有限元分析技术在工程力学教学中的应用.docx

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1、有限元分析技术在工程力学教学中的应用 摘要：由于传统的工程力学课程教学模式存在众多问题，故将有限元分析技术引入工程力学教学过程中，对授课内容、教学方法与试验方式进行改革与创新。 关键词：工程力学 有限元分析技术 课程改革 1.引言：工程力学是中职、高职与一般高等教化理工类专业所开设的专业基础课。传统工程力学课程教学过程中暴露出了如下问题：学问过于抽象，学生理解困难;教学手段陈旧，学生缺乏学习热忱;分析方法与分析对象过于“志向化”，在实际工程中往往难以有效运用;试验设备与耗材成本较高，试验难以大量开展。为了有效解决上述四个问题，故在工程力学的教学过程中引入了有限元分析技术。有限元分析的概念于19

2、43年提出，经过数十年时间不断地发展与完善，与快速发展的现代计算机技术相结合，产生了数款成熟的有限元分析软件，广泛地应用于包括工程力学在内的众多工程领域。 2.教学方法的创新：在以往的工程力学教学过程中往往满堂灌，课件一页页翻，黑板上一遍遍写，而下面的学生们早已云游四方。试分析缘由，无外乎两种状况：听不懂和听着没意思。工程力学的各种概念过于抽象，基础较为薄弱的学生无法理解，这种现象在职业院校中尤为明显。传统的讲授法也的确无法有效的激发学生的爱好，学生对枯燥的公式与受力图毫无爱好。为了解决上述问题，在工程力学教学过程中引入了有限元分析技术，利用有限元分析软件的可视化功能，使学生能够直观地看到应力

3、的改变与分布状况，以及分析对象的变形和位移状况。教学试验中，学生对应力分析结果进行视察之后，能够快速理解老师讲授的相关学问，将感性相识上升到理性相识。相比传统的教学方法，引入有限元分析技术后，课程所需的教学时间大幅缩短，且学生的学习热忱和学问理解实力大幅提升。 3.教学内容的创新：受人工计算的局限性制约，目前工程力学课程的内容多为“压杆稳定”等志向化的问题，探讨对象的外形特别规则且受力状况较为简洁，与现实工作中遇到的力学问题出入较大。导致学生难以“学以致用”，无法将简洁的计算方法应用到实际的困难工程问题之中。为了解决上述问题，对原有教学内容进行调整，保留了静力学和材料力学中基本的定义、概念;对

4、平衡方程、强度计算等计算量较大且学生难以理解或驾驭的内容进行大幅度的压缩或删减;加入了有限元分析软件操作运用的相关内容，培育学生模型预处理、网格划分、载荷设定和分析结果判读等有限元分析基本技能。简而言之，教学内容的变革是为了适应近些年“机器代人”的大趋势，用牢靠地有限元分析软件取代困难、难懂且精度有限的人工计算。从学生在工学交替实习与顶岗实习中的表现来看，驾驭了有限元分析技术的学生已初步具备了强度校核等必备的基本工作技能，大幅缩短或省去了企业的二次培训，受到了用人单位的一样认可。 4.试验手段的创新：力学试验是力学教学中必不行少的一环，但昂扬的设备购置费用、不断投入的耗材费用和被压缩的学时都无

5、法保障传统的力学试验有效开展，故此以有限元分析技术作为基础的虚拟仿真力学试验，成为了传统力学试验方法的有效替代与补充。与传统的力学试验相比，虚拟仿真力学试验有许多相同点，比如也须要事先制定试验方案、编写试验手册、打算试验材料等;不同的是虚拟仿真试验对设备要求低，依靠一般的机房便能完成，且试验材料是利用三维设计软件建立的模型，能够每种分发给学生人手一個进行操作，保证每个学生都有动手机会，这是传统力学试验方式所难以达到的。学生通过虚拟仿真力学试验，在逐步熟识有限元分析软件操作方法的同时，能够更加透彻地理解工程力学的相关理论学问，可谓是一箭双雕。 5.结语：有限元分析技术的引入，是一次胜利的工程力学

6、课程教学试验。首先，在课程内容方面，以操作简洁、运算精确的有限元分析方法，替代了困难且精度有限的人工计算，使学生能够真正的“学以致用”。其次，在教学手段方面，以直观的有限元分析过程展示，替代了各种抽象的图表和公式，激发学生学习爱好的同时，大幅缩短了学生理解学问点所需的时间，可谓是事半功倍。再次，在试验课程开设方面，以虚拟试验替代真实试验，在为学校节约成本的同时为学生供应了更多的动手机会。此次在工程力学课程教学过程中应用有限元分析技术取得的胜利阅历，可以推广到其它类似课程的教学过程中，如热力学、机械设计、工业设计等，可在相关学科的教学过程中加以尝试。 第4页 共4页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页