SPOC学校专有课程
有限元基本原理及应用
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spContent=本课程是机器人产业学院本科生的专业基础课程。本课程的主要任务是使学生掌握有限元法的基本原理和研究方法,为学习有关的后续课程和有关科学技术打好必要的基础;初步学会应用有限元的理论和方法分析、解决一些简单的工程实际问题;结合本课程的特点,培养学生的能力。 本课程教学内容包括有限元法基本原理、有限元软件仿真实践和有限元程序设计三大部分组成。
—— 课程团队
课程概述

机器人产业学院结合常州市产业实际状况及常州大学人才培养实际,打破传统学科专业界限,实施全程项目化教学。通过推进引企入教,推进启发式、探究式等教学方法改革和合作式、任务式、项目式、企业实操教学等培养模式综合改革,促进课程内容与技术发展衔接、教学过程与生产过程对接、人才培养与产业需求融合。《有限元基本原理及应用》课程正是基于机器人产业学院全程项目化教学的理念和背景,通过重构教学内容、设计项目化教学等方式进行课程教学改革。

为解决实际工业技术要求与基础教育的脱节现象,以《有限元基本原理及应用》课程为媒介,探索以项目任务为驱动的课程改革方式。围绕实际工程应用开发的技术要求,定制教学内容,探索便于学生理解的有限元分析及应用开发的教学方法,激发学生的求知欲与探索精神,帮助学生理解有限元基本原理,培养学生的工程应用开发能力,提高学生掌握知识的综合运用能力。

《有限元基本原理及应用》课程采用线上线下混合式教学方式,首先面向全体学生讲授有限元基本原理和工程实际常用工具Ansys的基本模块和功能。其次,针对机械方向同学设计了静力学、动力学分析等教学内容;针对电控方向同学,设计了电子散热分析教学内容;针对软件方向同学,设计了有限元程序设计教学内容。最后,通过结合工程定量分析原理和项目管理设计综合项目数控机床主轴温度误差补偿,让各方向的同学进行协作,完成基于有限元基本理论和框架的课程项目。从而培养复合应用型人才,满足实际产业需求。

授课目标

1. 知识与技能目标

1)深刻理解本门课程的基本知识、基本概念和基本理论,掌握由此导出的重要有限元法定理和计算公式,了解处理简单机构受力分析问题的思路和方法;

2)能对简单的结构及构件进行有限元计算和仿真分析;

3)能对理解有限元程序设计方法,完成有限元计算程序的开发。

2. 过程与方法目标

保留了传统教学手段“粉笔+黑板+模型”的合理内核,帮助学时系统化地学习有限元法的理论知识,同时积极开发、利用网络教学资源,形成全方位的立体化的教学手段,及时向学生传达学科的最新进展和相关案例,从而达到“增趣”、“提智”、“扩能”的教学目标。

3. 情感、态度与价值观发展目标

  有限元分析理论性强,与各类工程技术有着密切的联系,因此处理工程问题的能力是学习课程学生的必备素质。学生应重视本课程在素质培养中的作用,本着对自己、对社会高度负责的态度搞好课程学习。体现在学习中,具体要做到:明确学习目标,端正学习态度,培养学习兴趣,认真完成每个学习环节。同时,积极落实人才培养计划,使自己成为出色的、受社会所欢迎的工程技术人才。

成绩要求

《有限元基本原理及应用》是一门理论与实践深度融合的课程,扎实的理论知识能在实践过程中起到良好的促进作用,而真实的实践项目能提升学生理论知识的掌握程度。如何来衡量并量化学生理论知识的掌握程度和实践项目的动手能力,本课程将通过过程性评价和结果性评价相结合的方式,突出学生能力大程度的综合评价模式。

本课程的学生最终成绩将通过过程性考核(上课情况、作业完成情况和项目管理的阶段性成果)结果性评价(期末考试、样机验收、项目研制报告、项目汇报和答辩等)的方式来综合评价。

学生成绩=(上课情况+个人作业完成情况)×20%+项目管理的阶段性成果×10%+期末考试×30%+样机验收×20%+项目研制报告×10%+项目汇报和答辩×10%

课程大纲
预备知识

高等数学、大学物理、线性代数、机械原理、机械设计、工程力学与分析

参考资料


1.选用教材:

尹飞鸿编,《有限元法基本原理及应用》,高等教育出版社,2018

2.参考资料:

1)有限元分析与ANSYS实践教程,刘超,机械工业出版社,2016

2)中国仿真技术论坛:https://www.cncaetech.com/

3ANSYS中文社区:https://www.ANSYSchina.cn/