《ANSYS软件应用》课程教学大纲.docx

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1、ANSYS软件应用课程教学大纲课程代码010011S课程名称中文名：ANSYS软件应用英文名：App1icationofANSYS课程类别专业课修读类别任选学分1.5学时24（理论4+上机20）开课学期第7学期开课单位材料科学与工程学院无机非金属材料系适用专业无机非金属材料工程专业先修课程材料力学、结构力学等后续有关专毕业设计（论文）业课程和教学环节主讲教师/葛俊颖/副教授职称考核方式及作业成绩+上机考核成绩各环节所占比例(50%)+(50%)教材及主要（1）有限元法基础及ANSYS应用（教材），王新荣等主编，科学出版参考书社，2008（2）ANSYS工程结构数值分析，王新敏编著，人民交通出版

2、社，2007（3）基于ANSYS的桥梁结构分析，葛俊颖主编，中国铁道出版社，2007一、课程性质和目标ANSYS软件应用课程属无机非金属材料工程专业的一门专业基础课，内容上主要为有限元分析的基本概念和ANSYS软件的应用，侧重上机操作，旨在使学生认识如何用有限元法模拟混凝土结构。用三维梁单元进行钢筋混凝土和预应力混凝土结构的总体分析；用混凝土实体单元进行混凝土开裂、压碎等的非线性分析方法；认识混凝土水化热分析。知识目标：课程目标1：利用三维梁单元分析钢筋混凝土、预应力混凝土结构及构件的总体分析，在不考虑结构及构件的截而削弱的情况下，计算结构内力和变形、混凝土和钢筋的应力、预应力的施加等。课程目

3、标2：利用混凝土单元模拟混凝土开裂及压碎，钢筋及预应力钢筋在混凝土实体单元中的模拟。课程目标3：模拟混凝土浇筑过程中由于水化热在结构及构件中产生的温度应力。能力目标：课程目标4：熟练使用ANSYS中的梁单元和实体单元进行结构建模，能够独立完成混凝土结构的总体分析、局部开裂和压碎分析以及混凝土水化热分析。二、本课程所支撑的毕业要求（1）本课程所能支撑的毕业要求和课程目标的对应关系序号毕业要求指标毕业要求指标点具体内容课程目标点1 毕业要求5-1有限元分析的基本原理和方法，能够熟练应用课程目标1、2、3ANSYS软件分析混凝土结构。2 毕业要求5-3能根据混凝土/陶瓷产品研发与检测需要，选择分析课

4、程目标2、3、4方法与现代工具对复杂无机非金属材料工程问题进行模拟预测和结果分析，并能分析模拟和预测的局限性。（2）本课程内容与课程目标、毕业要求指标点的对应关系教学内容课程目标毕业要求指标点理论1.有限元分析基本理论课程目标1、2、3毕业要求5-1教学2.梁单元分析课程目标1毕业要求5-13.实体单元分析课程目标2毕业要求5-14.水化热分析方法课程目标3毕业要求5-1上机1.ANSYS建模及分析流程课程目标4毕业要求5-1教学2.梁单元模拟混凝土结构课程目标1、4毕业要求5-1、5-23.混凝土单元模拟混凝土结构课程目标2、4毕业要求5-1、5-24.水化热分析课程目标3、4毕业要求5-1

5、、5-25.上机考核课程目标1、2、3、4毕业要求5-1.5-2三、教学内容及安排（一）理论教学内容（4学时）1 .有限元分析基本理论(2学时)(1)基本要求通过介绍本课程主要教学内容，使学生认识本课程在无机非金属材料工程专业中的地位和作用。课程要求有限元的基本概念和分析流程。(2)教学内容1)本课程在专业中的地位和作用，学习目标，学习方法，预期达成学习效果。2)有限元分析基本概念，ANSYS软件的分析流程。(3)重点重点：有限元分析基本概念。2 .梁单元分析(1学时)(1)基本要求要求学生对三维梁单元的输入与输出数据有一定认识；什么是BEAM189单元方向定位、几何特性参数输入方法；认识自定

6、义截面、钢筋模拟、预应力施加方法；熟悉使用BEAM189单元建模的步骤。(2)教学内容1)梁单元方向定位方法；2)截面几何特性的输入方法；3)梁单元自定义截面、钢筋模拟方法以及预应力施加方法；4)用梁单元在ANSYS中建模的步骤。(3)重点和难点重点：用梁单元分析结构的步骤。难点：梁单元自定义截面、钢筋模拟方法以及预应力施加方法。3 .实体单元分析(0.5学时)(1)基本要求要求学生实体单元建模步骤；钢筋模拟方法：与其它单元类型共同建模时的自由度协,调；混凝土单元参数意义与设置。(2)教学内容1)实体单元建模步骤；2)弥散和分离法模拟钢筋；3)自由度协调；4)混凝土单元参数设置。（3）重点和难

7、点重点：建模步骤、混凝土单元设置。难点：混凝土单元参数设置及取值。4 .水化热分析介绍（0.5学时）（1）基本要求要求学生认识混凝土水化热分析的方法。（2）教学内容1）ANSYS中分析水化热的简化方法；2）相关公式介绍。3）分析步骤。（3）重点和难点重点：ANSYS分析水化热的方法步骤。难点：相关公式参数取值。（二）上机教学内容（20学时）序号上机项目上机要求上机内容实验学性质时1ANSYS要求学生熟练使用ANSYS软（1）简支梁建模；综合性2建模及分件进行建模析（2）分析结果查看；2梁单元模要求学生用梁单元分析混凝土拟混凝土结构的方法步骤。结构（1）自定义截面；（2）钢筋模拟;（3）预应力施

8、加方法。综合性83实体单元要求学生用混凝土单元分析混模拟混凝凝土结构的方法步骤。土结构（1）混凝土单元参数设置；（2）钢筋模拟；（3）预应力施加方法。综合性64水化热分要求学生水化热简化分析方析法。（1）分析原理及操作。综合性25上机考核要求学生用ANSYS模拟混凝（1）梁单元应用考核；综合性2土结构的方法步骤。（2）混凝土单元应用考核；序号上机项目上机要求上机内容实验学性质时（3）水化热分析考核。四、达成课程目标的途径和措施1 .教学方法本课程涉及到的教学方法有理论讲授、上机演示和上机辅导等，具体根据教学内容和目标不同采取更合适的教学方法。理论部分授课以“讲授法”为主，并与课堂学生讨论等互动

9、方式配合使用。上机部分主要采用先上机演示再上机辅导的方式，首先进行上机演示，讲解操作方法以及每一步骤的含义，结合理论课内容让学生知道每一操作步骤的意义，以便使学生能够顺利独立完成不同结构分析。最后通过上机考核的方法考核学生的情况。2 .教学手段本课程利用“多媒体”结合“板书”的教学手段进行理论部分授课，通过每人一机的方式进行上机操作及考核。3 .课外阅读要求推荐学生利用互联网资源、校园网资源（校园网数据库）、图书馆资源（期刊、专业文献）等多种手段获取信息，进行课外阅读。通过课外阅读，既能加深对教学内容的理解，又能拓展专业视野，紧跟行业发展前沿。4 .多环节训练（1）上机（2）结课上机考核五、课

10、程综合记分方法课程考核由平时作业测试成绩和最后上机考核成绩两部分组成，内容须覆盖全部课程目标和毕业要求指标点。各考核环节及所占比重见下表：考核环节比重（%）作业成绩50结课上机考核成绩50总计100（注：无故旷勤1/3者，不允许参加最后的上机考核。）各个环节的评分标准如下：1 .作业作业共有3次，即梁单元模拟混凝土、实体单元模拟混凝土和水化热分析。每次作业在各阶段上机完成后交，不交作业或作业不满足下列要求，均以零分计。每次作业按百分制评分，总评后折算成50分。作业的评分标准观测点85IoO分7584分6074分v60分内容全面性严格按照作业要求基本按照作业要求不能按照作业要不能按照作业要求（权

11、重0.2）并及时完成并及时完成求，未及时完成未及时完成概念清楚（权重0.2）概念清晰概念基本清晰概念不清晰概念错误计算能力（权重0.5）完全正确基本正确部分错误完全错误结论有效性、结论有效，文整规结论基本有效，文结论不合理，文整未给出结论，文文整范，插图符合要求整基本规范较乱整很乱（权重0.1）2 .期末上机考核期末上机考核成绩是通过在规定时间内完成考核题目的建模、计算和调试的成绩给出，考核内容覆盖课程所讲的梁单元应用、混凝土单元应用和水化热等知识点。学时交卷时提交计算过程的命令流文件，按期末上机考核评分标准百分制评分，总评后折算成50分。期末上机考核评分标准观测点IOO分80分60分。分命令

12、流文件内提交的文件包含内提交的文件包含内提交的文件包含内未提交命令流文件容全面性容全面，命令全部容全面，命令有容全面，命令有或提交的文件内容（权重0.5）正确1-2个错误25个错误不全面运行命令流文完全正确运行有警告，修改运行有错误，修改完全错误，不能运件结果正确性后结果正确后结果正确行（权重05）六、评估方法每学期课程结束后进行课程评估。本课程采用基于课程目标（即预期学习成果）的评估方法，包括：1）根据课程目标设计并实施相应的学习任务和学习活动；2）收集学习活动中各种学习成果的评估资料；3）分析和评估实际的学习成果，做出正确的判断。4）写出反思和持续改进报告（包括评估过程、评估结果、教学反思

13、和持续改进）。课程目标1的评估设计学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果细化的预期学习成果及实施准则预设的学习任务观测点熟练使用用梁单元建模、分析和查看结果作业1作业1题完成情况ANSYS用梁单元进行结构分析自定义截面、复合材料建模、梁单元作业1中钢筋模拟作业1题完成情况预应力施加方法作业1作业1题完成情况课程目标2的评估设计学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果细化的预期学习成果及实施预设的学习任务观测点准则用实体混凝土单元模拟混凝土结构混凝土单元参数设置、弥散作业2作业2完成情况式钢筋建模方法离散式钢筋建模方法作业2作业2完成情况课程目标3的评估设计学习成果学习任务、过程和观测预期学习

14、成果细化的预期学习成果及实预设的学习任务观测点施准则用简化的方法模拟混分析过程、参数取值方法作业3作业3完成情况凝土水化热对结构的作用课程目标4的评估设计学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果细化的预期学习成果及实施准预设的学习任观测点贝IJ务利用ANSYS软梁单元整体计算；混凝土单元期末考核是否能独立、完整地进行结件进行混凝土结混凝土开裂及压碎计算计算；构分析；分析结果评价能构分析水化热温度应力计算。力。七、课程目标达成评价与持续改进机制1 .课程评价课程评价周期定为每2年评价一次，评价小组由教学指导委员会和专业负责人组成。评价小组依据毕业要求达成度目标值设置课程达成目标值，采用课程总评成绩分析法进行评价。依据课程评价的结果，寻找问题，持续改进课程教学质量。依据毕业要求达成度评价结果，持续改进课程体系。2 .持续改进机制（1）建立持续改进制度1）成立本课程持续改进组。