研究生教学大纲——工程有限元分析_1_有限元分析教学大纲
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附件4：研究生课程教学大纲
课程编号：小四宋体，右对齐，加粗
工程有限元分析
Finite Element Analysis In Engineering
一、计划总学时： 36
学分：
开课学期：
Ⅱ
授课方式：课堂教学
考核方式：其他形式（大作业）
二、适用专业：机械工程及其相关应用专业
三、预修课程：
高等数学、CAD三维设计基础、工程力学、材料力学
四、教学目的：
有限元分析方法是一种现代设计方法。应用于工程设计中，可以提高产品质量、降低产品成本，是一种具有重要意义和巨大潜力的先进数字化分析技术。该课程为机械工程及其相关专业硕士研究生的基础选修课。
本课程的目的是培养学生学会在机械设计中应用有限元分析技术来解决实际工程问题，掌握有限元分析方法的基本概念、基本原理、使用方法和解题步骤，并能够对轴对称结构、梁结构、桁架结构等变形进行具体的分析，熟悉ANSYS、ABAQUS、LS-DYNA等常用有限元分析软件在实际工程中的应用。
五、大纲内容及学时分配：
第1章
绪
论
（2学时）
1.1 有限元分析的基本概念及其适用性 1.2 有限元分析的发展概况及工程应用
第2章
常见有限元分析软件介绍
（3学时）
2.1 ANSYS介绍 2.2 ABAQUS介绍 2.3 LS-DYNA介绍 2.4 HyperWorks介绍 2.5 I-DEAS介绍
第3章
有限元分析方法的一般步骤
（4学时）
3.1 物体的离散化及插值函数 3.2 平面问题有限元分析方法和程序 3.3 边界条件和约束
3.4 单元刚度矩阵和总刚度矩阵 3.5 静力平衡问题求解 第4章
ANSYS7.0有限元分析的典型过程
（4学时）
4.1 前处理
4.1.1 有限元模型的建立
4.1.2 ANSYS 图元
4.1.3 设置工作平面
4.1.4 定义单元属性
4.1.5 划分网格 4.1.6 细划局部网格 4.2 加载和求解 4.2.1 加载 4.2.2 求解 4.3 结果后处理
第5章
静力分析
5.1 静力分析的基本步骤 5.1.1 建立有限元模型 5.1.2 施加载荷并求解 5.1.3 查看分析结果 5.2 梁结构静力分析
5.2.1 自重对结构影响的分析 5.2.2 均布载荷对结构影响的分析 5.2.3 三维梁受集中载荷弯曲的分析 5.3 桁架结构静力分析 5.3.1 二维桁架分析 5.3.2 三维桁架分析 5.4 平面应力分析
5.4.1 平面应力分析实例
5.4.2 通过自定义路径查看分析结果 5.4.3 P法分析
第6章
非线性分析
6.1 非线性分析简介 6.1.1 非线性行为的原因 6.1.2 非线性分析的特殊性
6.1.3 非线性分析的主要步骤及注意事项 6.1.4 非线性分析实例 6.2 几何非线性分析
6.2.1 几何非线性分析的注意事项
6学时）
4学时）
（（6.2.2 几何非线性分析实例 6.2.3 屈服分析及实例 6.3 材料非线性分析 6.3.1 材料塑性理论介绍 6.3.2 塑性分析选项 6.3.3 材料非线性分析实例 6.4 状态非线性分析
6.4.1 接触分析类型及其主要分析步骤 6.4.2 接触分析实例
第7章
动力学分析
7.1 动力学分析简介 7.1.1 动力学分析的类型 7.1.2 动力学分析建模的注意事项 7.2 模态分析
7.2.1 模态分析的主要步骤 7.2.2 模态分析实例 7.3 谐响应分析
7.3.1 谐响应的分析方法 7.3.2 谐响应分析步骤 7.3.3 谐响应分析实例 7.4 瞬态分析
7.4.1 瞬态动力学分析的分析方法 7.4.2 瞬态动力学分析的主要步骤 7.4.3 瞬态动力学分析实例
第8章
APDL及其应用
8.1 APDL简介 8.2 APDL应用实例分析
第9章
MATLAB语言及应用
9.1 基础准备及入门 9.2 符合计算
9.3 数值数组及向量化运算 9.4 数值计算 9.5 数据和函数可视化 9.6 M文件和函数句柄 9.7 Simulink仿真
4学时）
（3学时）（4学时）
（第10章
ANSYS7.0拓扑优化设计方法
（2学时）
10.1 拓扑优化设计方法简介 10.2 拓扑优化的主要步骤和实例分析
六、教材及主要参考书：(一)理论课教材
1、张亚欧，谷志飞，宋勇等.ANSYS7.0有限元分析实用教程.清华大学出版社，2004.2、张志涌，杨祖樱.MATLAB教程，北京：北京航空航天大学出版社，2006.(二)主要参考书
1、李亚智．有限元法基础与程序设计．科学出版社，2004.2、李黎明．Ansys有限元分析实用教程．清华大学出版社，2005.3、曾
攀.有限元分析及应用.清华大学出版社，2004.4、周昌玉，贺小华.有限元分析的基本方法及工程应用研究.化学工业出版社，2006.5、曹戈，赵阳.MTALAB实用教程，北京：清华大学出版社，2005.6、朱衡君，肖燕彩，邱成.MATLAB语言及实践教程，北京：北京交通大学出版社，2005.七、任课老师：
杨志贤，申祥
八、大纲撰写人：杨志贤，申祥 填表说明：
1．开课学期请填写Ⅰ或Ⅱ
2．授课方式：课堂教学、课堂教学与研讨、研讨、其他形式，其他形式请注明 3．考核方式：笔试（开卷、闭卷），论文报告，其他形式，其他形式请注明
