ANSYS系统及其应用教学大纲

《ANSYS系统及其应用》教学大纲
课程编号：S5081090
课程名称： ANSYS系统及其应用
课程英文名称：INTRODUCTION AND APPLICA TION OF ANSYS
总学时：16 讲课学时：16
学分：1
开课单位：机电工程学院机械制造及自动化系
授课对象：机电工程学院机械设计制造及其自动化专业
先修课程：机械结构有限元分析
开课时间：第八学期
教材与主要参考书：
“有限元分析ANSYS应用教程”讲义（自编）；
张亚欧主编.《有限元分析ANSYS7.0实用教程》.清华大学出版社2004年；
龚曙光主编.《ANSYS基础应用及范例分析》.机械工业出版社2003年。

一、课程的教学目的
随着科学技术的发展，产品的结构和功能日趋复杂化和多样化，对产品机械结构的布局和力学性能提出了更高的要求，不仅要求产品的机械结构满足力学性能，还要在设计时使它的结构尺寸和重量趋于合理，而常规的力学计算已无法满足，有限元分析是解决该问题的合适方法。

ANSYS是一种广泛的商业套装工程有限元分析软件。

该软件在工程上应用相当广泛，在机械、电机、土木、电子及航空等领域的使用，都能达到某种程度的可信度，颇获各界好评。

使用该软件，能够降低设计成本，缩短设计时间。

ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元软件，可广泛的用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、
生物医学、水利、日用家电等一般工业及科学研究。

本课程是为机械设计制造及其自动化专业本科生开设的一门专业选修课，主要通过多媒体教学和上机实验，使学生熟悉并掌握ANSYS软件，能够利用软件解决实际工作中遇到的有限元分析问题，为进一步学习或实际应用及参加科研工作开辟道路。

具体的教学目的如下：
1、了解ANSYS软件的主要特点；
2、掌握ANSYS软件有关机械结构静力分析、动力学分析、优化设计及接触问题分析的功能和性能的使用方法；
3、能够用ANSYS软件软件解决实际工作中所遇到的大型科学和工程计算难题。

二、教学内容及基本要求
各章节主要内容及学时分配：
（一）本课程的主要章节
第一章概论（讲课1学时）
ANSYS软件主要功能、主要技术特点、支持的图形传递标准与CAD 软件的接口以及运行环境等。

第二章ANSYS软件的基本使用（讲课2学时）
多媒体教学部分（1个学时）
ANSYS软件界面下各窗口的功能，具体包括应用命令菜单、主菜单、工具栏、输入窗口、图形窗口和输出窗口。

ANSYS架构及命令，具体包括简单模型的建立、材料属性输入、单元的选择和划分、求解处理和后置处理。

指导上机部分（1个学时）
学生自己上机熟悉ANSYS软件的命令，并对简单的例题进行有限元静、动态分析。

第三章有限元模型的建立和后置处理（讲课4学时）
ANSYS软件中坐标系统和坐标平面、节点和元素的定义、负载定义、复杂实体模型的建立方法等。

对分析结果进行后处理，具体包括绘变形图、支反力列表、绘应力等值线图和网格密度检查等。

指导上机部分（2个学时）
学生在老师的指导下自己上机熟悉ANSYS软件的相关命令，练习输入和自己建立三维实体模型，并对复杂的结构进行有限元静、动态分析。

第四章优化设计（讲课4学时）
多媒体教学部分（2个学时）
首先给出一些基本的定义：设计变量、状态变量、目标函数、合理和不合理的设计、分析文件、迭代、循环和设计序列等，然后介绍优化设计的步骤，主要包括生成循环所用的分析文件、参数化建立模型、求解、提取并指定状态变量和目标函数、在ANSYS数据库里建立与分析文件中变量相对应的参数、选择优化工具或优化方法等。

指导上机部分（2个学时）
学生在老师的指导下自己上机熟悉ANSYS软件的相关命令，并用软件对例题进行优化设计。

第五章接触问题的有限元分析（讲课3学时）
多媒体教学部分（1个学时）
简单了解接触问题的定义、接触协调条件、接触单元和一些接触问题的处理方法。

面对面问题的建模和处理过程。

指导上机部分（2个学时）
学生在老师的指导下自己上机熟悉ANSYS软件的相关命令，并用软件对例题进行有限元分析。

第六章热变形问题的有限元分析（讲课2学时）
如何用ANSYS 软件分析计算物体的稳态或瞬态温度分布，以及热量的获取或损失、热梯度、热通量等。

指导上机部分（1个学时）
学生在老师的指导下自己上机熟悉ANSYS软件的相关命令，并用软件计算由于热变形不均匀引起的应力
（三）考试权重
采用累加式的考核方法，即课程的总成绩由各次上机作业的成绩构成。

第一次上机作业成绩20%，第二次上机作业成绩30%，第三次上机作业成绩20%，第四次上机作业成绩20%，第五次上机作业成绩10%。