车辆结构有限元分析

1、课程代码：车辆结构有限元分析Finite Element Method Analysis of Vehicle Structure 学分：2 总学时：32 理论学时：26 实验/实践：6/0一、 课程作用与目的车辆结构有限元分析是四年制车辆工程专业的一门专业方向选修课。其目的是使学生建立起合理的知识结构，通过有限元分析方法，提高解决复杂车辆结构工程分析计算问题的能力。本课程通过阐述汽车结构有限元分析的内容和方法，介绍汽车结构模型的建立原则、模型验证方法以及结构分析步骤，并联系汽车结构分析的各种实例加以引导。通过本课程的学习与上机实验教学环节的配合，使学生掌握有限元分析的基本思想、基本理论和基本

2、方法、分析过程和计算步骤，能正确的建立有限元计算模型，并具有利用现代有限元分析系统进行汽车零部件有限元分析的初步能力。二、 课程基本要求1. 掌握有限单元法的基本思想与基本单元推导方法；2. 掌握各类单元的特点和适用范围；3. 能够根据车辆结构的具体特点，选择适当的单元对车辆结构进行强度分析；4. 对有限元法的新发展有所了解。三、 教材及主要参考书1使用教材谭继锦主编汽车结构有限元分析第1版北京：清华大学出版社，2009.2主要参考书 1 谭继锦主编汽车有限元法第2版北京：人民交通出版社，2012.2 胡于进主编有限元分析及应用第1版北京：清华大学出版社，2009.四、 课程内容第一章 车辆结

3、构有限元分析概论主要内容：有限单元法的概念、汽车结构有限元分析的内容和汽车结构有限元分析的流程。重点和难点：弹性连续体、单元的概念；有限元离散化，单元力学特性分析；车辆结构有限元分析类型。第二章 有限元分析的基础理论主要内容：本章自学。第三章 平面结构问题的有限单元法主要内容：平面三角形常应变单元位移模式、单元应变和应力、单元平衡方程与单元刚度矩阵、单元等效节点力、整体平衡方程与总刚度矩阵、边界条件处理和解题步骤等。重点和难点：位移模式、单元应变、单元应力、单元平衡方程等概念；整体平衡方程、总刚度矩阵以、边界条件处理和求解等。第四章 单元类型及单元分析主要内容：一维单元分析、二维单元分析、三维

4、单元分析。重点和难点：杆单元、梁单元、三角形六节点单元、矩形四节点、四节点四面体单元、八节点六面体单元、板壳单元等常用单元的特性及应用；单元位移、单元应力、单元应变和建立单元特性方程。第五章 非线性问题的有限单元法 主要内容：本章自学。第六章 动力学问题的有限单元法主要内容：质量矩阵、阻尼矩阵、固有频率和振型等基本概念，有限元分析的基本方程，结构的动力响应，直接积分法和振型叠加法。重点和难点：动力学基本概念和基本方程；直接积分法和振型叠加法原理及运用。第七章 结构分析有限元法的实现主要内容：有限元软件的前处理、求解计算和后处理，有限元网格划分，节点位移约束及加载、有限元模型的装配、模型检验与验

5、证及结果评价。重点和难点：前处理的内容及步骤，求解器的选用和后处理；网格划分的方法；有限元模型的装配、模型检验与验证。第八章 汽车结构有限元分析指南主要内容：制定分析方案、汽车结构有限元建模和求解。重点和难点：单元选用、网格划分标准和受力分析与载荷处理。边界约束条件处理。第九章 汽车结构有限元分析实例主要内容：汽车结构设计准则与目标，汽车结构有限元建模过程，汽车结构的强度分析、汽车结构刚度分析、汽车结构动态分析和汽车结构有限元优化设计。重点和难点：汽车结构强度分析和刚度分析；客车骨架有限元分析，车架建模及应力分析问题和车身、车架刚度分析。五、 习题根据教学需要，布置相应习题，作业完成情况作为评定课程成绩的一部分。六、 实验或实践环节序号实验名称学时内容提要1熟悉有限元分析软件的界面和基本操作2上机熟悉有限元分析软件的界面和基本操作2有限元法结构分析4上机用有限元分析软件进行结构分析七、 学时分配序号内 容学时1车辆结构有限元分析概论12平面结构问题的有限单元法23单元类型及单元分析34动力学问题的有限单元法25结构分析有限元法的实现46汽车结构有限元分析指南47汽车结构有限元分析实例108实验6合计32八、考核类型考查九、先修课程线性代数、理论力学、材料力学、机械原理、机械工程材料学、机械设计