有限元分析及应用教学设计

有限元分析及应用教学设计

一、课程简介

有限元分析是一种将连续体、结构等宏观物理问题转化为离散、局部问题，通过构建有限元模型、用数学方法求解、并得出物理量的分析方法。有限元分析已经成为了现代工程设计的重要工具之一。本课程介绍了有限元分析的基本理论知识和实践应用，同时结合案例分析和实验操作，让学生深入理解有限元分析在工程设计中的应用。

二、教学目标

本课程旨在让学生掌握有限元分析的基本理论和实践应用，具体包括：

1.了解有限元分析的理论基础和应用背景；

2.学会有限元分析软件的使用方法，可以构建模型、设置边界条件、求

解问题等；

3.掌握有限元分析理论与实际工程问题相结合的能力，能够进行小型工

程设计实践；

4.提高学生的动手实践能力，培养他们的团队合作、沟通能力。

三、教学内容

第一章有限元分析基础

1.有限元分析的概述；

2.有限元分析的基本步骤；

3.有限元分析的数学模型；

4.有限元分析的计算方法。

第二章有限元分析软件

1.ANSYS软件入门；

2.ANSYS的界面和基本操作；

3.ANSYS中的模型处理和网格划分；

4.ANSYS中的边界条件和荷载；

5.ANSYS的求解和后处理。

第三章实例分析

1.简支梁的有限元分析；

2.定义小车前悬架系统的有限元模型；

3.建立平板及柱体模型的有限元分析。

第四章工程应用

1.有限元分析在工程设计中的应用；

2.基于有限元分析的结构设计优化方案；

3.非线性问题的有限元分析。

四、教学方法

1.设计案例教学，用真实的工程案例来演示有限元分析的应用；

2.理论课程和实验操作相结合，培养学生的动手实践能力；

3.课程设计采用小组合作完成，让学生学习如何协作和沟通；

4.引导学生到实际工程中去实践，提高他们的实际动手能力。

五、评价方法

1.平时成绩：包括课堂表现、课堂作业、实验。

2.期末考试：覆盖课程的所有内容，考察学生对于理论和实践的掌握程

度。

六、教学资源

1.《ANSYS多物理场仿真》一书，深入浅出地介绍了ANSYS在复杂问题

中的应用；

2.相关工程案例：简支梁的有限元分析、小车前悬架系统的有限元模型、

平板及柱体模型的有限元分析；

3.有限元分析软件ANSYS。

七、小结

有限元分析课程是现代工程领域的重要基础课程，本课程通过讲解基本理论和

实际应用，让学生掌握有限元分析软件的使用方法和基本理论，同时也让他们提高实际操作能力，为将来的工程实践提供了充足的基础。通过有趣的案例分析和实验课程设计，让学生可以在实践中体会到工程设计的奥妙和乐趣。