《结构分析综合训练》课程教学大纲.docx

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1、结构分析综合训练教学大纲一、课程基本信息课程名称结构分析综合训练Comprehensive Training of Structural Analysis课程编码PLC321211030开课院部储运与建筑工程学院课程团队数值计算与实践教学团队学分3.0课内学时3周讲授0实验0上机0实践3周课外学时0适用专业工程力学授课语言中文先修课程理论力学（2-1）、理论力学（2-2）、材料力学（2-1）.材料力学（2-2）、工程力学实验、结构力学、有限元法综合训练课程简介（必修）结构分析综合训练是工程力学专业的必修实践课程。针对力学专业理论性强，实践性较弱的特点，通过本课程的训练，使学生在 力学课程学习的

2、基础上，能够将基础知识、力学专业知识与力学思想有效融合，发现和描述工程实际中的力学问题，并能通过文献调研、 理论计算、数值模拟、实验测试等手段对复杂的工程力学问题进行分析和求解，获得正确、有效的结论。在本课程中，就生产实践中不同的力学问题进行分门别类，总结凝练出几个典型的工程案例。由学生根据个人需要，选取具体工程实 例，建立其合理的力学模型，设计有效的解决方案（实验测试、数值仿真），采用适当的手段进行求解，并对结果进行分析，撰写总结报 告，最后同学之间进行分析结果的相互评价，培养学生分析问题、解决问题的综合能力。Comprehensive training of structural anal

3、ysis is a compulsory practical course for engineering mechanics major. According to the characteristics of strong theory and weak practicality of mechanics specialty, through the training of this course, students can combine basic knowledge, mechanical professional knowledge and mechanical ideas are

4、 effectively integrated to discover and describe mechanical problems in engineering practice, and through literatureresearch, theoretical calculation, numerical simulation, experimental tests and other means to analyze and solve complex engineering mechanics problems and obtain correct and effective

5、 conclusions.In this course, different mechanics problems in production practice are classified and several typical engineering cases are summarized. According to individual needs, students select specific engineering examples, establish their reasonable mechanical models, design effective solutions

6、 (experimental tests and numerical simulation), and use appropriate means to solve them, and analyze the results, write a summary report, and finally carry out mutual evaluation of the analysis results among students to cultivate students， comprehensive ability to analyze and solve problems.负责人大纲执笔人

7、审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：能够综合运用理论知识、实验测试、软件开发等手段针对复杂的工程实际问题设计合理可行 的解决方案是2M2目标2：能对复杂的工程力学问题进行分析和求解，得到正确和有效的结论，并对所得结论进行合理 分析与解释是三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1章第1章数值计算数值模拟与仿真技术发展；ANSYS软件中APDL语言的介绍与应 用；埋地管道埋有限兀模型建立、地管道计算不同工况算例说 明及计算练习。Ml, M210讲授30上机21. 11.1数值模拟与仿 真技术发展数值

8、模拟技术介绍与仿真技术发展，了解通用CAE软件。Ml, M22讲授/31.21. 2ANSYS 中 APDL 应用ANSYS中APDL语言的介绍与应用。Ml, M22讲授/41.31.3埋地管道计算 不同工况算例说明针对埋地管道常见工况进行总结分析，明确不同工况下管道所 受载荷类型。Ml, M22讲授/51.41.4埋地管道有限 元模型建立使用APDL语言建立埋地管道有限元几何模型，学习焊缝几何模 型的建立过程Ml, M21讲授2上机61.51.5载荷边界条件 设置常见工况下有限兀模型边界条件的设置方法Ml, M21讲授4上机71.61.6埋地管道变形 影响因素研究再APDL语言中对各项几何参

9、数修改后进行计算，研究各参数的 影响规律Ml, M21讲授8上机81.71.7埋地管道计算 不同工况算例练习埋地管道计算小同工况算例练习Ml, M21讲授16上机9第2章第2章应变测试技 术结构应变测量技术及设备原理；常见应变传感器种类介绍；应 变测量质量控制方法及误差评估Ml, M26讲授/102. 12.1应变测试原理结构应变测试技术发展及原理介绍Ml, M22讲授/112.22. 2应变测量设备 原理与传感器应变测量设备基本原理与常见应变传感器种类M1,M22讲授/122.32. 3测量质量控制 与误差评估应变测量质量控制方法及测量结果误差评估Ml, M22讲授/13第3章第3章在役结构

10、应 力测试技术在役结构应力测试方法与原理；盲孔法、超声波法、矫顽力法 测量应力；应力测试误差分析与技术展望Ml, M26讲授、讨 论/143. 13.1在役结构应力 测试方法与原理在役结构应力测试方法及原理介绍Ml, M22讲授/153.23. 2盲孔法测量应 力盲孔法测应力基本原理及计算过程Ml, M21讲授/163.33. 3超声波法与矫 顽力法测量应力超声波法、矫顽力法测应力基本原理及计算过程Ml, M22讲授/173.43. 4在役结构应力 测试误差分析与技 术展望应力测试误差分析与技术展望Ml, M21讲授、讨 论/18第4章第4章结构残余应 力消减技术应力消减技术综述；振动时效法、

11、超声冲击法应力消减技术介 绍Ml, M26讲授/194. 14.1应力消减技术 综述应力消减技术综述Ml, M22讲授/204.24. 2振动时效法应 力消戒振动时效法应力消戒技术介绍Ml, M22讲授/214.34. 3超声冲击法应 力消减超声冲击法应力消减技术介绍Ml, M22讲授/22第5章第5章单向试件拉单向试件拉伸不同阶段应力测试与消减实验；实验方案设计；Ml, M21讲授30实验、讨伸不同阶段应力测 试与消减实验拉伸试件应力应变、超声波传播时间、矫顽力跟踪测量；不同 塑性变形阶段应力测量；不同塑性阶段变形试件消减后应力测 量论235. 15.1实验案例说明 与方案建议实验目的、技术

12、手段、设备原理介绍与方案建议Ml, M21讲授/245.25. 2实验方案设计设计应力测量、消减实验方案Ml, M2/2实验、讨 论255.35.35个拉伸试件 跟踪测量（应变测 量、超声波速测 量、矫顽力测量） 5个拉伸试件跟踪 测量（应变测量、 超声波速测量、矫 顽力测量）5个拉伸试件跟踪测量（应变测量、超声波速测量、矫顽力测量）Ml, M2/8实验265.45. 44个不同塑性 变形拉伸试件残余 应力测量（超声波 速测量、矫顽力测 量、盲孔法测量）4个不同塑性变形拉伸试件残余应力测量（超声波速测量、矫 顽力测量、盲孔法测量）Ml, M2/8实验275.55. 54个不同塑性 变形振动消减

13、后应 力测量（超声波速 测量、矫顽力测 量、盲孔法测量）4个不同塑性变形振动消减后应力测量（超声波速测量、矫顽 力测量、盲孔法测量）Ml, M2/8实验285.65. 6数据整理与分 析数据整理与分析，撰写实验报告Ml, M2/4实验、讨 论29第6章第6章大口径管道大口径管道环焊缝处残余应力应力测试与消减实验；实验方案Ml, M21讲授30实验、讨环焊缝处残余应力 应力测试与消减实 验设计；环焊缝不同距离处残余应力测量及消减后测量（超声波 速测量、矫顽力测量、盲孔法测量）论306. 16.1实验案例说明 与方案建议实验目的、技术手段、设备原理介绍与方案建议Ml, M21讲授/316.26.

14、2实验方案设计设计应力测量、消减实验方案Ml, M2/2实验、讨 论326.36. 3环焊缝不同距 离处残余应力测量 （超声波速测量、 矫顽力测量、盲孔 法测量）环焊缝不同距离处残余应力测量（超声波速测量、矫顽力测 量、盲孔法测量）Ml, M2/10实验336.46. 4环焊缝不同距 离处残余应力消减 后测量（超声波速 测量、矫顽力测 量、盲孔法测量）环焊缝不同距离处残余应力消减后测量（超声波速测量、矫顽 力测量、盲孔法测量）Ml, M2/10实验346.56. 5数据整理与分 析数据整理与分析，撰写实验报告Ml, M2/8实验四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1考勤随机点名、刷卡点名等

15、20%2ANSYS 管 道应力计 算报告根据课堂要求提交1份埋地管道在特定工况下应力计算报告30%3调研报告（在役结调研整理在役结构应力测试与消减方法20%构应力测 试与消戒 方法）4实验报告（实验方 案设计+测 量实验报 告+消减实 验报告）在役结构应力测量实验方案设计；应力测量实验报告；消减实验报告30%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml考勤20%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。2MlANSYS 管 道应力计 算报告30%A-模型建立合理，考虑影响因素全面，计算结果可靠;B-模型建立相对合理，考虑影响因素相对全面，计算 结果相对可靠;C-模型建立

16、成功，考虑部分影响因素，计算出结果；3Ml调研报告 （在役结构应力测 试与消减 方法）20%A-调研资料详细，分析总结合理，资料来源可靠;B-调研资料比较详细，分析总结比较合理，有部分高水平 资料库来源;c-调研部分资料，有分析总结，有部分高水平资料库来源；4Ml实验报告（实验方 案设计+测 量实验报 告+消减实 验报告）30%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。C-数据分析过程存在问题。D-发生安全事故5M2考勤20%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。6M2ANSYS 管 道应力计 算报告30%A-模型

17、建立合理，考虑影响因素全面，计算结果可靠;13-模型建立相对合理，考虑影响因素相对全面，计算 结果相对可靠;5模型建立成功，考虑部分影响因素，计算出结果；7M2调研报告（在役结 构应力测 试与消减 方法）20%A-调研资料详细，分析总结合理，资料来源可靠;B-调研资料比较详细，分析总结比较合理，有部分高水平 资料库来源;C-调研部分资料，有分析总结，有部分高水平资料库来源；8M2实验报告（实验方 案设计+测 量实验报 告+消减实 验报告）30%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。C-数据分析过程存在问题。D-发生安全事故评分等

18、级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书IANSYS结构分析单元与应用，王新敏，李义强，许宏伟，人民交通出版社，2011, TSBN:978-7-l 14-09240-4.2图书1工程实验力学（第2版），计欣华、邓宗白、鲁阳等，机械工业出版社，2019, ISBN:9787111282242.3期刊论文1盲孔法测定时计算公式中A、B值的研究，裴怡,包亚峰，唐慕尧，机械强度，1997, ISBN:：19-22.4期刊论文1不同应力状态下大口径管道超声波传输规律，赵瑞华,，林浩然，等，油气储运，2018, ISBN:37（6）: 57-63.5期刊论文1基于矫顽力的钢板应力集中区域检测方法，杨理践，周吉，高松巍，沈阳工业大学学报，2015, ISBN: 37（5）: 59-64.6期刊论文1超声冲击强化AISI304奥氏体不锈钢实验研究，刘超，大连理工大学，2012.7期刊论文1振动时效消减焊接残余应力的数值仿真及试验研究，代永峰，哈尔滨工业大学，2012.