《有限元法及其应用B》课程教学大纲.doc

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1、有限元法及其应用B课程教学大纲课程编号：课程名称：有限元法及其应用 英文名称：Finite Element Method and Application B课程类型：专业任选课总 学 时：24 讲课学时： 12 上机学时：12学分：1.5适用对象：四年制机械设计制造及其自动化专业先修课程：理论力学、材料力学、机械设计、流体力学等课程一、课程性质、目的和任务 通过本课程的学习，使学生掌握有限元方法的基本理论和方法，在此基础上，能够熟练使用有限元软件ANSYS来进行实际的工程设计和计算分析。二、教学基本要求 教学过程要理论联系实际，以实际工程问题为例说明有限元分析的基本步骤，做到深入浅出，使学生学

2、会将一般的工程问题归结为有限元力学模型的方法，掌握有限元方法的基本理论、有限元方法的公式推倒并能应用ANSYS上机计算。三、教学内容及要求 1有限元方法与ANSYS结构分析了解CAE总体概貌和基础知识；掌握有限元法的基本思想和基本步骤；了解有限元法的工程应用；了解有限元分析软件ANSYS的发展和基本内容。2ANSYS建模技术熟悉ANSYS建模基本方法和工具；掌握ANSYS建模基本步骤、实体建模的具体应用；了解导入CAD软件中生成的模型基本步骤与应用。 3ANSYS/FLOTRAN流体分析概述了解FLOTRAN CFD分析的概念、分析类型（层流分析、湍流分析、热分析、可压缩流动分析等）、分析的基

3、本原理（FLOTRAN单元特点、分析步骤等）、FLOTRAN流体的基本属性、FLOTRAN CFD求解器和矩阵方程。4层流和湍流不可压缩流动分析及实例熟悉层流和湍流分析的相关内容、基本步骤；掌握运用ANSYS/FLOTRAN进行分析并对不同分析实例进行分析与练习。5FLOTRAN热分析及实例了解FLOTRAN热分析求解内容、求解方法、热载荷和边界条件；并针对各种不同的热分析实例进行分析与应用。6可压缩流动FLOTRAN分析及实例了解可压缩流动FLOTRAN分析的基本知识和内容、特点；熟悉运用ANSYS进行可压缩流动FLOTRAN分析及应用。四、实践环节 应用有限元分析软件ANSYS来解决实际的

4、工程问题。实验内容包括创建几何模型、单元划分、施加载荷及约束条件等前处理程序及动态仿真、等值线、云纹图等后处理程序，在熟悉以上程序的基础上，来进行实际问题的设计与计算，包括结层流湍流分析、热分析、可压缩流动分析等。五、课外习题及课程讨论 为达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于2题。六、教学方法与手段 本课程采用板书与多媒体课件结合的方式进行课堂教学。七、各教学环节学时分配 章节（或内容）讲课习题课讨论课实验其它合计有限元方法基础知识2ANSYS建模技术22ANSYS/FLOTRAN流体分析概述32层流和湍流不可压缩流动分析及实例24FLOTRAN热分析及实例22可压缩流动F

5、LOTRAN分析及实例12合 计1212八、考核方式 本课程为考查课程，期末考试为大作业、上机考试、笔试+上机考试等形式。学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩（占70%）两部分构成，平时成绩中上机成绩占20%，出勤、作业、课堂测验、学习主动性等占10%。九、推荐教材和教学参考书 教 材：ANSYS 11.0/FLOTRAN流场分析实例指导教程，许洋编著，机械工业出版社，2009年。参考书：有限元法原理及ANSYS应用指南，商跃进，清华大学出版社，2005年。ANSYS 8.0 结构分析及实例解析，张朝晖，机械工业出版社，2005年。流体力学有限元，杨曜根，哈尔滨工业大学出版社

6、，1995年。十、说明 1 本大纲仅列出达到教学基本要求的课程内容，不限制讲述的体系、方式和方法，列出的内容并非要求都讲，有些内容，可以通过自学达到教学基本要求。2 上机实验是教学的一个主要环节，用于实验的时间为12学时，使学生学会软件基本应用并能进行简单工程问题分析。大纲制订人：王云霞大纲审定人：王贤民制订日期：2010年05月有限元法及其应用B课程实验大纲一、实验教学目标与基本要求实验是有限元法及其应用课程的重要教学环节。通过实验，使学生加深对有限元法概念、原理和分析的理解，巩固课堂教学内容，熟悉有限元分析软件ANSYS的使用技能，提高实际动手能力和创新能力。二、本实验课程的基本理论与实验

7、技术知识本实验课程的基本理论是有限元法。包括CAE总体概貌和基础知识；有限元法的基本思想和基本步骤；有限元法的工程应用；流体力学的基本理论知识等。实验技术知识是有限元分析及应用，即了解有限元分析软件ANSYS的发展和基本内容。三、实验方法、特点与基本要求通过实验教学熟悉有限元分析软件ANSYS，掌握有限元基本理论的基础上熟练应用ANSYS软件进行工程实际问题的分析。实验内容包括创建几何模型、单元划分、施加载荷及约束条件等前处理程序及动态仿真、等值线、云纹图等后处理程序，在熟悉以上程序的基础上，来进行实际问题的设计与计算，来进行实际问题的设计与计算，包括结层流湍流分析、热分析、可压缩流动分析等。

8、四、实验主要仪器设备PC机、有限元分析软件ANSYS。五、实验项目的设置与内容提要序号实验项目内 容 提 要实验学时实验类型每组人数实验要求1ANSYS建模技术用实体建模建立几何模型2验证1必做2ANSYS/FLOTRAN流体分析概述熟练掌握FLOTRAN流体分析的基本内容和步骤2验证1必做3层流和湍流不可压缩流动分析及实例对层流、湍流等进行分析4验证1必做4FLOTRAN热分析及实例对结构进行热分析2验证1必做5可压缩流动FLOTRAN分析及实例综合实例分析2综合1必做六、实验报告要求实验报告由实验目的、实验内容、实验数据、实验输出结果分析及结论等。七、考核方式与成绩评定标准实验成绩：考勤与表现10%、上机操作50%、报告40%。八、教材及主要参考资料教 材：ANSYS 11.0/FLOTRAN流场分析实例指导教程，许洋编著，机械工业出版社，2009年。参考书：有限元法基础及ANSYS应用，黄国权，机械工业出版社，2004年。ANSYS 8.0 结构分析及实例解析，张朝晖，机械工业出版社，2005年。九、其他说明大纲制订人：王云霞大纲审定人：王贤民制订日期：2010年05月