有限元方法教学大纲

《有限元方法》教学大纲

课程英文名称：Finite Element Analysis

课程编号：008A3660 学时：12+12（实训）学分：1.5

一、课程教学对象

《有限元方法》课程在培养机械类、机电类、近机类工程技术人才的全局中，具有增强学生现代设计理论与分析方法的应用基础，提高学生对机械技术工作的适应性。本课程教学对象为五邑大学机电工程系机械工程及其自动化专业本科学生。

二、课程性质、目的和任务

有限元方法是一种现代设计方法。有限元方法应用于机械设计中，可以提高产品质量、降低产品成本，是一种具有重要经济意义和巨大潜力的先进技术。该课程为机械工程及其自动化专业本科学生的任选课。

本课程一般为机械类或相关专业的高年级学生的选修课，其目的是培养学生学会在机械设计中应用有限元新技术，掌握有限元方法的基本概念和基本理论，掌握有限元分析的基本处理方法，熟悉常用有限元分析软件在实际工程中的应用。

三、对先修课的要求

学生在学习本课之前，应先修课程：高等数学、线性代数、计算机文化基础、工程力学。

四、课程的主要内容、基本要求和学时分配建议（总学时数: 24包括课程讲授和学生上机辅导）

本课程对有限元方法的基本理论进行简要的说明，主要是针对现在有限元分析应用较广的PATRAN/NASTRAN有限元软件进行静力学分析和模态分析等方面的软件使用方法的训练。具体内容与要求如下：

第一章绪论 2学时

基本概念

1-2 有限元方法的普遍适用性（C）

1-3 有限元方法的发展概况及工程应用（C）

第二章有限元方法的一般步骤 4学时

2-1 物体的离散化（B）

2-2 位移插值函数（B）

2-3 平面问题有限元方法和程序（A）

2-4 边界条件（A）

2-5 单元刚度矩阵（B）

2-6 总刚度矩阵（B）

2-7 静力平衡问题的解（B）

第三章 PATRAN/NASTRAN有限元软件应用（以上机辅导为主） 6+12（上机）学时

3-1 PATRAN/NASTRAN程序的建模与分析过程（6学时）（B）

3-2 线性静力分析（6学时）（A）

3-3 模态分析（4学时）（A）

3-4 PATRAN与CAD软件的接口（2学时）（C）

五、习题课（或讨论课）内容和要求

本课程的习题课和学生上机实训结合进行。

六、实验内容和实验要求

上机实习主要是为了帮助学生在了解基本原理的基础上熟悉PATRAN/NASTRAN的软件应用。本课程要求上机实习时间应不少于12学时。

实训要求见《有限元方法》实训教学大纲。

七、教材及参考书

1．理论课教材：

[1] 马爱军, 周传月, 王旭. PATRAN和NASTRAN有限元分析[M]. 清华大学出版社, 2005.1

2．主要参考书

[1] MSC公司. MSC_TRANIN__ PATRAN _pat301中文培训教程[M]. 2004

[2] MSC公司. MSC.Nastran Dynamic Analysis中文培训教程[M]. 2004

[3] 曾攀. 有限元分析及应用[M]. 北京：清华大学出版社，2004.6

[4] 傅永华. 有限元分析基础[M]. 武汉：武汉大学出版社，2003.8

[5]周昌玉, 贺小华. 有限元分析的基本方法及工程应用[M]. 化学工业出版社，2006.8

八、考核方式

上机考试和平时成绩综合评定。平时占20％，考试占80％。

执笔人：杨铁牛编写日期：2007.7.20