车辆有限元法基础

1、研究生课程教学大纲课程编号：00412735课程名称：车辆有限元法基础英文名称：Finite Element Method for Vehicle学 时：32学 分：2适用学科：车辆工程课程性质：选修课先修课程：线性代数、车辆工程、弹性力学一、课程的性质及教学目标车辆有限元法基础是车辆工程专业硕士研究生的课程，是车辆工程、结构力 学、弹性力学、计算机技术以及有限单元法等学科的交叉，属于车辆现代设计方 法的一个重要领域。车辆有限元法将有限单元法原理和计算机技术应用于车辆设计领域，为车辆 设计提供一套科学、系统、可靠、高效的理论和方法。利用这种新的设计方法， 并借助于计算机的帮助，人们可以从众多的

2、设计方案中寻找出最佳设计方案，从 而大大提高设计效率和质量，设计出既经济又可靠的车辆结构。学习本课程的目 的是使学生建立有限元法分析问题的思想，掌握有限元法的基本概念和基本方 法，获得分析车辆结构强度问题的能力。二、课程的教学内容及基本要求课程教学内容：有限元法引论；常应变三角形单元；高精度的平面单元；解 弹性力学平面问题的程序和调试；杆系结构的有限元法；空间问题的错误！未找 到引用源。；薄板弯曲问题的错误！未找到引用源。；作用在车辆及其零、部件 上的载荷；车辆主要零部件的有限元法计算。通过本课程的学习，要求学生达到掌握有限单元法的基本思想与基本单元推导方法；掌握各类单元的特点和适用范围；能够

3、编制简单的有限元程序；能够根据车辆结构的具体特点，选择适当的单元对车辆结构进行强度分析;对有限元法的新发展有所了解。三、课内学时分配章节内容讲课学时备注第一章有限元法引论第一节基本概念和历史概况第二节方法的通用性第三节 有限元法与其他分析方法的比较第四节 有限元法的工程应用和商用软件2第二章常应变三角形单元第一节有限元法的解题思路第二节位移函数第三节单元刚度矩阵第四节整体刚度矩阵第五节虚功等效原则第六节 边界条件的引入方法第七节有限元方程组的求解方法第八节计算结果的整理第九节 有限元法的收敛性8第三章 高精度的平面单元第一节 四节点矩形单元第二节六节点三角形单元第三节平面四节点等参数单元第四节

4、 平面八节点等参数单元第五节一维和二维数值积分第六节 单元的形状对求解精度的影响第七节各种单元的计算实例与对比分析5第四章 解弹性力学平面问题的程序和调试第一节程序功能和框图设计第二节源程序第三节上机考题5（包括上机4学时）第五章 杆系结构的有限元法第一节平面桁架单元刚度矩阵第二节平面刚架单元刚度矩阵第三节空间刚架单元刚度矩阵 第四节坐标变换第五节结构刚度矩阵4第六节载荷处理 第七节计算简例第六章 空间问题的错误！未找到弓1用源。第一节四面体单元第二节六面体单元第二节轴对称环单元第四节空间等参元第五节三维数值积分2第七章 薄板弯曲问题的错误！未找到引用源。第一节薄板的弯曲性质第二节 薄板单元的

5、位移函数第三节矩形薄板单元刚度矩阵第四节计算简例2第八章作用在车辆及其零、部件上的载荷第一节 作用在车辆上的载荷第二节 作用在车体上的载荷第三节作用在转向架上的载荷2第九章 车辆主要零部件的有限元法计算第一节客车车体钢结构的计算第二节敞车车体钢结构的计算第三节 转向架侧架和构架的计算第四节 各有关单元在车辆结构分析中的应用2合计学时32四、推荐教材与主要参考书目1.成建民.有限元法及其在车辆强度计算中的应用.北京：中国铁道出版社， 1988，第一版.（美国）S.S.劳尔.工程中的有限元法.北京：科学出版社，1991，第一版.张铜生，张富德.简明有限元法及其应用.北京：地震出版社，1990,第一 版.王勖成，邵敏.有限单元法基本原理和数值方法.北京