有限元方法及软件应用new

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1、《有限元方法及软件应用》FiniteElementMethod(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：专业技术基础课学时数：32学分数：2执笔者：王文静吴作伟丁莉芬编写日期：2006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进行改革，使学生从较高层次上理解有限元方法的实质，掌握有限元分析的工具，并具备初步处理工程问题的能力；使该课程成为具有较宽口径和较大覆盖面的、面向全校机械类专业的有限元分析及机械设计方

2、面的专业基础课。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区别；介绍有限元方法的发展历史、背景、目前的应用领域及目前较流行的应用软件。第二章杆梁结构的有限元法（3学时）Chapter2FiniteElementMethodinOne-DimensionalProblem本章以杆、梁为研究对象，使学生掌握用有限元方法进行结构分析的步骤并了解相关的一些理论问题。教学内容：杆梁结构有限元法的基本概念；

3、单元自由度的选择；单元刚度矩阵；结构刚度矩阵；约束处理；载荷处理；典型例题及详解；杆梁结构有限元法小结。重点：单元位移函数、单元自由度、单元刚度矩阵、结构刚度矩阵。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）Chapter3FiniteElementMethodinTwo-DimensionalProblem本章主要涉及弹性力学的平面问题及基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，掌握二维问题有限

4、元分析的方法、步骤以及最基本的单元类型并了解相关的一些理论问题。教学内容：弹性力学的基本方程及有关概念；弹性问题近似求解的虚功原理、最小势能原理及其变分基础；两类平面问题；三角形单元；位移函数；单元刚度矩阵和结构刚度矩阵；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。3第四章三维问题有限元法（4学时）Chapter4FiniteElementMethodinThree-DimensionalProblem本章着重阐述三维问题有限元分析的一般

5、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区别、常用的三维单元类型、单元自由度及其特点、性质。教学内容：三维问题基本方程和有关概念；四面体单元；典型例题及详解；小结。重点：四面体单元。第五章薄板弯曲问题有限元法（3学时）Chapter5FiniteElementMethodinThinPlateBendingProblem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基本方程，掌握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基本方程；三

6、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）Chapter6FiniteElementMethodinShellProblem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基本方程，掌握板单元的类型和单元自由度。教学内容：薄壳变形分析的基本假设；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。 第七章需要进一步讨论的几个问题 （2学时）Chapter5ProblemsforFurtherDi

7、scussion本章重点对有限元法分析中的单元和位移函数的选择、划分单元的一般原则以及边界条件的处理等几个问题进行了探讨，使学生了解和掌握利用有限元技术进行结构分析的原则和一般处理模式。教学内容：单元和位移函数的选择；划分单元的一般原则；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。第二篇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

8、COSMOS软件进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；基本菜单；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进行分析，使学生初步掌握对工程问题中载荷和约束的处理方法，掌握使用COSMOS软件采用平面、三维以及板壳元进行有限元结构分析的步骤和方