19CAE数值仿真技术教学大纲10版.docx

《CAE 数值仿真技术》课程教学大纲 课程代码：010131077 课程英文名称：CAE Numerical Simulation Technology 课程总学时：24 讲课：12，上机：12 适用专业：机械设计制造及其自动化专业机械设计方向大纲编写（修订）时间：2010.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 CAE（Computer Aided Engineering）数值仿真技术是以多种学科和理论为基础，以计算机及其相应的软件为工具，通过虚拟试验的方法来分析和解决问题的一门综合性技术，其核心技术是有限元理论和数字计算方法。由于它的通用性和有效性，受到工程技术界的高度重视。本课程为学生讲述有限元及机械优化设计在实际法基本原理、基本方法及有限元法在各领域的应用。通过本课的学习，使学生掌握有限元基本理论和方法，同时通过一些工程实例的研究，培养学生分析和解决工程问题的能力。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 通过基本理论的学习和上机实践，使学生掌握有限单元法在实际工程中的应用，具备运用有限单元法分析解答工程实际问题的能力。 （三）实施说明 本课程主要内容：有限单元法在线性、非线性问题，以及静态、瞬态分析等工程实际问题中的应用。介绍如何基于CAE 技术建立结构优化数学模型,进行灵敏度分析和优化分析，在讲清基本理论的基础上突出工程实际问题应用。 教学方法和教学手段：积极开展多媒体教学和实际工程案例教学，充分利用幻灯、投影 仪、音像、CAI 等现代化教学手段，将该领域的一些科研成果作为案例，在课堂上为学生演示。以提高课堂效率和教学效果，激发学生的学习兴趣。 对学生的要求：基于学业规范的要求（道德行为规范、作业规范、实验规范等）,学生 应遵守《沈阳理工大学学生手册（本科生）》中的有关条例，上课时认真听讲，独立完成作业， 努力做到不迟到、不早退。 （四）对先修课的要求 在学习本课程之前，必须先修完高等数学、线性代数、工程力学、机械原理、机械设计和现代设计方法等课程，并达到这些课程的基本要求。 （五）对习题课、实践环节的要求 对习题的要求：根据课程的基本概念，思想和方法应用选择习题。习题作业要能起到巩固理论、掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题的能力。 对实践的要求：本课程实践性很强，要求每个学生独立完成课程上机实验内容，并保证机时。 （六）课程考核方式 考核方式：考查 考核目标：重点考核学生对有限元及优化的分析和解决问题能力。 课程总成绩由平时成绩和最终考核成绩两部分组成。 （七）参考书目 《有限单元法》，王勖编，清华大学出版社，1990 《有限单元法原理与应用》，朱伯芳编，水利电力出版社，2001 《弹性和塑性力学中的有限单元法》，丁皓江编，机械工业出版社，1989 《现代设计方法》，倪洪启，谷耀新编，化学工业出版社，2008。 二、中文摘要 计算机辅助工程（Computer Aided Engineering，CAE）是计算机技术和工程分析技术相结合形成的新兴技术。在近 20 年来市场需求的推动下，CAE 技术越来越受到科技界和工程界的重视。因此，本课程主要介绍在工程应用中的有限元法，结构优化及灵敏度分析的基本理论。 三、课程学时分配表 序号 教学内容 学时 讲课 实验 上机 1 绪论 2 2 0 0 2 线性、非线性问题的有限元法 4 2 0 2 3 静态、瞬态分析的有限元法 8 4 0 4 3.1 静态、瞬态问题的基本概念 2 3.2 有限元法求解静态、瞬态问题实例 2 4 参数化建模 4 2 0 2 5 灵敏度分析及优化分析 6 2 0 4 四、教学内容及基本要求 第 1 部分 绪论 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容： 介绍有限单元法及优化设计在机械设计、产品开发及科学研究中的作用和地位； 有限单元法的任务、发展过程、基本内容和它在教学计划中的地位； 学习方法等。 第 2 部分 有限单元法的线性、非线性问题基础知识总学时(单位：学时):4 讲课:2 实验:0 上机:2 具体内容： 基本概念； 材料本构方程。 第 3 部分 有限元法求解静态、瞬态问题 总学时(单位：学时):8 讲课:4 实验:0 上机:4 具体内容： 静态、瞬态问题的基本概念； 有限元法求解静态、瞬态问题的典型实例第 4 部分 参数化建模 总学时(单位：学时):4 讲课:2 实验:0 上机:2 具体内容： 参数化建模的基本概念； 计算举例。 第 5 部分 灵敏度分析及优化分析 总学时(单位：学时):6 讲课:2 实验:0 上机:4 具体内容： 灵敏度分析及优化分析的基本概念； 计算举例  编写人： 周丽审核人： 安晓卫批准人： 丁茹