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1、工程有限元法课程教学大纲一、课程基本情况课程编号：083G34A学分：3周学时：3 总学时：51 开课学期：3.1开课学院：理学院英文名称：Finite Element Method in Engineering适用专业：微电子科学与工程课程类别：专业方向模块课通识公共课/通识选修课（一般/核心）/大类平台课/专业教育平台课/专业方向模块课/任意选修 课/其他课程修读条件：高等数学、线性代数等。网络课程地址：课程负责人：所属基层学术组织：微电子科学及工程系二、课程简介课程内容概要、修读意义有限元法作为边值问题的近似计算方法，随着计算机和计算技术的迅猛发展，其应用已 从固体力学发展到微电子、流体
2、力学、热力学、电磁学、声学、光学、生物学等多耦合场问 题。工程有限元法是工科专业的一门专业基础课，主要介绍固体力学有限单元法的基本理 论和应用。在对有限单元法的原理、方法进行讲授的同时配以相应的计算算例及大型工程软 件的使用示例，加深学生的理解和消化。本课程对于学生了解和掌握有限单元法的基本理论 和实施方法、培养他们对工程结构和设备的受力及变形分析技能并最终提高他们的工程设计 能力和解决实际问题的能力，具有重要的理论指导作用。本课程与其它课程的关系本课程的先修课程是高等数学、线性代数等。学生通过对本课程的学习，将为学习和巩 固机械设计、材料成型及控制、材料失效分析、专业结构装备制造以及其他机械
3、性质的专业 课程打下坚实的基础。三、教学目标总目标：本课程使学生了解和掌握有限单元法的基本理论和实施方法、培养他们对工程 结构和设备的受力及变形分析技能并最终提高他们的工程设计能力和解决实际问题的能力。知识目标：了解和掌握有限单元法的基本理论和实施方法能力目标：培养他们对工程结构和设备的受力及变形分析技能并最终提高他们的工程 设计能力和解决实际问题的能力素质目标：使学生有扎实的理论基础和对实际问题的分析能力四、教学内容及学时分配（应体现教学单元的教学目标、基本内容、学时分配、教学方法、课外学习任务及要求等内容）教学内容第一章概述有限单元法的概念有限单元法基本步骤1.1 工程实例第二章结构几何构
4、造分析结构几何构造的必要性2结构计算基本知识2.3结构几何构造分析的自由度与约束2.4自由度计算公式第三章杆系结构静力分析的有限单元法3.1结构离散与向量表示3.2位移函数及单元的刚度矩阵3坐标变换及单元刚度矩阵3.4整体刚度矩阵5约束处理及求解3. 6计算示例7 ANSYS桁架结构计算示例8 ANSYS刚架结构计算示例第四章 平面结构问题的有限单元法2. 1平面应力问题2平面应变问题3平面问题的离散化4平面三结点三角形单元4. 5 ANSYS平面结构计算示例第五章等参元5.1坐标变换与平面四结点等参元5. 2平面八结点等参单元5. 3单元刚度矩阵5. 4 ANSYS等参元计算示例第六章空间问
5、题的有限单元法6. 1三维应力状态6.2空间结构的离散化6. 3简单四面体单元6. 4 20结点等参元6.5 ANSYS空间问题计算示例第七章轴对称旋转单元7. 1应力与应变关系7. 2单元刚度矩阵7. 3 ANSYS轴对称旋转单元计算示例课时分配课程内容学时分配第一章概述3学时第二章结构几何构造分析9学时第三章杆系结构静力分析的有限单元 法9学时第四章 平面结构问题的有限单兀法9学时第五章等参元6学时第六章空间问题的有限单元法9学时第七章轴对称旋转单元6学时五、考核及成绩评定方式（请明确说明教学过程考核方式和期末考核方式，各项考核成绩占课程总成绩的比例，原则上平时成绩比重不低于50%o）六、教材及参考书目:序号考核方式成绩比重（）1期末笔试502作业203考勤20课堂表现10合计100类别教材名称编者出版社出版时间教材有限单元法原理及应用简 明教程高秀华、张小 江、王欢北京:化学工业出 版社2008参考书有限元基础理论与ANSYS 应用张洪信北京:机械工业出 版社2006实用工程数值模拟技术及 其在ANSYS上的实现王国强西安：西北工业大 学出版社1999ANSYS10. 0有限元分析理论 与工程应用王富耻、张朝辉北京：电子工业出 版社2006有限单元法原理与应用朱伯芳北京：水利电力出 版社1979撰写人： 审核人： 制定时间: