1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析教學(xué)大綱課程編號：S課程名稱：機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析課程英文名稱：FINITE ELEMENT METHOD OF MECHANICAL STRUCTURE 總學(xué)時：30 講課學(xué)時：26 實驗學(xué)時：4 學(xué) 分：2開課單位：機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造及自動化系 授課對象：機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)先修課程：材料力學(xué) 開課時間：第七學(xué)期教材與主要參考書：“有限元素法及其應(yīng)用”講義（自編）王新榮主編.有限元素法.中國臺北出版社 1997年王守信主編.有限元法教程.哈工大出版社 1994年一、課程的教學(xué)目的隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能日趨復(fù)雜化和多

2、樣化，對產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)的布局和力學(xué)性能提出了更高的要求，不僅要求產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)滿足力學(xué)性能，還要在設(shè)計時使它的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量趨于合理，而常規(guī)的力學(xué)計算已無法滿足。有限元法經(jīng)過三十多年的發(fā)展，已達(dá)到相當(dāng)成熟的境地，在工程實踐中的作用從分析與校核擴(kuò)展到優(yōu)化設(shè)計并和計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助生產(chǎn)等技術(shù)相結(jié)合，是有效地求解各種工程實際問題的最好方法之一。本課程是為機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)本科生開設(shè)的一門專業(yè)選修課，重點介紹有限元法的基本原理和方法、一些成熟的有限元軟件功能和簡單的分析步驟，同時結(jié)合工程實際，為他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)或?qū)嶋H應(yīng)用及參加科研工作開辟道路。其任務(wù)是通過先修課程中所學(xué)知識的綜合運用和新知

3、識的獲取，使學(xué)生初步掌握現(xiàn)代設(shè)計中的一種重要方法，開闊視野，提高能力，以適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求。具體的教學(xué)目的如下：1、了解有限元方法的應(yīng)用范圍和目前的發(fā)展?fàn)顩r；2、掌握有限元分析的基本原理和方法；3、初步掌握一些成熟的有限元軟件功能和簡單的分析步驟，結(jié)合上機(jī)和實驗，使學(xué)生能夠利用現(xiàn)有軟件對實際結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)或?qū)嶋H應(yīng)用及參加科研工作打下基礎(chǔ)。機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計模塊的限選課，在教學(xué)過程中充分利用了多媒體教學(xué)手段，同時結(jié)合各種實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)行有限元分析的基本訓(xùn)練。 “機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析”課在教學(xué)計劃中占有重要的地位和作用。二、教學(xué)內(nèi)容及基本要求（一） 本課程的主要

4、章節(jié)第一章 概論（講課2學(xué)時） 有限元法的基本概念、思路和發(fā)展過程，有限元法的應(yīng)用領(lǐng)域，單元特性矩陣的導(dǎo)出方法以及常用單元的類型。第二章 彈性力學(xué)的基本方程式（講課2學(xué)時） 變形體的描述與變量定義、彈性體的基本假設(shè)和研究的基本技巧；應(yīng)力及其分量、力的平衡微分方程、位移和應(yīng)變以及位移和應(yīng)變的關(guān)系（幾何方程和物理方程）、虛功方程。第三章 桿、梁單元的有限元法（講課4學(xué)時）建立計算模型、局部坐標(biāo)系中桿單元的剛度矩陣、坐標(biāo)變換、統(tǒng)一坐標(biāo)系中桿單元的剛度矩陣、桿單元的應(yīng)用舉例和總剛陣的組集方法、平面梁單元的剛度矩陣和應(yīng)用舉例。第四章 平面問題的有限元法（講課4學(xué)時）平面矩形板單元的剛度矩陣和應(yīng)用舉例、形

5、狀函數(shù)、平面高次板單元的剛度矩陣、平面等參數(shù)單元的剛度矩陣、結(jié)構(gòu)總剛陣的特點和組集方法、邊界條件處理、載荷移置。第五章 薄板彎曲問題及板、梁組合問題的有限元法（講課2學(xué)時）角形薄板單元的有限元法、板和梁單元的組合問題、坐標(biāo)變換。第六章 軸對稱問題的有限元法（講課2學(xué)時）彈性力學(xué)軸對稱問題的基本方程式、三角形截面形狀單元的剛度矩陣、軸對稱問題的載荷移置、軸對稱問題的有限元解法。第七章 三維實體單元的有限元法（講課2學(xué)時）四面體單元的剛度矩陣、六面體單元的剛度矩陣以及三維等參數(shù)單元。第八章 結(jié)構(gòu)動力學(xué)的有限元方法（講課4學(xué)時）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動力學(xué)方程、單元質(zhì)量矩陣、單元阻尼矩陣、求解自由振動問題簡例。第九章 有限元軟件（講課4學(xué)時）介紹ANSYS有限元軟件的使用，包括建模、邊界條件處理等。（二）其它教學(xué)環(huán)節(jié)安排1、必做實驗安排4學(xué)時。實驗內(nèi)容有：固有頻率測試實驗（1學(xué)時）；靜態(tài)變形測試實驗（1學(xué)時）；上機(jī)實驗（2學(xué)時）；（三）考試權(quán)重平時成績占20（聽課、作業(yè)），實驗成績占10，期末考試成績占