《有限元方法》课程教学大纲.docx

有限元方法课程教学大纲课程代码：ABJD0308课程中文名称：有限元方法课程英文名称：Methodo1ogyofFiniteE1ement课程性质：选修课程学分数：2课程学时数：32授课对象：机械设计及其自动化专业本课程的前导课程：高等数学，线性代数，理论力学，材料力学。一、课程简介有限元方法是一种现代设计方法。有限元方法应用于机械设计中，可以提高产品质量、降低产品成本，是一种具有重要经济意义和巨大潜力的先进技术。本课程为机械类或相关专业高年级学生的选修课，其目的是使学生掌握有限元方法的基本概念和基本理论，掌握有限元分析的基本处理方法，培养学生运用有限元理论知识解决工程实践的能力。二、教学基本内容和要求第一章概论有限元的概述、有限元的发展及常用软件介绍。重点：有限元基本概念和基本原理。第二章弹性力学基本原理变形体的描述与变量定义、弹性体的基本假设和研究的基本技巧；应力及其分量、力的平衡微分方程、位移和应变以及位移和应变的关系（几何方程和物理方程）、虚功方程。重点：弹性力学的概念、弹性力学基本参数、弹性力学的基本方程。难点：弹性力学的基本假设和弹性力学基本方程。第三章平面问题有限元法平面矩形板单元的刚度矩阵和应用举例、形状函数、平面高次板单元的刚度矩阵、平面等参数单元的刚度矩阵、结构总刚阵的特点和组集方法、边界条件处理、载荷移置。重点：平面问题有限元的适用范围和求解过程。难点：形状函数，边界条件。第四章空间问题有限元法四面体单元、六面体单元和空间等参数单元，三维零件的有限元分析。重点：三维零件有限元分析的概念和基本步骤。第五章常用工程机械的有限元分析对不同机械产品的零部件进行三维造型，并进行组装，考虑接触条件，加载各种实际工况边界条件，对相应产品的有限元模型进行力学强度分析。重点：机械零件有限元分析的一般步骤。难点：零部件的装配和接触问题设置、各种边界载荷的施加。第六章结构动力学问题有限元分析简介介绍动力学方程的求解方法，结构模态分析、瞬态动力学中的应用。重点：各种单元的动力学方程，利用几何刚度矩阵，计算动力响应。难点：动力学方程、单元质量矩阵、阻尼矩阵、特征值问题及其解法和结构动力学方程的求解。第七章有限元软件简介介绍ANSYS或其它有限元软件的使用。三、实验教学内容及基本要求上机内容：1、ANSYS或其它有限元软件的安装及基本操作。2、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、利用有限元软件，分析机械零件的强度和刚度。四、教学方法与手段讲授，多媒体演示，上机实验。五、教学学时分配章节与内容课时作业量备注第一章概论2第二章弹性力学基本原理4第三章平面问题有限元法4第四章空间问题有限元法4第五章常用工程机械的有限元分析4第六章结构动力学问题有限元分析简介2第七章有限元软件简介2上机实验10合计32六、考核方式与成绩评定标准1、考核方法：理论考试，上机考查2、成绩评定：平时占20%,理论考试占40虬上机考查占4096七、教学参考资源1、参考书目：(I)傅永华编著，有限元分析基础，武汉大学出版社，2003年。(2)曾攀编著，有限元分析及应用，清华大学出版社，2004年。