有限元方法及應(yīng)用大綱

1、鄭州大學(xué)鄭州大學(xué)課程教學(xué)大綱課程教學(xué)大綱?????課程名稱課程名稱有限元方法及其應(yīng)用有限元方法及其應(yīng)用所在院（系、所）所在院（系、所）機(jī)械學(xué)院機(jī)械學(xué)院適用專業(yè)適用專業(yè)機(jī)械類機(jī)械類大綱撰寫負(fù)責(zé)人大綱撰寫負(fù)責(zé)人填表日期填表日期201271學(xué)科、專業(yè)委員會主任（簽字）學(xué)科、專業(yè)委員會主任（簽字）析軟件ANSYS的使用，結(jié)合工程實際問題，學(xué)習(xí)有限元軟件在工程問題中的應(yīng)用（包括：零件、部件和整體機(jī)械產(chǎn)品的力學(xué)性能分析；對應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品的精態(tài)、動態(tài)等問

2、題的求解）。第一章有限元方法導(dǎo)論（2學(xué)時）通過本部分的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握有限元方法定義及基本求解步驟、發(fā)展過程等。教學(xué)內(nèi)容包括有限元的概述、有限元的發(fā)展及常用軟件介紹。重點：有限元基本概念，有限元方法基本求解步驟和有限元的基本原理。第二章彈性力學(xué)基本原理（4）通過本部分的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生學(xué)習(xí)彈性力學(xué)的基本概念和基本方程等。教學(xué)內(nèi)容彈性力學(xué)的概述、彈性力學(xué)基本參數(shù)、彈性力學(xué)的基本方程、變分原理和虛功原理等。重點：彈性力學(xué)基本變量，彈性力學(xué)的

3、基本假設(shè)和彈性力學(xué)三大基本方程。第三章平面問題有限元法（4）通過本部分的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握簡單平面問題的FEA求解過程，F(xiàn)EA的基本步驟和表達(dá)式；熟悉并能運用平面單元及坐標(biāo)變換方法。教學(xué)內(nèi)容三節(jié)點三角形單元、四節(jié)點矩形單元、高次三角形單元和矩形單元，并學(xué)習(xí)平面應(yīng)力和平面應(yīng)變類零件的有限元分析。重點：對連續(xù)體單元特性進(jìn)行研究，2D多節(jié)點單元進(jìn)行構(gòu)造的過程，平面類零件的有限元分析。第四章空間問題有限元法（4）通過本部分的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握空

4、間問題基本方程的建立及3D單元的構(gòu)造，應(yīng)用參數(shù)單元的一般原理和數(shù)值積分知識。教學(xué)內(nèi)容常應(yīng)變四面體單元、二次四面體單元、六面體單元和空間等參數(shù)單元，并學(xué)習(xí)三維零件的有限元分析。重點：了解熟悉單元剛度矩陣的縮聚及位移函數(shù)構(gòu)造的收斂性要求。第五章常用工程機(jī)械的有限元分析（4）通過本部分的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握幾種典型機(jī)械產(chǎn)品的零部件和整體分析。運用前幾章所學(xué)知識，對不同機(jī)械產(chǎn)品的零部件進(jìn)行二維和三維造型，并進(jìn)行組裝，考慮接觸條件，加載各種實際工況

5、邊界條件，對相應(yīng)產(chǎn)品的有限元模型進(jìn)行力學(xué)強(qiáng)度分析。重點：零部件的裝配和接觸問題設(shè)置、各種邊界載荷的施加。第六章結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題的有限元法（4）通過本部分的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握動力學(xué)方程的求解方法，結(jié)構(gòu)模態(tài)分析、瞬態(tài)動力學(xué)中的應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容動力學(xué)方程、單元質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣、特征值問題及其解法和結(jié)構(gòu)動力學(xué)方程的求解。重點：了解熟悉各種結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題。各種單元的動力學(xué)方程，利用幾何剛度矩陣，計算動力響應(yīng)。四、課程建設(shè)與改革（含教學(xué)思想、教學(xué)方法