有限元分析 教学大纲

1、大学本科专业培养方案课程教学大纲编 码：ME06113 Code: ME06113课程名称：有限元分析 Course Title: Finite Element Analysis课程类别：专业选修 Course category: Elective Courses in Specialty学 分：2 Credit(s): 2开课单位：机械与运载工程学院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering课程描述： 有限单元法是在当今技术科学发展和工程分析中获得最广泛应用的数值方法。由于它的通用性和有效

2、性，受到工程技术界的高度重视。伴随着计算机科学和技术的快速发展，现已成为计算机辅助工程和数值仿真的重要组成部分。本课程为学生讲述有限元法基本原理、基本方法及有限元基本程序实现，有限元法在汽车设计应用。Course description: The Finite Element Method (FEM) has been developed into a key indispensable technology in the modeling and simulation of various engineering systems. The aim of the course is to pr

3、ovide the necessary concepts, theories and techniques of the FEM for students to be able to use a commercial FEM package comfortably to solve practical problems and structural analysis and heat transfer. Important fundamental and classical theories are introduced in a straightforward and easy to und

4、erstand fashion.课程内容（一）课程教学目标通过本课程的教学，使学生具备以下能力：有限单元法是在当今技术科学发展和工程分析中获得最广泛应用的数值方法。由于它的通用性和有效性，受到工程技术界的高度重视。伴随着计算机科学和技术的快速发展，现已成为计算机辅助工程和数值仿真的重要组成部分。本课程为学生讲述有限元法基本原理、基本方法及有限元基本程序实现，有限元法在汽车设计应用。（相应毕业要求：1、2、4）（二）基本教学内容第一章 绪论教学目的与要求：理解有限元基本概念本章重点：有限元法与其他分析方法的比较，有限元法的工程应用和商用软件。本章难点：有限元方法和其他数值算法的比较，如有限差分法

5、。教学内容：有限元的基本概念以及在车辆工程中的应用，基本概念和历史，概况方法的通用性相应毕业要求：1学时分配：2学时第二章 有限元的基础教学目的与要求：理解有限元基本推导，掌握加权余量法和里兹法。本章重点：微分方程的等效积分形式和加权余量法，变分原理和里兹法，弹性力学的基本方程和变分原理形函数的数学和物理意义，特性，以及相关性质。本章难点：形函数的数学意义，如何构造通用的形函数。教学内容：有限元基础，有限元基础，微分方程的等效积分形式和加权余量法，变分原理和里兹法，弹性力学的基本方程和变分原理形函数的数学和物理意义，特性，以及相关性质。相应毕业要求：1、2学时分配：6学时第三章 杆系结构的有限

6、元法教学目的与要求：杆单元推导和程序编制。本章重点：形函数的推导以及转换矩阵。本章难点：桁架单元，形函数的推导，应变矩阵，局部坐标系和全局坐标系的变换矩阵。教学内容：基本观点和规定，刚度方程的建立，各类杆系结构单元刚度方程，各类杆系结构坐标变换方程。相应毕业要求：1、2学时分配：10学时第四章 连续体结构有限元法平面应力/应变单元教学目的与要求：掌握线性三角形单元和双线性四边形单元。本章重点：形函数的推导，物理坐标系和自然坐标系，本章难点：理解等参单元的意义，自然坐标和物理坐标之间的关系，有限单元的质量分析。教学内容：单元刚度矩阵一般公式，等参元一般公式，四边形平面应力/应变等参元，单元等效节

7、点力。相应毕业要求：1、2学时分配：10学时第五章 平面应力/应变四边形单元的程序实施（4学时）教学目的与要求：三角形、四边形单元的程序设计。本章重点：数据文件形成，子程序块，主程序，输出文件，小结。本章难点：整体刚度矩阵的组装的编程方法。教学内容：有限元前处理，后处理以及核心求解程序相应毕业要求：1、2、4计划学时：4考核方式本课程考核采用闭卷考试的形式期评成绩占比：1.平时成绩一（考勤、课堂讨论）占20%2.平时成绩二（作业、实验）占30%3.期末考试成绩（闭卷）占50%持续改进方法1、采用先进的教学手段、方法和教学理念。2、各章节布置一定量的习题。3、编程设计及讨论。4、对重点、难点内容安排小班讨论课。5、课后对疑难问题安排答疑。教材及参考书教 材：有限元实用教程，G.R.Liu等著，龙述尧等译，大学出版社，2005参