《数值模拟技术》教学大纲

《数值模拟技术》教学大纲

课程编码：08241070

课程名称：数值模拟技术

英文名称：TECHNOLOGY OF NUMERCAL SIMULATION

开课学期：7

学时/学分：36 / 1.5

课程类型：专业课

开课专业：工科专业本科生

选用教材：实用工程数值模拟技术极其在ANSYS上的实践王国强西北工大出版社

主要参考书：

1.电脑辅助工程分析ANSYS使用指南陈精一中国铁道出版社2001

2. 结构力学与有限单元法高秀华吉林科学技术出版社1995

3.ANSYS相关资料

执笔人：李风

一、课程性质、目的与任务

数值模拟技术课程是一门用以培养学生在机械设计中现代设计方法一个分枝在工程中应用的专业课，本课程主要研究工程结构的静动力学分析问题及相关领域的有限元分析问题, 。通过数值模拟技术的学习，能够掌握标工程问题的有限元建模极其前后处理和求解方法，使学生具备一定的分析能力和初步的实践能力

二、教学基本要求

1．掌握有关有限元法的基本概念及基础理论；

2．将ANSYS软件应用到简单的工程问题分析中;

3．树立正确的设计思想，理论联系实际，具备创新精神；

4．全面系统地了解数值模拟技术的基本知识；

5．掌握数值模拟技术使用的一般流程，具有进行实验研究的初步能力；

3．对计算结果具备一定的分析及判断能力;

7．了解数值模拟技术的新理论，新方法及发展趋向；

数值模拟技术课程是机械类专业一门专业课程。在教学过程中要综合运用先修课程中所学到的有关知识与技能，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生进行毕业设计和有目的从事机械设计工作打下基础。因此数值模拟技术课程在机械类专业的教学计划中占有重要的地位和作用。

三、各章节内容及学时分配

第一章概述（2学时）

第一节FEA与ANSYS

第二节ANSYS基础

第三节应力分析

第四节初步决定

第五节热分析

第六节热-应力分析

第七节几何模型的输入

第八节实体模型

第九节网格划分

第二章有限元分析与ANSAS（2学时）

第一节有限元分析的基本概念

第二节ANSYS的功能

第三节结构分析

第四节热分析

第五节流体分析

第三章ANSYS的基本操作（2学时）

第一节GUI图形方式

第二节ANSYS的数据库和文件

第三节ANSYS的在线帮助

第四章线性分析（4学时）

第一节分析步骤

一、前处理

二、求解

三．后处理

第二节几何建模

第三节网格划分技术

第四节施加载荷

第五节计算结果及结果判断

第六节例题

第五章实模型建立技术（2学时）

第一节几何模型的输入技术

第二节实体模型的建立

一．图元

二．工作平面

三．布尔运算

四．关键点

五．坐标系

六．建模实例

第六章有限元网格划分（4学时）

第一节定义单元属性

第二节网格的控制参数

第三节网格的生成技术

一、网格的映射

二、网格的拖拉与扫掠

三、过渡网格

四、实例

第六章数值模拟技术的参数化语言（4学时）

第一节概述

第二节定义参数

第三节使用参数

第四节从数据库中获取信息

第五节数组参数

第六节宏技术

第七节分枝结构

第八节循环结构

第七章典型单元分析（6学时）

第一节梁单元分析

一、梁的属性

二、梁的网格划分

三、梁的加载求解及结果分析

第二节平面问题的数值模拟分析

一、平面应力问题

二、平面应变问题

三、典型平面单元的属性

四、平面单元的网格划分

五、平面问题的加载求解

六、结果分析

第三节空间实体典型单元分析

一、实体单元的属性

二、实体单元的网格划分

三、空间实体问题的载荷

四、空间实体问题的加载求解

五、结果分析

第四节模态分析

一、模态分析的研究内容

二、模型的建立

三、模态分析的相关参数

四、求解及后处理

五、实例

第八章实例（4学时）第一节平面桁架结构

一．定义单元类型

二、定义实常数

三、定义材料性能参数

四．建立集合模型

五．有限元划分

六．加载求解

七．后处理

第二节薄板静力学分析

一、定义单元类型

二、定义实常数

三、定义材料性能参数

四．建立集合模型

五．网格划分

六．加载求解

七．后处理

第三节单节箱形吊臂静力学分析

第四节带孔薄板动力学分析

一、定义单元类型

二、定义实常数

三、定义材料性能参数

四．建立集合模型

五．网格划分

六．加载求解

七．各阶振型分析

四、实验

1.实验目的与任务

数值模拟技术课程的实验是验证性实验，其目的是使学生掌握数值模拟技术分析方法并能够理论联系实际地加以应用，任务是将课程所学的知识应用于实践，通过实际运行软件加深理论知识的掌握并提高解决分析问题的能力。

2.实验教学基本要求

学生根据实验指导书的要求应能够独立的应用ANSYS软件分析解决问题，学会判断结果的正确性，学会建立模型和前后处理技术，对于杆、平面、空间问题静力学问题和简单的动力学问题应能够独立求解，为工程分析打下良好的基础。

3.实验教材或指导书

自编实验指导书

五、考核方式：考查（1）出勤,作业占 20％;(3)实验占30%（2）期末测验成绩占50%。

六、备注：