《有限元方法》實驗教學大綱

《有限元方法》實驗教學大綱課程代碼：092032課程名稱：有限元方法英文名稱：FiniteElementMethod課程學時（周數(shù)）：16學時實驗學時（周數(shù)）：16學時開設時間：五課程學分：2適用專業(yè)：（2020）車輛工程實驗課程的教學任務、要求和教學目的通過本實驗課程幫助學生進一步領會和深化課堂上學到的有關有限元分析的基本概念和基本方法，逐步掌握ANSYS軟件實際操作，對一般的靜力學問題能獨立進行分析，并能結(jié)合相關的力學理論知識對分析結(jié)果進行正確評價。學生應掌握的實驗技術及實驗能力通過實驗要求學生能掌握ANSYS的分析流程及分析技能，對靜力學中的軸向拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲等基本問題和組合問題、壓桿穩(wěn)定問題及疲勞問題具有實際分析能力。根據(jù)分析結(jié)果與理論值的比較，判斷吻合度，對吻合度不理想的結(jié)果能查找原因，從而逐步掌握和提高分析能力。主要儀器設備1、計算機35臺；2、ANSYS（11.0以上）開設實驗項目實驗一平面梁分析【實驗目的】1、熟悉ANSYS（14.0版本）的界面及模塊組成。2、掌握簡單幾何模型的建立方法。3、掌握平面梁分析問題的分析技能?！緦嶒瀮?nèi)容】1、建立平面梁的幾何模型。2、進入靜力學分析模塊，添加載荷及求解項（變形、應力）。3、求解并對結(jié)果進行評價。實驗二平面桁架分析【實驗目的】1、掌握載荷的加載方法。2、掌握結(jié)果觀察平面的建立方法。3、了解自定義結(jié)果userdefinedresult的定義及柱坐標系的應用?！緦嶒瀮?nèi)容】1、建立平面桁架的幾何模型。2、進入靜力學分析模塊，預加載及求解項（Stress——MaximumShear）。3、求得到最大切應力后，計算其與許用值的比值，并推算合適的力矩。修改后重新加載并計算，并對結(jié)果進行評價。實驗三高速旋轉(zhuǎn)光盤的應力分析【實驗目的】1、掌握慣性載荷的加載方法。2、掌握柱坐標系的使用。【實驗內(nèi)容】1、建立旋轉(zhuǎn)光盤的幾何模型。2、進入靜力學分析模塊，加載扭矩及求解項（NormalStress，ShearStress）。3、求解并評價結(jié)果。實驗四帶孔平面薄板分析【實驗目的】1、掌握平面載荷的加載方法（remoteforce的特點和應用）。2、掌握約束的處理方法。3、結(jié)合強度理論掌握應力工具的使用?！緦嶒瀮?nèi)容】1、建立受彎曲與扭轉(zhuǎn)載荷的帶孔平面薄板的幾何模型。2、進入靜力學分析模塊，加載徑向力和周向力（用remoteforce）及求解項（EquivalentStress）。3、添加應力工具stresstool求解并評價結(jié)果。實驗五虎鉗底座的強度分析1【實驗目的】1、掌握三維實體幾何模型的創(chuàng)建。2、掌握實體單元的使用。3、掌握鏡像分析的方法和步驟?！緦嶒瀮?nèi)容】1、建立虎鉗底座的幾何模型（linebody）。2、進入靜力學分析模塊，設置約束并預加載一個軸向載荷。再添加LinearBuckling及求解項（TotalDeformation）。3、求解并計算臨界載荷。實驗六虎鉗底座的強度分析2【實驗目的】1、掌握三維實體幾何模型的創(chuàng)建。2、掌握實體單元的使用。3、掌握鏡像分析的方法和步驟?！緦嶒瀮?nèi)容】1、完成實驗五的內(nèi)容基礎上進行本實驗的改進分析。2、改變虎鉗的每一個結(jié)構(gòu)參數(shù)后重新進行分析并對比。實驗七渦輪殼模態(tài)分析【實驗目的】1、掌握循環(huán)應力的表示及加載方法。2、掌握S—N曲線的輸入方法。3、掌握模態(tài)分析的方法?！緦嶒瀮?nèi)容】1、建立或?qū)霚u輪殼的幾何模型。2、進入靜力學分析模塊，加載約束及載荷。再添加fatigueTool（Life）為求解項。3、求解并評價結(jié)果。實驗八復雜平面桁架分析【實驗目的】1、掌握桁架的表示及加載方法。2、掌握載荷的輸入方法。3、掌握分析復雜結(jié)構(gòu)的步驟和注意事項。【實驗內(nèi)容】1、建立或?qū)霃碗s平面桁架的幾何模型。2、進入分析模塊，加載約束及載荷。3、求解并評價結(jié)果。開設實驗項目一覽表序號實驗項目名稱實驗類型實驗性質(zhì)實驗學時每組人數(shù)首次開出年月1平面梁分析綜合性必做2352018092平面桁架分析綜合性必做2352018093高速旋轉(zhuǎn)光盤的應力分析綜合性必做2352018094帶孔平面薄板分析綜合性必做2352018095虎鉗底座的強度分析1綜合性必做2352018096虎鉗底座的強度分析2綜合性必做2352018097渦輪殼模態(tài)分析綜合性必做2352018098復雜平面桁架分析綜合性必做235201809實驗教材或指導書或主要參考資料1.尹飛鴻主編，《有限元法基本原理及應用》，高等教育出版社，2010年7月考核要求、考核方式及成績評定標準1、考核要求：實際操作、提交實驗報告；實驗報告要求：(1)提供實驗內(nèi)容的具體實驗過程或步驟；(2)提供原始分析記錄的圖片，并分析討論實驗結(jié)果。2、考核方式：采用實際操作與實驗報告相結(jié)合的原則；3、成績評定標準：實驗成績中實際操作占60%，實驗報告占40%；實驗成績占課程總成績的50%