《机械结构有限元分析》课程教学大纲

1、PAGE 机械结构有限元分析课程教学大纲课程中文名称：机械结构有限元分析课程英文名称：Mechanical Finite Element Analysis课程编号：GT16105课程性质：专业方向课学 时：（总学时36、理论课学时26、实验课学时10）学 分：2适用对象：机电技术教育和机械电子工程专业先修课程：工程力学、高等数学、三维软件基础等课程简介：机械结构有限元分析课程是高等工科学校机电技术教育和机械电子工程的一门学科专业课程。本课程着重加强有限元技术的应用及一些相关CAE新技术的介绍。学生通过这门课程的学习，能够获得有限元与CAE的基础理论、基本知识和基本技能。了解有限元和CAE技术的

2、应用以及该技术发展的概况，为学习后续课程以及从事有关的工程技术工作和科学研究工作打下一定的基础。本课程理论严谨，系统性、逻辑性强，对培养学生的辨证思维能力，树立理论联系实际的科学观点和提高学生分析问题、解决问题的能力有着重要的作用。一、教学目标及任务本课程着重加强有限元技术的应用及一些相关CAE新技术的介绍。学生通过这门课程的学习，能够获得有限元与CAE的基础理论、基本知识和基本技能。了解有限元和CAE技术的应用以及该技术发展的概况，为学习后续课程以及从事有关的工程技术工作和科学研究工作打下一定的基础。本课程理论严谨，系统性、逻辑性强，对培养学生的辨证思维能力，树立理论联系实际的科学观点和提高

3、学生分析问题、解决问题的能力有着重要的作用。二、学时分配理论教学内容学时实验内容学时第一章 CAE基本原理及模拟仿真4第二章 机械结构强度分析中CAE技术6实验一：两板类零件接触设置分析2第三章 机械结构稳定性的CAE分析4第四章 机械CAE分析中的优化设计4实验二：钢板的模态分析2第五章 CAE分析技术的网络化4实验三：托架的建模和应力分析3第六章 CAE分析的研究趋势4实验四：工件超弹分析3合 计2610三、教学内容及教学要求第一章 CAE基本原理及模拟仿真（4学时）教学要求：了解CAE发展史、常用软件，理解CAE分析过程及模拟仿真步骤，掌握CAE技术基本概念。教学重点与难点：重点是CAE

4、分析过程及模拟仿真步骤， CAE技术基本概念；难点是CAE技术基本概念。教学内容：第一节 CAE技术的基本概念第二节 CAE发展史第三节 CAE分析过程及模拟仿真步骤第四节 CAD/CAE/CAM集成化第五节 部分CAE通用软件介绍本章习题要点：CAE分析过程及模拟仿真步骤，CAE技术基本概念。第二章 机械结构强度分析中CAE技术（6学时）教学要求：理解机械结构强度CAE分析原理和有限元分析基础理论与方法，掌握机械结构强度有限元分析过程中的关键技术，能分析简单工程机械结构及一些特殊结构的强度。教学重点与难点：重点是机械结构强度CAE分析原理和有限元分析基础理论与方法，机械结构强度有限元分析过程

5、中的关键技术，能分析简单工程机械结构及一些特殊结构的强度；难点是分析简单工程机械结构及一些特殊结构的强度。教学内容：第一节 机械结构强度CAE分析原理和有限元分析基础理论与方法1有限元分析方法的基本概念2结构静力的有限元分析过程第二节 机械结构强度有限元分析过程中的关键技术1实体模型的有效建立2模型网格划分3位移边界确定及力的边界条件4求解策略5计算精度的改善第三节 大型工程机械结构的强度CAE分析示例第四节 特殊结构CAE分析示例本章习题要点：机械结构强度CAE分析原理和有限元分析基础理论与方法，机械结构强度有限元分析过程中的关键技术。第三章 机械结构稳定性的CAE分析（4学时）教学要求：了

6、解吊臂结构局部稳定性的二次开发，理解机械结构中杆、板的屈曲稳定性分析原理，掌握结构屈曲稳定性CAE分析过程。教学重点与难点：重点是机械结构中杆、板屈曲稳定性分析原理和，结构屈曲稳定性CAE分析过程；难点是结构屈曲稳定性CAE分析过程和吊臂结构局部稳定性的二次开发。教学内容：第一节 机械结构屈曲稳定性分析原理1杆的稳定性2板的稳定性第二节 结构屈曲稳定性CAE分析过程第三节 分析示例：汽车起重机伸缩吊臂结构局部稳定性分析第四节 吊臂结构局部稳定性的二次开发1二次开发方案2二次开发过程本章习题要点：机械结构中杆、板屈曲稳定性分析原理和，结构屈曲稳定性CAE分析过程,二次开发等。第四章 机械CAE分

7、析中的优化设计（4学时）教学要求：理解优化设计基本原理，掌握CAE分析中的优化设计基本方法和CAE优化设计过程。教学重点与难点：重点是优化设计基本原理，CAE分析中的优化设计基本方法和CAE优化设计过程；难点是机械CAE分析中的优化设计的应用。教学内容：第一节 优化设计基本原理第二节 CAE分析中的优化设计方法1提高优化设计CAE分析效率的近似方法2CAE分析中的优化技术特点第三节 CAE优化设计过程第四节 示例：吊臂CAE参数优化设计本章习题要点：优化设计基本原理，CAE分析中的优化设计基本方法和CAE优化设计过程。第五章 CAE分析技术的网络化（4学时）教学要求：理解CAE分析网络化的体系

8、结构和基于CAE分析网络化系统实现，掌握网格化的基本概念、类型等。教学重点与难点：重点是CAE分析网络化的体系结构和网格化的基本概念、类型；难点是基于CAE分析网络化系统实现。教学内容：第一节 CAE分析网络化的体系结构1基于应用服务提供商模式的CAE远程分析服务体系结构2基于动态服务器网页ASP技术及CAE软件集成的Web-CAE体系结构第二节 基于CAE分析网络化系统实现1基于应用服务提供商模式的CAE远程分析服务系统2基于动态服务器网页ASP技术及CAE软件集成的Web-CAE系统第三节 CAE分析网络化工程示例本章习题要点：CAE分析网络化的体系结构和网格化的基本概念、类型，基于CAE

9、分析网络化系统实现。第六章 CAE分析的研究趋势（4学时）教学要求：了解CAE分析的研究现状，理解其研究趋势，进一步熟悉CAE分析的研究技术及新方法。教学重点与难点：CAE分析的研究趋势，进一步熟悉CAE分析的研究技术及新方法。教学内容：第一节 基于知识的CAE分析1基于知识的CAE分析建模结构2CAE分析建模知识分类与表达3知识的推理、计算及知识库的动态更新第二节 协同CAE分析技术第三节 CAD/CAE集成化建模本章习题要点：CAE分析的研究趋势，进一步熟悉CAE分析的研究技术及新方法。四、考核方式及要求考试形式：闭卷考试，时间2个小时，考核成绩：平时20%，实验20%，卷面成绩占60%。其中平时包括考勤、课堂表现及回答问题，试卷严格围绕所讲知识点，然后根据具体应用相结合完成，侧重考核学生利用所学