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《有限元基础及软件应用》课程教学大纲--第1页
《有限元基础及软件应用》课程教学大纲
FiniteElementMethodandApplicationsofANSYS
课程编号：170101005
学时：32学分：2
适用对象：机械设计制造及其自动化，材料成型及控制工程，过程装备与控制工程，热能与动
力工程
先修课程：高等数学、线性代数、理论力学、材料力学
一、课程的性质和任务
本课程属机械类专业选修的专业基础课，主要是介绍基于弹性力学的有限元法这种数值分
析方法的基本原理及相应软件基本应用的课程。为学生以后应用有限元法解决实际工程问题及
进行科学研究打好基础，做好准备。通过本课程的学习，学生能够达成毕业要求的第3条、第5
条。
二、教学目的与要求
通过本课程的学习，使学生应了解有限元法的发展及其应用情况，掌握基于弹性力学的有
限元法的基本原理，包括弹性力学的基本方程、单元分析的全部过程及整体分析过程。主要通
过上机实验，初步熟悉商品化有限元软件ANSYS的操作，能进行简单问题的建模及分析。
三、教学内容
第一章：有限元法及ANSYS概述
2．基本内容：
1.1有限元法发展概况
1.2有限元法分析的一般步骤
1.3商品化有限元软件ANSYS简介
3．教学基本要求：
了解有限元法的发展及其应用情况，熟悉有限元法基本原理中的基于变分原理的里兹（Ritz）
法、加权余量法中的伽辽金（Galerkin）法。熟悉ANSYS这样的一般商品化有限元软件的基本
分析流程及可视化技术。
4．教学重点难点：
基于变分原理的里兹（Ritz）法、加权余量法中的伽辽金（Galerkin）法。
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《有限元基础及软件应用》课程教学大纲--第1页
《有限元基础及软件应用》课程教学大纲--第2页
5．教学建议：
主要以课件授课，难点部分可结合板书。涉及到的泛函、变分等概念只讲应用。
第二章：弹性力学基础
1．基本内容：
2.1弹性力学简介
2.2平衡微分方程
2.3应力边界条件和圣维南原理
2.4几何方程
2.5物理方程
2.6两种平面问题
2．教学基本要求：
掌握弹性力学的基本方程，其中平衡微分方程、几何方程要求能自行推导。了解弹性力学
的基本概念及基本假定，熟悉平面问题的概念。
3．教学重点难点：
导出平衡微分方程、几何方程的推导过程。
4．教学建议：
重点部分可结合板书，其余课件授课。
第三章：弹性力学平面问题的有限单元法
1．基本内容：
3.1有限单元法的基本概念和基本思路
3.2连续体的有限单元离散
3.3三角形单元分析
3.3.1位移函数及形状函数
3.3.2单元应变矩阵
3.3.3单元应力矩阵
3.3.4单元刚度矩阵
3.4载荷向结点的移置
3.5整体分析
3.6解题步骤及算例
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《有限元基础及软件应用》课程教学大纲--第2页
《有限元基础及软件应用》课程教学大纲--第3页
3.7四结点双线性矩形单元
3.8多项式位移
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