《有限元分析与应用》课程教学大纲.doc

《有限元分析与应用》教学大纲

课程编号英文名称：FiniteElementAnalysisandApplication

学分：2

学时：总学时48学时，其中理论16学时，实践32学时

先修课程：理论力学、材料力学、三维实体建模

课程类别：专业拓展课程

授课对象：智能制造工程专业学生

教学单位：机械与电气工程学院

修读学期：第6学期

一、课程描述和目标

有限元分析一门研究应用有限元数字分析法解决机械结构设计中杆梁结构、板壳结构以及空间实体结构的力学分析问题的专业课程。通过本课程，让学生学习有限元理论的基本知识，能掌握有限元分析软件的实体建模、网格分析、模型加载和求解、后处理等分析流程，能够利用有限元软件解决机械设计中的结构分析问题。

课程目标1：学习有限元分析的基础理论，熟悉有限元分析方法的基本原理。

课程目标2：掌握有限元分析方法，对智能制造中的复杂工程问题进行仿真分析，并得到合理的分析结论。

二、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

指标点2-2：能够应用数学、自然科学和工程技术的基本原理和方法，对智能制造的相关工程问题进行建模及表达。

课程目标1

1

指标点5-2：能够针对智能制造复杂工程问题，选择和使用恰当的技术、资源、现代信息技术工具等进行建模、仿真和预测，并能在实践中领会相关工具的局限性。

课程目标2

1

三、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求及重、难点（含德育要求）

学时

教学

方式

对应课程目标

1

有限元分析基本概念和思路

了解有限元分析方法的发展过程和应用场合，掌握有限元分析的基本步骤。

重点：理解有限元分析方法的功能

难点：有限元基本分析步骤

德育要求：课程定位

2

讲授式

启发式

课程目标1

2

弹性力学问题的基本方程

理解弹性力学问题的基本概念和基本方程，并应用于有限元理论分析中

重点：弹性力学基本知识

难点：理论知识与有限元方法的联系

德育要求：专业导入

4

讲授式

讨论式

课程目标1

3

三角形单元分析、载荷移置

理解有限元分析中三角形单元分析和载荷移置方法，并掌握它们在有限元方法中的作用

重点：单元分析

难点：单元分析结论在有限元方法中的作用

德育要求：科学推导

4

讲授式

讨论式

课程目标1

4

有限元解题过程

理解有限元分析方法的解题过程，并应用于有限元软件操作中

重点：理解有限元分析方法的主要过程

难点：整体分析

德育要求：科学推导

4

讲授式

讨论式

课程目标1

5

有限元分析单元介绍

理解有限元分析单元种类和特点，掌握有限元分析单元选择的基本原理和方法

重点：单元类型和特点

难点：单元类型的选择

德育要求：工程理念

2

讲授式

讨论式

课程目标1

6

ANSYS软件基本操作

熟悉ANSYS软件的基本功能和基本操作流程；

重点：ANSYS基本操作

难点：掌握操作流程

德育要求：工程理念

4

讲授式

练习式

课程目标1

7

实体建模技术

掌握ANSYS软件中点、线、面体的基本创建方法和相关实体操作；

重点：基本几何体的创建

难点：布尔操作

德育要求：建模思维

6

讲授式

练习式

课程目标1、2

8

网格划分与有限元模型建立

掌握ANSYS软件中网格划分的基本方法，并能根据实体模型的特点选择不同的网格划分方式和网格控制策略；

重点：网格划分方法

难点：网格划分方式与控制

德育要求：严谨细致

6

讲授式

练习式

课程目标1、2

9

载荷施加于求解

掌握ANSYS软件中载荷的种类和特点，掌握各类载荷的施加、编辑、删除等操作，并能进行有限元求解；

重点：载荷施加

难点：不同类型载荷的施加与编辑

德育要求：工程理念

4

讲授式

练习式

课程目标1、2

10

ANSYS有限元分析通用后处理器

掌握ANSYS软件中通用后处理器的主要功能和使用方法，并得到相应的分析图表；

重点：后处理器的使用

难点：不同类型结果的生成

德育要求：工程理念

4

讲授式

练习式

课程目标1、2

11

工程结构线性静力分析

利用ANSYS软件进行工程结构线性静力分析，能建立实际工程问题的有限元结构分析模型并进行求解和分析；

重点：静力分析方法

难点：有限元模型的建立

德育要求：严谨细致

4

讲授式

练习式

课程目标1、2

12

模态分析

利用ANSYS软件进行工程结构模态分析，理解模态分析的作用，能建立实际工程问题的有限元模态分析模型并进行求解和分析；

重点：模态分析方法

难点：模态振型的生成

德育要求：严谨细致

4

讲授式

练习式

课程目标1、2

合计

48

四、课程教学方法

采用集中讲授、小组讨论、练习等教学方式

五、学业评价和课程考核

推行多元评价，对本课程所采用的评价和考核方式作具体说明，若采用多种考核方法请分别列出考核评价的方法、