电脑辅助工程-中央大学机械系-国立中央大学.doc

國立中央大學機械工程學系 系訂課程大綱 一、課程基本資料 課程名稱 中文：電腦輔助工程 英文：Computer Aided Engineering 課程類別 □必修 ■核心課程 學分數 3 課程代碼 ME3061 每週上課時數 3小時 開課 電腦輔助工程為機械工程系C班設計分析組之大三必修課程，本課程銜接材料力學課程，主要教學目標在培養學生面對機械系統時，能夠有足夠之知識並能有效的運用電腦，進行分析或設計。學生修畢此課程將能展示以下之能力： 瞭解有限元素法之基本理論。 瞭解與有限元素法相關之數值方法。 學習使用有限元素法商用軟體。 對最佳化設計方法有基本的瞭解。 不論繼續深造或進入工業界，都能將大學所學的力學應用於解決實際工程的問題。 三、課程需達成核心能力（請勾選） ■ 能夠發掘、分析工程問題，並且運用數學、科學、工程知識以及應用現代化工具、方法加以解決。 能夠規劃、設計與執行實驗，並且可以分析實驗結果與解釋數據所代表意義。 具備工程系統、元件或製程之設計、規劃與整合能力。 能有表達、溝通能力以及團隊合作精神。 能夠關注當前與機械工程相關之技術發展、時事議題，並瞭解對環境、社會及全球的影響，從而體認專業倫理、社會責任，以及持續學習的重要。 教科書： Chandrupatla Belegundu, Introduction to Finite Elements in Engineering, 3rd Ed., Prentice Hall, 2002, 新月圖書 (02-2331-1578). 參考書： Logan, A first course in the Finite Element Method, 3rd Ed., Thomson Learning, 2002. Cook, et al., Concept and Applications of Finite Element Analysis, 4th Ed., John Wiley Sons, 2002. 王栢村, 電腦輔助工程分析之實務與應用, 全華, 2001。 徐業良,工程最佳化設計, 華泰, 1995. Haug Arora, Applied Optimal Design, Wiley, 1979.Introduction * introduction * basic physical theories Matrix algebra Gaussian elimination * basic mathematic theories (reading materials) * basic numerical theories One-dimensional problems * finite element analysis of a longitudinal rod * shape functions * global coordinates vs. local coordinates * finite element formulation --- direct stiffness method vs. potential energy method * treatment of boundary conditions Trusses * finite element analysis of a truss * 2-D problems --- trusses: extension of rod problems 2-dimensional problems using constant strain triangles * introduction to the constant strain triangle * a real 2-D problems * Jacobin matrix for coordinate transformation Axisymmetric problems (optional) * 2-D problems * triangle elements * centriod rule Isoparametric elements integration rules * isoparametric elements * higher-order elements * integration rules (optional) Beams and frames * beams --- displacements slopes * plane frames (optional) Scalar field problems (optional) * heat transfer problems Optimiz