有限单元法教学大纲
《有限单元法》课程教学大纲
课程编号: 752346 课程性质:(必修或选修) 选修 总学时:32学时 其中讲授 32学时 实验 0 学时 习题 0 学时 总学分: 2 开课学期: 6 适用专业:土木工程
先修课程: 弹性力学;结构力学 后续课程: 毕业设计
大纲执笔人: 邓林 参加人: 大纲审核人: 邢凯峰 编写时间: 2009年7月 (一)、课程简介
本课程是土木工程专业的一门选修课程。有限单元法是20世纪力学学科发展最大的成果之一,为解决各种复杂的工程力学问题提供了一个有力的工具。本课程的教学目的是让学生掌握有限单元法的基本原理和方法,能够使用有限元软件做简单的力学分析。
(二)、本课程教学在专业人才培养中的地位和作用
有限单元法已经广泛应用与土木工程的各个领域,本课程的教学能够拓展学生的视野,增强解决实际工程问题的能力,在专业人才培养中有重要的作用。
(三)、本课程教学所要达到的基本目标
掌握有限单元法的基本原理和方法,能够使用有限元软件对简单的杆系结构和连续体结构进行力学分析。 (四)、学生学习本课程应掌握的方法与技能
通过本课程的学习,学生应掌握有限单元法的基本原理和方法,能够使用有限元软件对简单的杆系结构和连续体结构进行力学分析。
(五)、本课程与其它课程的联系与分工
本课程是结构力学和弹性力学课程的延续和拓展,其主要内容是如何利用计算机来解决结构力学和弹性力学问题。 (六)、本课程的教学内容与目的要求 第一章 绪论(共2学时)
1、教学目的和要求:了解有限元法发展的历史,熟悉有限元分析的内容和作用。 2、教学内容:
1)有限单元法的发展历史 2)有限元分析的内容和作用
3、教学重点和难点:有限元分析的内容和作用 4、实践教学环节(0学时)
第二章 有限元分析的力学基础(共6学时) 1、教学目的和要求:掌握有限元分析的力学基础 2、教学内容: 1)弹性体的基本假设 2)平面问题的基本力学方程 3)空间问题的基本力学方程 4)弹性问题的能力表示
3、教学重点和难点:平面问题的基本力学方程 4、实践教学环节(0学时) 5、本章思考题
第三章 有限元分析的数学求解原理(共8学时) 1、教学目的和要求:掌握有限元分析的数学求解原理 2、教学内容:
1)弹性力学问题近似求解的加权残值法
2)弹性力学问题近似求解的虚功原理、最小势能原理及其变分基础
3)各种求解方法的特点及比较
3、教学重点和难点:弹性力学问题近似求解的虚功原理和最小势能原理
4、实践教学环节(0学时)
第四章 杆梁结构有限元分析原理(共8学时) 1、教学目的和要求:掌握杆梁结构的有限元分析原理 2、教学内容:
1)有限元分析求解的完整过程和基本步骤 2)杆单元及其坐标变换 3)梁单元及其坐标变换
3、教学重点和难点:有限元分析的基本步骤;杆单元及其坐标变换
4、实践教学环节(0学时) 5、本章思考题
第五章 连续体的有限元分析原理(共4学时) 1、教学目的和要求:掌握连续体的有限元分析原理。 2、教学内容:
1)连续体的离散过程及特征 2)平面问题的单元构造 3)轴对称问题及其单元结构
3、教学重点和难点:平面问题的单元构造 4、实践教学环节(0学时) 5、本章思考题
第六章 基于ANSYS 平台的有限元分析与建模(共10学时) 1、教学目的和要求: 熟悉ANSYS 的基本操作,掌握基于ANSYS 有限元分析和建模的基本方法 2、教学内容: 1)ANSYS 简介 2)ANSYS 建模过程 3)ANSYS 分析结果解读
3、教学重点和难点:ANSYS 的建模过程和分析结果解读 4、实践教学环节(0学时) 5、本章思考题
(七)、本课程教学时数分配表
(八)、教材和主要参考资料
1、指定教材:
《有限元分析与应用》,曾攀 著,清华大学出版社,2004年,第1版。
2、主要参考资料:
《有限元方法》,监凯维奇 泰勒 著年,第5版。
(九)、课程考核与成绩评定方法 平时成绩60%,期末成绩40%。 考核方式:平时作业;课程论文
清华大学出版社,2008 ,