有限元方法及软件应用new有限元软件

本文格式为Word版，下载可任意编辑——有限元方法及软件应用new有限元软件《有限元方法及软件应用》FiniteElement(FEM)andSoftwareApplications课程编号：20L308Q适用专业：机械类、铁道机车车辆课程层次及学位课否：专业技术根基课学时数：32学分数：2执笔者：王娴静吴作伟丁莉芬编写日期：2022年6月一、课程的任务和教学目标从教学思想和方法上对原课程举行改革，使学生从较高层次上理解有限元方法的实质，掌管有限元分析的工具，并具备初步处理工程问题的才能；

使该课程成为具有较宽口径和较大笼罩面的、面向全校机械类专业的有限元分析及机械设计方面的专业根基课。

二、课程教学内容、重点和难点第一篇有限元分析原理第一章绪论（1学时）Chapter1Introduction教学内容：

介绍有限元方法与传统强度计算方法的主要识别；

介绍有限元方法的进展历史、背景、目前的应用领域及目前较流行的应用软件。

其次章杆梁布局的有限元法（3学时）Chapter2FiniteElementinOne-DimensionalProblem本章以杆、梁为研究对象，使学生掌管用有限元方法举行布局分析的步骤并了解相关的一些理论问题。

教学内容：

杆梁布局有限元法的根本概念；

单元自由度的选择；

单元刚度矩阵；

布局刚度矩阵；

约束处理；

载荷处理；

典型例题及详解；

杆梁布局有限元法小结。

重点：单元位移函数、单元自由度、单元刚度矩阵、布局刚度矩阵。

难点：单元自由度、单刚元素的物理意义、刚度矩阵的奇异性及其物理意义。

第三章平面问题有限元法（6学时）Chapter3FiniteElementinTwo-DimensionalProblem本章主要涉及弹性力学的平面问题及根本的三角形单元和矩形单元，使学生了解弹性力学的研究对象、问题的描述和性质，体会有限元方法的思想，掌管二维问题有限元分析的方法、步骤以及最根本的单元类型并了解相关的一些理论问题。

教学内容：

弹性力学的根本方程及有关概念；

弹性问题近似求解的虚功原理、最小势能原理及其变分根基；

两类平面问题；

三角形单元；

位移函数；

单元刚度矩阵和布局刚度矩阵；

载荷处理及节点载荷的形成；

典型例题及详解；

小结。

重点：单元位移函数、虚功原理、单元刚度矩阵。

难点：虚功原理的概念。

第四章三维问题有限元法（4学时）Chapter4FiniteElementinThree-DimensionalProblem本章着重阐述三维问题有限元分析的一般方法，引导学生将二维平面问题的有限元分析思想扩展到三维问题，重点介绍两者的联系与识别、常用的三维单元类型、单元自由度及其特点、性质。

教学内容：三维问题根本方程和有关概念；

周围体单元；

典型例题及详解；

小结。

重点：周围体单元。

第五章薄板弯曲问题有限元法（3学时）Chapter5FiniteElementinThinPlateBendingProblem本章简要介绍了薄板弯曲问题的有限元分析方法，使学生了解薄板受弯分析的根本方程，掌管板单元的类型和单元自由度。

教学内容：薄板受弯分析的假设和根本方程；

三角形与矩形板单元；

位移函数；

单元刚度矩阵；

典型例题及详解；

小结。

重点：三角形与矩形板单元。

第六章薄壳问题有限元法（3学时）Chapter6FiniteElementinShellProblem本章简要介绍了薄板弯曲问题的有限元分析方法，使学生了解薄板受弯分析的根本方程，掌管板单元的类型和单元自由度。

教学内容：薄壳变形分析的根本假设；

板壳单元；

单元刚度矩阵；

典型例题及详解；

小结。

重点：板壳单元。

第七章需要进一步议论的几个问题（2学时）Chapter5ProblemsforFurtherDiscussion本章重点对有限元法分析中的单元和位移函数的选择、划分单元的一般原那么以及边界条件的处理等几个问题举行了探讨，使学生了解和掌管利用有限元技术举行布局分析的原那么和一般处理模式。

教学内容：单元和位移函数的选择；

划分单元的一般原那么；

边界条件的处理；

典型例题及详解；

小结。

重点：边界条件的处理。

其次篇COSMOS软件应用第八章COSMOS软件介绍（4学时）Chapter8COSMOSSoftwareIntroduction本章主要介绍COSMOS软件的特点、模块功能和菜单操作，并通过几个典型的例题介绍利用COSMOS软件举行有限元分析的过程和步骤。

教学内容：COSMOS软件特点；

模块功能；

根本菜单；

典型例题及分析过程。

重点：COSMOS软件分析过程。

第九章工程实例分析（6学时）Chapter9ProjectsAnalysisinEngineering本章重点对几个典型的实际工程问题举行分析，使学生初步掌管对工程问题中载荷和约束的处理方法，掌管使用COSMOS软件采用平面、三维以及板壳元举行有限元布局分析的步骤和方法。

教学内容：圆柱齿轮的受力分析；

空调吊装箱体的强度分析；

轮对的受力分析。

重点：载荷和约束的处理方法。

三、课程的教学根本要求本课程的主要教学环节包括课堂授课、上机实习及课外作业。

（一）授课要求授课中应强调对根本概念的了解和掌管；

提防对问题的提出和分析并加强对工科学生理论分析才能的培养和规律思维才能的磨练以及对实际动手才能的培养。理论授课内容为22学时，软件应用及算例介绍10学时。

（二）作业要求课外作业要求学生稳定学识、举一反三。课外作业量为6～8道题。

（三）上机要求掌管COSMOS有限元分析程序的使用方法并使用该软件完成一个布局分析的综合性练习。作业的根本要求由教师提出，概括布局可由学生自行设计。要求完成布局建模、分析计算及结果的整理。课内上机安置时间为10学时；

课外上机安置时间为20学时。

（四）考试要求要求学生较好地掌管根本概念、分析方法及解题技巧。试题类型包括：简述题（20％）；

判断题（10％）；

分析、计算题（70％）。试题难度为：一般难度试题占70％；

较难试题占30％。

（五）劳绩评定最终的总评劳绩包括：平日上课及课外作业劳绩占20％；

考试卷面劳绩占50％；

综合性练习劳绩占30％。