结构有限元及其应用软件

中国海洋大学本科生课程大纲

课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修

一、课程介绍

1.课程描述（中英文）：

本课程是一门重要的结构计算分析课程，通过多媒体教学和上机练习，系统学习结构有限元FEM的基本原理和方法，熟悉掌握通用有限元应用软件ANSYS进行结构静力和动力分析的方法和步骤，并初步掌握使用ANSYS进行海工典型结构强度计算的方法。

Structural finite element method and its application software is an important course of structural calculation and analysis. Through multimedia teaching and computer practice, the basic principles and methods of Finite Element Method (FEM) are learned systematically. The general finite element application software ANSYS for the methods and procedures of structural static and dynamic analysis are mastered.At the same time, the strength calculation method of typical ocean engineering structures using ANSYS is preliminarily mastered.

2.设计思路：

有限元方法是一种现代设计方法，应用于结构设计中，是一种具有重要经济意义和巨大潜力的先进结构设计技术。因此选择该课程作为结构设计方面的一门必修课程，主要介绍结构有限元的基本原理和方法，还选择了通用的有限元软件ANSYS进行示例分析。包括要求掌握有限元法的基本思想和基本原理、平面刚架结构的有限元法、弹

性力学平面问题以及结构动力学问题的有限元基本理论，并通过通用的有限元软件ANSYS了解解决相关问题的过程，同时掌握ANSYS进行结构静力和模态分析的基本步骤和方法，了解ANSYS进行结构瞬态动力分析的基本步骤。

3.课程与其他课程的关系：

先修课程为船舶结构力学。本课程与船舶结构力学相关，在掌握了结构分析的基本概念和方法之后才能很好地学习结构有限元方法。在后续课程中结构有限元及其应用软件为学生在海洋平台设计课程设计及毕业设计中提供了平台建模、海工结构强度分析的方法和技能。

二、课程目标

本课程的目标是学习掌握现代结构分析方法FEM，初步掌握通用的有限元软件ANSYS进行结构建模和分析，为船舶与海洋工程结构设计、强度校核提供计算结果，为海洋结构动力响应分析提供建模基础。

1. 知识获取

（1）掌握结构有限元的一般方法和步骤，通过平面刚架问题的计算了解结构有限元的基本概念、思路和方法。

（2）熟练掌握ANSYS进行简单结构的实体建模、加载和动静力分析。

（3）了解典型海洋工程结构有限元建模的特点和技巧。

2. 思维方法培养

（1）培养结构有限元分析中的网格划分方法和大小对结构计算精度和计算时间的平衡思维。

3. 能力培养

（1）具有对刚架结构、平板结构进行有限元的建模和分析能力

（2）具有一定的导管架平台有限元建模和分析的能力。

三、学习要求

结构有限元及其应用软件是一门理论和实践性都很强的课程，在机房上课，人手一台计算机，强调实际ANSYS操作能力的培养。要达到以上学习任务，学生必须：（1）按时上课，上课认真听讲，积极参与结构分析典型案例分析。本课程将包含较多的课堂有限元ANSYS作业练习和课后结构有限元计算作业。

（2）保质保量地按时完成课堂ANSYS作业练习和课后结构有限元计算作业，每位学生一个账号通过网络提交课堂ANSYS作业，只有在各项作业中认真练习才能够不断提高ANSYS的操作水平和结构分析的技能。

四、教学进度

五、参考教材与主要参考书

1. 参考教材

[1] 有限元法基础及ANSYS应用，黄国权主编，机械工业出版社，2004年6月第1版

2. 主要参考书

[1] 有限元法及ANSYS程序应用基础，张力主编，科学出版社，2008年10月第1版

[2] 工程中的有限元法，T.R. Chandrupatla, A.D. Belegundu著，曾攀译，清华大学出版社，2006年

11月第1版

六、成绩评定

（一）考核方式 B ：A.闭卷考试B.开卷考试C.论文D.考查E.其他

（二）成绩综合评分体系：

七、学术诚信

学习成果不能造假，如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等，均属造假行为。他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。本课程如有发现上述不良行为，将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。

八、大纲审核

教学院长：院学术委员会签章：