spContent=本课程是为机械工程专业研究生开设的专业性课程。通过本课程的学习,要求学生能够掌握有限元的基本概念、理论和建模技术,能正确运用有限元分析软件解决实际工程问题,特别是涉及到复杂工程结构的力学分析问题。
本课程是为机械工程专业研究生开设的专业性课程。通过本课程的学习,要求学生能够掌握有限元的基本概念、理论和建模技术,能正确运用有限元分析软件解决实际工程问题,特别是涉及到复杂工程结构的力学分析问题。
—— 课程团队
课程概述
本课程简要介绍弹性力学的基础知识,阐述表示位移-应变关系的几何方程,表示应力-应变关系的物理方程和表示内力-外力关系的平衡方程。讨论有限元分析的基本方法及步骤,介绍杆系结构、平面问题、薄板弯曲问题、三维实体的有限元法分析技术等。具体的教学目的如下:
1.了解有限元方法的应用领域和发展状况;
2.掌握有限元分析的基本原理和方法;
3.掌握通用有限元软件功能和分析步骤,结合上机和实验,使学生能够运用软件对实际结构进行有限元分析,为进一步学习和实际应用打下基础。
授课目标
通过本课程的学习,培养学生掌握有限元分析的基本概念、基本原理及建模技术,掌握通用有限元软件功能和分析步骤,能正确运用有限元分析软件解决实际工程问题。
成绩 要求
总成绩满分100分,最终成绩在60分及以上为合格。
课程大纲
绪论
1-1两类典型问题
1-2有限元法的基本思想
1-3一维弹簧问题
1-4有限元法的基本步骤
第一章单元测验
弹性力学基础
2-1弹性力学简介
2-2应力的概念
2-3位移及应变、几何方程、刚体位移
2-4应力应变关系、物理方程
2-5虚功原理及虚功方程
2-6平面应力问题
2-7平面应变问题
第二章单元测验
杆系结构有限元
3-1杆系结构简介
3-2杆系结构离散化
3-3一维杆单元
3-4杆件结构实例分析
3-5平面杆单元
3-6四杆桁架结构的有限元分析
3-7平面纯弯梁单元
3-8一般平面梁单元
3-9整体刚度矩阵
第三章单元测验
平面问题的有限元法
4-1平面问题的常应变三角形单元
4-2常应变三角形单元的刚度矩阵
4-3单元刚度矩阵的物理意义及其性质
4-4平面问题的矩形单元
4-5六节点三角形单元
4-6单元载荷移置
4-7整体分析
4-8边界条件的处理
第四章单元测验
平面和三维实体等参单元
6-1平面等参单元
6-2三维实体等参单元
第六章单元测验
薄板弯曲问题
7-1薄板弯曲问题的基本方程
7-2薄板弯曲的矩形单元
7-3薄板弯曲的三角形单元
第七章单元测验
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预备知识
线性代数、矩阵论、数值分析、材料力学、弹性力学、计算机知识
参考资料
徐芝纶.弹性力学简明教程.高等教育出版社,2018
王世军,赵金娟.机械工程中的有限元方法.科学出版社,2019
郭吉坦,薛齐文.有限元法与MATLAB程序设计.机械工业出版社,2020
李朝峰,孙伟,汪博.机械结构有限元法基础理论及工程应用.机械工业出版社,2020
张延庆.结构分析有限元法.科学出版社,2016