题，考试根据学生素质采用闭卷、半开卷、开卷方式。
三、大纲的使用说明：本大纲适用于机械及其制造本科专业40课时的《有限元理论与分析》课程.大纲正文第一章绪论学时：2 学时（讲课2学时）本章讲授要点：了解弹性力学的内容，理解体力、面力、应力、应变和位移的基本概念，熟悉记号和符号的有关规定，理解弹性力学的基本假定。
重点：弹性力学中的几个基本概念；难点：应力、应变的概念；应力、应变记号和符号的有关规定。
第一节弹性力学的内容第二节弹性力学中的几个基本概念第三节弹性力学中的基本假定第二章平面问题的基本理论学时：7学时（讲课7学时）本章讲授要点：掌握平面应力问题和平面应变问题的特点，掌握平面问题的基本方程，了解按位移和按应力求解平面问题的基本思路和步骤。
能正确写出边界条件，能正确理解和应用圣维南原理。
重点：1、平面应力问题和平面应变问题的特点；2、平面问题的基本方程；3、按位移和按应力求解平面问题的基本思路和步骤；难点：平面问题的基本方程；按位移和按应力求解平面问题的基本思路和步骤。
汽车结构有限元分析课程教学大纲
汽车结构有限元分析课程教学大纲（总学时数：48，学分数：3）一、课程的性质、任务和目的汽车结构有限元分析是车辆工程专业的一门专业必修课。
本课程的教学任务和目的：通过本课程的学习，使学生对有限元的基本观念和基本方法有一个初步的认识，熟悉有限元法求解问题的基本步骤，熟练掌握ANSYS有限元的分析软件，对简单分析对象进行有限元建模，具备运用有限元分析软件解决简单静态工程实际问题的能力，能够综合运用有关知识与方法对有限元分析结果进行基本分析。
二、课程基本内容和要求（一）概述了解有限元法的基本思想、特点与应用领域。
（二）弹性力学基本理论掌握弹性力学的基本假设、基本概念和基本方程，熟练掌握平面问题的基本理论，理解弹性力学中的能量原理。
（三）弹性力学有限元法熟悉有限元法求解问题的基本步骤，能够综合运用有关知识与方法，对简单分析对象进行有限元建模和对有限元分析结果进行基本分析。
（四）有限元分析中的若干问题针对工程实际对象有限元分析中经常遇到的一些典型问题，能够运用所学知识，进行模型简化并合理建模。
（五）有限元分析软件主要讲述ANSYS概述、建模与网格划分、加载与求解、后处理、工程应用实例和动力学分析方面的内容。
通过学习，能够独立上机操作，应用ANSYS有限元软件完整地进行简单的工程实际问题的应力与变形分析、计算。
三、学时分配表四、有关说明（一）先修课程工程力学如《理论力学》、《材料力学》，计算机办公自动化操作基础，最好具有制造工程的一般常识。
（二）教学建议在讲授时，注意结合工程实际；认真指导学生做好作业，提高分析问题和解决问题的实际能力。
并用课内时间通过典型工程实例，让学生掌握用有限元分析软件对简单分析对象进行有限元建模、求解和分析的基本方法与步骤。
（三）教学参考书[1]尹飞鸿.有限元基本原理及应用.高等教育出版社，2010[2]张洪才.有限元分析—ANSYS 13.0从入门到实战. 机械工业出版社，2011[3]谢里阳. 现代机械设计方法.机械工业出版社，2005。
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《有限元分析》课程教学大纲
一、课程与任课教师基本信息
课程名称：有限元分析课程类别：必修课□选修课■
学时学分：其中实验（实训、讨论等）学时：
授课时间：周三、节授课地点：
任课教师姓名：孟宪铸职称：副教授
所属院（系）：机械工程学院适用专业班级：机械设计本、班
联系电话：
答疑时间、地点与方式：课前、课后，教室，交流
二、课程简介
本本课程是机械设计制造及其自动化专业的学科选修课。
它的教学目的和任务是使学生掌握有限元法基本原理，为进一步应用有限元法解决复杂的工程问题打下基础。
三、课程目标
结合专业培养目标，提出本课程要达到的目标。
这些目标包括：
、知识与技能目标
了解有限元法的特点及利用有限元分析结构的基本步骤；理解杆、梁、板单元刚度矩阵的推导方法；理解常用非节点载荷的处理方法；学会将一般的工程问题归结为有限元力学模型的方法，并能上机计算。
、过程与方法目标
保留了传统教学手段“粉笔黑板模型”的合理内核，同时积极开发、利用多媒体资源，形成全方位的立体化的教学手段，从而达到“减压增趣”、“提智扩能”的教学目标。
、情感、态度与价值观发展目标
有限元分析属学科选修课。
根据世纪教育教学改革“宽口径、厚基础、高素质、强能力”的原则，学生应有较好的素质结构、较全面的知识结构。
有限元分析理论性强，与各类工程技术有着密切的联系，因此处理工程问题的能力是学习该课程学生的必备素质。
学生应重视本课程在素质培养中的作用，本着对自己、对社会高度负责的态度搞好课程学习。
体现在学习中，具体要做到：明确学习目标，端正学习态度，培养学习兴趣，认真完成每个学习环节。
同时，积极落实人才培养计划，使自己成为出色的、受社会所欢迎的工程技术人才。
四、与前后课程的联系
前导课程：高等数学、线性代数、材料力学、弹性力学。
后续课程：有关专业课。
五、教材选用与参考书
、选用教材：王元汉李丽娟李银平编著，《有限元法基础与程序设计》，华南理工大学出版社。
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、参考书：杨荣柏主编，《机械结构分析的有限元法》，华中科技大学出版社。
张桐生张富德编著，《简明有限元法及其应用》，地震出版社，
教师是教学活动的主导者，教学方法是决定施教效果的主要因素。
培养学生的能力是本课程的核心任务，但这种能力的形成是艰苦的，绝非一蹴而就。
为达教学目的，适度强化、逐渐推进的教学方式是必需的。
在授课过程中，需要适时启用已学过的知识点。
为增强授课效果，有时还辅以手势等示意方式。
分析、启发是良好的教学方法，将伴随整个教学过程。
教学手段是教学方法的重要补充，是保证施教效果的重要因素。
根据本课程特点，采用多媒体与板书结合。
多媒体的作用在于提高授课效率，并使形体视频化、动态化；教案、资料以及实现课下互动等。
八、对学生的学习要求
、学习本课程的方法、策略及教育资源的利用。
费解、不易学是本课程的特点，随着教学的推进，会逐渐传导至部分学生，。