《有限元基础》课程教学大纲

《有限元基础》教学大纲课程编号：0801424058课程名称：有限元基础课程英文名称：FiniteElementMethodBasic课程类别：专业基础课课程性质：选修课学时（理论+实践）：34学时，理论讲授10，上机24学分：2开课学期：第七学期选用教材：有限元基础主要参考书：电脑辅助工程分析ANSYS使用指南Ansys7.0基础教程与实例详解中国水利水电出版社2004有限元原理与Ansys应用指南清华大学出版社2005Ansys8.2机械设计高级应用与实例机械工业出版社2005一、中文课程简介：《有限元基础》是我院地质工程、建筑工程、桥梁工程专业的一门专业选修课，是一门综合性和实践性很强的课程，也是工程技术人员必须掌握的一门课程。随着科学技术的发展，越来越多的力学问题必须借助于计算机数值计算技术得到解决。有限元方法已经成为各个与数学相关的工程领域不必缺少的工具。有限元法是经典力学能量原理和现代数值分析的紧密结合的一门学科，并且在不断发展，目前有限元法的理论基础和工程实践应用已相当完备。二、课程目的、性质与任务课程目的：随着计算机的普及与发展，工程领域的一些计算问题，可以通过数值的方法能更准确、更方便的给予解决。有限元基础就是最具有代表性的一门工程技术领域体现现代科学与计算机紧密结合的一门课程。通过这门课程的学习学生们可以运用最新的知识和技术能更准确、更高效率的来解决工程中的实际问题。课程的性质：有限元基础课程是学生们在具备《线性代数》、《弹性力学》以及计算机高级语言等专业基础知识之后开设的课程，有限元方法具有广泛的应用领域。课程的教学任务：培养学生理解和领会有限元法的基本理论和掌握当今最通用应用最广泛的有限元分析软件的使用，并且能够应用软件解决工程中的基本力学问题，培养学生有限元分析能力。 三、教学基本要求理论教学通过对《有限元》课程的学习，学生能够初步掌握力学问题有限元模型的建立；掌握线性问题的静态有限元算法；掌握各种常见等参单元的特性；了解物理非线性问题的有限元实现原理和步骤；初步掌握一种通用有限元软件，以解决普通弹性静力问题。实验课教学实验课是有限元课程的重要教学环节，其目的是使学生熟练掌握有限元分析方法，并具备较高的编程能力，通过设置计算机实验课，训练学生的编程和调试程序的能力，培养学生的电算技能，通过实践教学有助于帮助学生建立有限元的思维模式。学生应具备的能力通过理论教学和实践教学环节应使学生达到利用有限元的方法来分析和解决工程实践问题，学生应具备初步的编程能力，以及能够应用现有的有限元分析软件。 四、各章节内容及学时分配绪论(1学时)教学内容：本章概述了力学分析的三种方法，即理论分析、实验分析和计算机分析，并简要介绍了有限元法的特点、基本思路和发展概况。重点内容：有限元法的基本思路预备知识 (2学时)教学内容：弹性理论有关方程的矩阵表示；虚位移原理与最小势能原理。重点内容：虚位移原理与最小势能原理。杆系结构的有限元分析(3学时)教学内容：等直杆的单元分析；近似分析中虚位移原理的实质；平面杆系结构的整体分析；平面杆系结构的静力分析计算程序。重点内容：应用虚位移原理或最小势能原理进行杆系结构的单元分析和整体分析。平面问题有限元分析(2学时)教学内容：常应变三角形单元；有限元分析中的误差及收敛性；矩形双线性单元及教学程序；单元的形函数及高阶单元；等参数单元的单元分析及有限元分析中的一些应注意问题。重点内容：常应变三角形单元、有限元分析中的误差及收敛性、矩形双线性单元及教学程序、单元的形函数及高阶单元、等参数单元的单元分析轴对称问题(2学时)教学内容：轴对称问题及等参元分析、非轴对称荷载（半解析法）重点内容：轴对称问题及等参元分析。有限元分析软件应