《有限单元法》课程教学大纲

1、有限单元法课程教学大纲课程编号：20311102总学时数：64总学分数：4课程性质：专业必修课适用专业：工程力学一、课程的任务和基本要求：本课程的目的主要是让学生学习有限元基本理论和基本方法, 掌握有限元方程的导出方法，熟悉单元刚度矩阵中各元素的物理意义，形函数的构造、单元格式的选取以及总刚度矩阵的组装，了解等效结点荷载、总刚方程等的求解方法。结合有限元分析实例重点讲解平面杆系、空间杆系、弹性力学平面问题、等参单元、轴对称问题等有限元分析问题。并根据具体计算实例，运用计算机，上机操作，熟练运用有关有限元计算程序。对简单计算问题能够进行程序设计。使学生具有基本的识读程序、编写程序的能力，初步具备

2、应用有限元解决工程实际问题的能力。二、基本内容和要求：1、绪论：有限单元法研究的内容和应用范围，有限单元法的基本思想、程序设计概述。2、平面杆系的有限元：有限元列式，载荷列阵，边界条件的处理，连续梁有限元计算，平面桁架有限元计算，平面刚架有限元计算。3、空间杆系的有限元：有限元列式，载荷列阵，边界条件的处理，空间桁架有限元计算，空间刚架有限元计算。4、弹性力学平面问题的有限元：有限元列式，载荷列阵，边界条件的处理，矩形单元，六结点三角形单元，四边形单元，平面问题有限元计算。5、等参单元：平面等参元，空间等参元（四面体单元，六面体单元，五面体单元，三维等参元分析），数值积分，平面等参元有限元计算

3、，空间等参元有限元计算。6、轴对称问题的有限元：轴对称列式，载荷列阵，有限元建模（轴对称三角形单元），边界处理，轴对称问题有限元计算。三、实践环节和要求：上机实习：实习一、 空间桁架有限元计算；实习二、 空间刚架有限元计算；实习三、 平面问题的有限元计算；实习四、 平面等参元的有限元计算；实习五、 空间等参元有限元计算；实习六、 轴对称问题的有限元计算。通过上机实习，使学生掌握有限元的计算方法，能正确设计有关参数，运用相关有限元程序，对比较简单的有限元计算能进行程序设计。 四、教学时数分配：理论：50 实验：0 上机：12 其它：2 教学内容学时分配教学内容学时分配第1章 绪论1有限元列式，载

4、荷列阵，边界2第2章 平面杆系的有限元矩形单元2有限元列式，载荷列阵，边界6六结点三角形单元2+2连续梁的有限元2四边形单元4平面桁架的有限元2第5章 等参元和数值积分平面刚架的有限元2平面等参元5+2第3章 空间杆系结构的有限元空间等参元4+2有限元列式，载荷列阵，边界4数值积分2空间桁架的有限元4+2第6章 轴对称问题的有限元空间刚架的有限元4+2轴对称列式，载荷列阵，有限元建模，边界处理4+2第4章 弹性力学平面问题的有限元机动2合计50（理论）+12（上机）+2（机动）64五、其它项目（含课外学时内容）：无六、有关说明：1、教学和考核方式：考试2、习题：1、）每章内容做2-4个习题，2

5、、）上机实习。3、能力培养要求：本课程要求学生对有限元的基本理论，基本方法有比较全面的理解，初步具有识读程序，编写程序的能力，初步具备应用有限元解决工程实际问题的能力。 4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：高等数学，线性代数，FORTRAN语言，工具软件、结构力学、弹性力学后续课程和教学环节： 有关有限元应用课程平行开设课程和教学环节：无5、教材和主要参考书目：（1）教材：刘尔烈等，有限单元法及程序设计，第2版，天津大学出版社，2004年。（2）主要参考书目： 王勖成，邵敏编，有限单元法基本原理和数值方法(第二版)，清华大学出版社，2001年； Tirupathi R. Chandrupatla， Ashok D. Bel