|
t face="Times New Roman">2为结构模态分析，算例3为温度场分析。算例练习的实施过程中，首先经过讨论，确定可能的建模方案，然后分组对不同的方案实施建模、分析，最后经过讨论确定最优的建模方案。教学过程中通过分组方案实施、现场操作、分析报告等考核手段，评价学生能力的达成效果，以实现上机练习相关的教学目标。
六、考核及成绩评定
课程成绩由平时成绩、上机练习成绩和期终考试三个环节的成绩综合评定产生。各评价环节所占比例及对教学目标的支撑如下表所示。其中，期终考试采取闭卷形式，内容涉及课程的基本概念和基本方法，题型包括选择题、判断题、简答题、计算题、分析题等。
|
成绩评定
|
评价环节
|
评估教学目标
|
|
平时成绩（20%）
|
作业（10%）
|
1
|
|
随堂测验（5%）
|
1
|
|
考勤（5%）
|
1
|
|
上机练习（10%）
|
练习一（4%）
|
1、5、10
|
|
练习二（3%）
|
1、5、10
|
|
练习三（3%）
|
1、5、10
|
|
期终考试（70%）
|
试卷（70%）
|
1、5、10
|
通过平时作业、随堂测验与期终考试等方式培养和考核学生利用已有专业知识，通过有限元方法分析机械结构强度和动态性能的能力，达到毕业要求1的评估要求。通过上机练习，使学生能够利用至少一种建模工具对机械结构进行有限元建模、分析，评价结果的合理性，了解有限元方法的适用范围和局限性，达到毕业要求5的评估标准。通过撰写分析报告，培养学生能够就机械制造装备复杂工程问题与业界同行及社会公众进行沟通和交流，通过国外专业软件的使用，培养学生机械工程专业外语和计算机能力，能够进行跨文化背景下的学习，扩展国际视野。最终达到毕业要求10的评估标准。
七、教学进程（详见授课日历）
八、教材及参考书
1、《机械工程中的有限元方法》，王世军，西安理工大学校内讲义，2015
2、《实用工程数值模拟技术及其在ANSYS上的实践》，王国强，西安：西北工业大学出版社，1999
3、《弹塑性力学有限元法及ANSYS应用》，黄忠文，李元松，郑贤中，武汉：湖北科学技术出版社, 2011
4、《有限元基本理论及应用》，龚曙光，边炳传，武汉：华中科技大学出版社, 2013
5、《结构分析有限元法的基本原理及工程应用》，陈道礼，饶刚，魏国前，北京：冶金工业出版社，2012
6、《有限元分析基础》，傅永华，武汉：武汉大学出版社，2003
九、执行大纲应注意的问题
1、教学中应注重基本知识、基本理论和基本方法的讲授，注意精讲多练。
2、充分利用上机环节，培养学生运用计算机进行机械设计及解决工程实际问题的能力。
3、大纲内章节的顺序和内容的安排仅供参考，教师可根据情况作适当的变动。
, 一、课程基本信息
|
课程名称
|
计算机辅助工程
|
课程代码
|
02190990
|
|
学 分
|
2.0
|
总学时
|
32
|
讲课学时
|
26
|
上机学时
|
6
|
实验学时
|
|
|
课程A/B类归属
|
B
|
开课学期
|
7
|
|
先修课程
|
工程图学基础(工)（08100560）、机械原理（02110020）、机械设计（02110040）、理论力学（08100171）、材料力学（08100180）
|
|
适用专业
|
机械设计制造及其自动化、车辆工程
|
|
开课单位
|
机械与精密仪器工程学院机械工程及自动化系
|
二、课程性质与目的
《计算机辅助工程》是讲授利用计算机软件对机械性能进行模拟、仿真的课程，是机械类专业的一门专业课。计算机辅助工程（CAE）是一门多学科综合性应用技术，是现代机械设计方法及手段的综合体现，对于提高学生的综合设计能力有重要的作用。通过本课程的教学，使学生能够了解计算机辅助工程的一般方法，学习有限元方法的基本原理，掌握机械结构的有限元建模和性能分析方法，具备初步的利用有限元软件分析机械结构性能的能力。
三、教学目标及其对毕业要求的支撑
（一）教学目标
本课程的先修课程是机械制图、机械原理、机械设计、理论力学和材料力学等，要求学生具有基本的机械设计基础知识和CAD建模能力以及工程力学基础。通过对本课程的学习，使学生掌握计算机辅助工程（CAE）理论尤其是有限元方法（FEM）的基本理论，培养学生利用专业分析软件进行机械性能仿真分析、解决工程实际问题的能力，使学生能够根据实际的机械结构建立分析模型，完成机械结构性能的数值分析，对软件的分析结果能够正确评价和理解，能够按照国际通用标准撰写机械结构性能分析报告。
本教学目标分为课堂教学和上机练习两部分：
1．课堂教学
通过课堂教学使学生掌握计算机辅助工程的基本理论尤其是有限元方法的基本理论，机械结构性能分析的基本方法，培养学生综合运用课程知识建立机械结构分析模型的能力。通过对常用计算机辅助工程软件的介绍、练习和使用，使学生能够掌握和利用国际专业术语和专业工程软件解决复杂工程问题，能够学习国内外先进技术和方法，扩展国际视野。
2．上机练习
通过上机练习环节，以集体讨论方式提出可能的建模分析方案，以团队合作方式让学生分别采用不同的方案对同一问题分别进行建模分析，然后对不同的分析结果进行讨论、评价，分析不同方案的利弊，培养学生分析、解决工程实际问题的能力。通过撰写分析报告，培养学生书面表达分析结果的能力。
教学目标具体要求如下：
（1）了解计算机辅助工程的基本知识，掌握有限元分析方法的基本原理；
（2）掌握机械结构性能分析中常用的实体单元、梁单元、壳单元的原理、特点、性能和应用场合；
（3）掌握建立有限元分析模型的基本方法；
（4）能够进行复杂机械系统的性能分析和结构优化。
（二）教学目标对毕业要求的支撑矩阵
|
毕业要求
|
课程教学目标
|
|
(1)
|
(2)
|
(3)
|
(4)
|
|
1 工程知识
|
|
|
√
|
|
|
5 使用现代工具
|
|
√
|
√
|
|
|
10 沟通
|
|
|
|
√
|
四、教学内容
（一）教学内容结构关系图
（二）具体教学内容
1．概述（4学时）
（1）教学内容
介绍本课程的教学任务、性质及学习方法，主要阐述与计算机辅助工程相关的一些概念，常用的计算机辅助工程方法以及计算机辅助工程软件。
（2）对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习，可以支撑毕业要求1。
（3）作业及课外学习要求
课外作业：常用的计算机辅助工程方法以及计算机辅助工程软件的特点。
2．弹性力学基础（4学时）
（1）教学内容
主要阐述与机械结构性能分析相关的弹性力学的基本内容，为本课程的后续学习打下必要的理论基础。要求：重点掌握弹性力学的基本方程、平面问题的基本原理，了解常用材料模型和强度理论的适用范围。了解圣维南原理在结构分析过程中的作用和意义。
（2）对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习，可以支撑毕业要求1。
（3）作业及课外学习要求
课外作业：各种平面问题的应用场合。
3．有限元法的基本原理（4学时）
（1）教学内容
主要阐述有限元方法的基本原理。重点掌握结构分析中的有限元方法的基本原理；了解有限元方法在温度场、流体和电磁场分析中应用的基本原理；了解多物理场耦合分析的原理和特点，包括顺序耦合方法和直接耦合方法，单向耦合方法和双向耦合方法的原理和特点。
（2）对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习，可以支撑毕业要求1。
（3）作业及课外学习要求
课外作业：结构有限元分析的基本过程。
4．常用单元的构造和应用（6学时）
（1）教学内容
主要阐述机械结构有限元分析中常用单元的构造过程和适用条件。重点掌握平面四边形实体单元的构造过程，了解三维实体单元、梁单元、壳单元、接触单元、弹簧-阻尼单元的构造过程，掌握不同类型单元的特点和适用场合以及结构自由度和结点自由度的概念，不同类型单元耦合使用可能存在的问题和解决方法。
（2）对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习，可以支撑毕业要求1。
（3）作业及课外学习要求
课外作业：不同类型单元耦合时自由度的耦合方法。
5．机械结构的建模方法（4学时）
（1）教学内容
主要阐述机械结构有限元分析中常用的几种分析方法。重点掌握结构的静态分析方法和基于有限元的模态分析方法。了解瞬态响应分析的基本方法和试验模态分析方法的基本原理，理解计算模态分析方法与试验模态分析方法的特点。
（2）对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习，可以支撑毕业要求1。
（3）作业及课外学习要求
课外作业：无。
6．机械性能分析方法（4学时）
（1）教学内容
主要阐述机械结构有限元分析中常用的几种分析方法。重点掌握结构的静态分析方法和基于有限元的模态分析方法。了解瞬态响应分析的基本方法和试验模态分析方法的基本原理，理解计算模态分析方法与试验模态分析方法的特点。
（2）对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习，可以支撑毕业要求1。
（3）作业及课外学习要求
课外作业：无。
7．机械结构的分析实例（6学时）
（1）教学内容
主要阐述有限元分析软件ANSYS的使用方法和常见机械零件的建模、分析和后处理过程。通过课堂讲解，了解ANSYS软件的特点和基本功能，结构分析的基本过程。通过算例分析，重点掌握ANSYS软件的使用方法，包括结构静力分析方法、模态分析方法和瞬态响应分析方法。
（2）对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习，可以支撑毕业要求1、5和10。
（3）作业及课外学习要求
课外作业：有限元分析报告。
五、教学方法
课程教学采用多媒体教学方式，以课堂讲授为主，通过随堂练习、测验、作业、上机练习等多环节训练和督促检查，巩固学习成果。本课程安排4-5次随堂练习和测验，4-6次作业，3次上机练习。
课堂讲授以基本概念、基础知识、基本理论为核心，与工程应用软件相结合，阐述计算机辅助分析方法，尤其是有限元方法在机械结构设计和优化中的应用，通过问题提出、方法思考、内容归纳、算例分析等教学过程，实现与课堂讲授相关的教学目标。
上机练习包含3个算例分析，算例1为结构应力分析，算例
全套毕业设计论文现成成品资料请咨询微信号：biyezuopin QQ：2922748026
返回首页
如转载请注明来源于www.biyezuopin.vip
|
