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基于理论知识的CAE课程教学改革 上海理工大学机械工程学院 汪中厚 曹 欢 刘欣荣 【摘 要 】《CAEd~2~ 用》课程是以多门理论课程为基础，并能反作用于理论课程的一门学科。但在 目前的cAE教学 中并没有实现与理论课程的紧密联系，且纯理论知识的讲解不利于cAE课程的教学。本文通过多样化教学以及项 目驱动式教 学来提高学生的积极性和创造性。 ． 【关键词】CAE 理论课程 改革 引言 目；在多个章节结束之后 ，选择一个综合性强的项 目；具有 随着机械加工制造业技术的快速发展以及计算机技术的 代表性和实用性，可以从生产实践和生活中选出，也可以 普遍应用，CAE的有限元分析方法已从工程结构分析计算扩 是校企合作的项 目；具有一定的新颖性 ，能够激发学生的学 展到几乎所有科学领域，成为一种应用广泛且实用高效的数 习兴趣。在成员组成上，可以将学生分成4—5组，每组人 值分析方法Ⅲ。故而，CAE技术及应用》课程已进人各高校 数控制在5—6人 ，采用分组合作的目的，一方面避免项 目 的培养计划中，但在学习该课程之前需具备力学基础以及有 的繁重给学生带来的压力所造成的负面效果 ，另一方面培 限元的基本原理等。其中力学基础课程又包括工程力学 (材 养学生的团队合作精神3【】。 料力学、理论力学)、弹塑性力学等；有限元的基础原理包括 2．2．2项 目驱动下的模式改革 线性代数、数值分析、微积分原理等。由此可知，在CAE课 (1)在CAE技术及应用课程开设之前，就布置一个大 程教授的同时需加强对理论知识的学习，除此以外，《CAE技 项 目，在项 目的选择上应该是有层次的，比如完成一个复 术及应用》的主要内容是对有限元分析软件的学习，在此选 杂零件的结构、热力分析，分配给每个同学的课题相类似， 择由美国公司推出的ProM／echanica软件，它可以完全实现几 但零件不同，这样避免了抄袭现象，保证每个学生能切人 何建模和有限元分析的无缝集合，在集合建模之后无须退出 ~I]CAE的学习中。而且对该项 目的考核会 占大部分比重。激 设计环境就能进行有限元分析闭。应加强学生对CAE软件实 发学生从根本上熟练掌握对软件的应用。 践胜地操作与运用，在有限的课时内，达到教学的最佳效果。 (2)每次课可以用一个小项 目做例子，引导学生怎样 1教学现状 去应用软件。光靠教师的讲解只能达到让学生熟悉软件的 1．1缺乏知识衔接 效果，而不能让学生掌握软件，在课堂上应加强 “师生互动” 《CAE技术及应用》课程将理论与技术实践相互贯通，着 环节，充分利用有限的课堂时间。在每个例子讲解之后可 重加强有限元技术的应用及一些相关cAE新技术的介绍，遵循 以留给学生 自主练习时间，这样既能培养学生 自主动手能 理论与实践结合的教学体系和方法。理论离不开弹性力学基 力，又能在发现问题时及时解决问题，在有限的时间内达 到课程的最佳效果。 础、高等代数以及有限元基本原理等学科。比如在~ ．CAE结 2．2．3项 目教学的效果评判 构模型时，首先得对零件进行受力分析，就涉及到 《理论力学》 项 目教学的方法避免了传统的结果考核模式，而注重 中的拉压力、扭矩、弯矩。通过学习 《CAE技术及应用》这门 对过程的考核；通过课后的练习能巩固课上教师所讲的内 课程，帮助学生在分析模型时加深对基础知识的理解，而现