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《机械结构有限元分析》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程名称

机械结构有限元分析

课程编号

课程性质

选修课

课程类别

专业选修课

开课单位

机械制造教研室

授课学期

第七学期

学分/学时

2/32

课内学时

32

理论授课

6

上机学时

26

课内实践

实验学时

课外学时

16

适用专业

机械设计制造及其自动化

是否双语

否

先修课程

本专业基础课及核心课

后续课程

毕业设计

二、课程简介

机械结构有限元分析（有限元基础及实用软件）是一门理论及实践性均较强的课程，且具有重要的工程应用意义，是机械设计制造及其自动化专业的一门重要专业方向课。通过学习该课程，使学生了解有限单元法的基本理论和基本概念；学会用离散方法求解微分方程，用有限元方法解决实际工程中的问题；掌握有限元方法的分析过程及基本公式推导；学生学习完本课程后能够独立使用有限元软件，具备初步独立解决简单工程实际问题的能力，并且具备通过进一步自学解决复杂工程问题的能力。

三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑

课程目标1.能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理和方法，正确表达复杂机械工程问题的解决方案；

课程目标2.能够选择和应用工程技术软件工具，进行机械产品或系统的设计开发、模拟预测、工艺优化等，并能理解其局限性；

课程目标3.具备终身学习的基础，掌握自主学习的方法和技能，了解拓展知识和能力的途径。

四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑

三、教学主要内容

第一单元ANSYSWorkbench的建模方法（学时数：2学时）

1.课程主要内容

ANSYSWorkbench软件中平面映射、曲面映射的建模方法；DM中的草绘及体操做方法；SpaceClaim模块中的建模思路及方法。

2.重点和难点

重点：自底向上创建几何模型，自顶向下创建几何模型，布尔运算操作。

难点：SpaceClaim抽取模型及截面定义。

3.学生学习预期成果

学生在老师的指导下自己上机熟悉ANSYSWorkbench软件的相关命令，练习输入和自己建立三维实体模型，并对复杂的结构进行有限元静力学分析

4.教学方式

通过局域网设备进行教学演示，讲思路、讲方法、讲重点，突出有限元方法在工程中应用的基本思路、强化从工程实际的分析到问题的模型创建及求解思路与过程，加强理论联系实际，将科研中必威体育精装版的优化实例融入教学。激发学生自主学习积极性，充分利用课外时间熟悉软件操作，提升有限元分析能力。通过小组讨论的方式促进学生自主学习能力，激发学生的学习热情。

5.支撑课程目标

课程目标2.能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理和方法，正确表达复杂机械工程问题的解决方案。

第二单元有限元网格划分（学时数：2学时）

1.课程主要内容

自由网格划分和映射网格划分控制；延伸和扫掠生成有限元模型；直接通过节点和单元生成有限元模型、编号控制。

2.重点和难点

重点：网格划分的控制，ANSYSWorkbench网格划分工具；

难点：自由网格划分和映射网格划分控制，延伸和扫掠生成有限元模型，直接通过节点和单元生成有限元模型，编号控制。

3.学生学习预期成果

掌握ANSYSWorkbench网格划分工具，设定单元属性，网格划分的控制，自由网格划分和映射网格划分控制，直接通过节点和单元生成有限元模型等的方法。

4.教学方式

通过局域网设备进行教学演示，讲思路、讲方法、讲重点，突出有限元方法在工程中应用的基本思路、强化从工程实际的分析到问题的模型创建及求解思路与过程，加强理论联系实际，将科研中必威体育精装版的优化实例融入教学。激发学生自主学习积极性，充分利用课外时间熟悉软件操作，提升有限元分析能力。通过小组讨论的方式促进学生自主学习能力，激发学生的学习热情。

5.支撑课程目标

课程目标2.能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理和方法，正确表达复杂机械工程问题的解决方案。

第三单元梁的静力学分析（学时数：2学时）

1.课程主要内容

复杂梁模型的创建，铰接梁模型的创建，Beam单元的使用方法。

2.重点和难点

重点：梁模型的有限元计算及分析；

难点：扭转梁模型的创建，Beam单元的运用。

3.学生学习预期成果

掌握ANSYSWorkbench进行静力学分析的基本流程，掌握ANSYSWorkbench进行模型创建、材料编辑、网格划分、边界加载以及结果后处理的方法，能针对具体问题进行合理分析并完成分析报告。

4.教学方式

通过局域网设备进行教学演示，讲思路、讲方法、讲重点，突出有限元方法在工程中应用的基本思路、强化从工程实际的分析到问题的模型创建及求解思路与过程，加强理论联系实际，将科研中必威体育精装版的优化实例融入教学。激发学生自主学习积极性，充分利用课外时间熟悉软件操作，提升有限元分析能力。通过小组讨