《有限元分析课程设计》教学大纲

第一篇：《有限元分析课程设计》教学大纲

《有限元分析课程设计》教学大纲

课 程 编 号： 4012057 课程中文名称：有限元分析

课程英文名称：Finite Element Analysis

课 程 类 别：专业课 周数：2周 学 分： 2学分

适 用 专 业：机械设计制造及其自动化机械制造及自动化专业方向

一、课程设计的性质、目的

有限元分析课程设计是一门技术基础综合课程，是工科院校相关专业的学生在校期间第一次接受较全面的工程师基本能力训练，在实现学生总体培养目标中占有重要地位。(一)目的

课程目的和任务旨在使学生了解有限元分析的基本方法，通过使用计算机计算工程力学中的若干问题，进一步加深工程力学课程中的基本概念和基本理论，培养学生解决一些简单的工程实际问题的能力，为学生在今后的机械课程设计和毕业设计中对机械构件进行力学分析打下扎实的基础。

（二）任务

（1）完成课程设计题目的方案分析与设计;（2）完成装配图、零件图设计；（3）编写设计计算说明书。

二、课程设计基本要求

1.了解有限元分析的基本原理和方法；

2.熟悉有限元分析软件（ANSYS）的图形用户界面和菜单； 3.能熟练创建二维和三维有限元分析模型；

4.会使用指定的单元对有限元分析模型进行网格划分，也能对一些简单的有限元分析模型选择合适的单元进行网格划分； 5.能熟练使用工程力学的知识来确定模型的约束条件和受力的类型； 6.会使用有限元分析软件对有限元分析模型进行计算；

7.能熟练掌握有限元分析后处理过程，并对计算结果作出正确的评价； 8.掌握使用有限元分析方法对机械构件进行优化设计的过程；

三、课程设计教学内容

1．ANSYS有限元分析软件简介、功能概览和分析案例； 2．ANSYS图形用户界面及基本操作方法； 3．创建2D有限元模型 4．加载、求解、结果后处理 5．高级建模技术 6．分析结果评价

四、课程设计时间分配

机械设计基础课程设计集中2周的共10个工作日完成，进度可参照如下安排： 第1个工作日： 学习ANSYS图形用户界面和分析的基本步骤； 第2～3个工作日：创建有限元模型、加载_求解_后处理；

第4～5个工作日：使用多媒体课件，理论教学与上机练习分析设计计算，及辅导； 第6～7个工作日：教师布置题目和内容，学生查阅收集相关资料进行计算； 第8个工作日： 结果分析汇总；

第9个工作日： 编写课程设计说明书；课程设计总结； 第10个工作日： 答辩。

五、课程设计考核与成绩评定

有限元分析课程设计按优秀、良好、中等、及格、不及格五级分评定成绩，单独记分。上机考核与提交设计分析报告及答辩。

六、课程设计指导书

[1]“有限元法概论”，龙驭球，人民教育出版社，1997年7月 [2]“有限元法理论及应用基础教程”，宋天霞，2003年7月

[3]“工程力学课程设计”讲义，上海理工大学力学教研室，张志忠、张丽芳、翁国华等编写 2004年7月

七、其它说明

执笔人：周华祥 审核人：（盖章）

2010 年 11 月 17日

第二篇：研究生教学大纲——工程有限元分析_1

附件4：研究生课程教学大纲

课程编号：小四宋体，右对齐，加粗

工程有限元分析

Finite Element Analysis In Engineering

一、计划总学时： 36

学分：

开课学期：

Ⅱ

授课方式：课堂教学

考核方式：其他形式（大作业）

二、适用专业：机械工程及其相关应用专业

三、预修课程：

高等数学、CAD三维设计基础、工程力学、材料力学

四、教学目的：

有限元分析方法是一种现代设计方法。应用于工程设计中，可以提高产品质量、降低产品成本，是一种具有重要意义和巨大潜力的先进数字化分析技术。该课程为机械工程及其相关专业硕士研究生的基础选修课。

本课程的目的是培养学生学会在机械设计中应用有限元分析技术来解决实际工程问题，掌握有限元分析方法的基本概念、基本原理、使用方法和解题步骤，并能够对轴对称结构、梁结构、桁架结构等变形进行具体的分析，熟悉ANSYS、ABAQUS、LS-DYNA等常用有限元分析软件在实际工程中的应用。

五、大纲内容及学时分配：

第1章

绪

论

（2学时）

1.1 有限元分析的基本概念及其适用性 1.2 有限元分析的发展概况及工程应用

第2章

常见有限元分析软件介绍

（3学时）

2.1 ANSYS介绍 2.2 ABAQUS介绍 2.3 LS-DYNA介绍 2.4 HyperWorks介绍 2.5 I-DEAS介绍

第3章

有限元分析方法的一般步骤

（4学时）

3.1 物体的离散化及插值函数 3.2平面问题有限元分析方法和程序 3.3 边界条件和约束

3.4 单元刚度矩阵和总刚度矩阵 3.5 静力平衡问题求解 第4章

ANSYS7.0有限元分析的典型过程

（4学时）

4.1 前处理

4.1.1 有限元模型的建立

4.1.2 ANSYS 图元

4.1.3 设置工作平面

4.1.4 定义单元属性

4.1.5 划分网格 4.1.6 细划局部网格 4.2 加载和求解 4.2.1 加载 4.2.2 求解 4.3 结果后处理

第5章

静力分析

5.1 静力分析的基本步骤 5.1.1 建立有限元模型 5.1.2 施加载荷并求解 5.1.3 查看分析结果 5.2 梁结构静力分析

5.2.1 自重对结构影响的分析 5.2.2 均布载荷对结构影响的分析 5.2.3 三维梁受集中载荷弯曲的分析 5.3 桁架结构静力分析 5.3.1 二维桁架分析 5.3.2 三维桁架分析 5.4平面应力分析

5.4.1平面应力分析实例

5.4.2 通过自定义路径查看分析结果 5.4.3 P法分析

第6章

非线性分析

6.1 非线性分析简介 6.1.1 非线性行为的原因 6.1.2 非线性分析的特殊性

6.1.3 非线性分析的主要步骤及注意事项 6.1.4 非线性分析实例 6.2 几何非线性分析

6.2.1 几何非线性分析的注意事项

6学时）

4学时）

（（6.2.2 几何非线性分析实例 6.2.3 屈服分析及实例 6.3 材料非线性分析 6.3.1 材料塑性理论介绍 6.3.2 塑性分析选项 6.3.3 材料非线性分析实例 6.4 状态非线性分析

6.4.1 接触分析类型及其主要分析步骤 6.4.2 接触分析实例

第7章

动力学分析

7.1 动力学分析简介 7.1.1 动力学分析的类型 7.1.2 动力学分析建模的注意事项 7.2 模态分析

7.2.1 模态分析的主要步骤 7.2.2 模态分析实例 7.3 谐响应分析

7.3.1 谐响应的分析方法 7.3.2 谐响应分析步骤 7.3.3 谐响应分析实例 7.4 瞬态分析

7.4.1 瞬态动力学分析的分析方法 7.4.2 瞬态动力学分析的主要步骤 7.4.3 瞬态动力学分析实例

第8章

APDL及其应用

8.1 APDL简介 8.2 APDL应用实例分析

第9章

MATLAB语言及应用

9.1 基础准备及入门 9.2 符合计算

9.3 数值数组及向量化运算 9.4 数值计算 9.5 数据和函数可视化 9.6 M文件和函数句柄 9.7 Simulink仿真

4学时）

（3学时）（4学时）

（第10章

ANSYS7.0拓扑优化设计方法

（2学时）

10.1 拓扑优化设计方法简介 10.2 拓扑优化的主要步骤和实例分析

六、教材及主要参考书：(一)理论课教材

1、张亚欧，谷志飞，宋勇等.ANSYS7.0有限元分析实用教程.清华大学出版社，2004.2、张志涌，杨祖樱.MATLAB教程，北京：北京航空航天大学出版社，2006.(二)主要参考书

1、李亚智．有限元法基础与程序设计．科学出版社，2004.2、李黎明．Ansys有限元分析实用教程．清华大学出版社，2005.3、曾

攀.有限元分析及应用.清华大学出版社，2004.4、周昌玉，贺小华.有限元分析的基本方法及工程应用研究.化学工业出版社，2006.5、曹戈，赵阳.MTALAB实用教程，北京：清华大学出版社，2005.6、朱衡君，肖燕彩，邱成.MATLAB语言及实践教程，北京：北京交通大学出版社，2005.七、任课老师：

杨志贤，申祥

八、大纲撰写人：杨志贤，申祥 填表说明：

1．开课学期请填写Ⅰ或Ⅱ

2．授课方式：课堂教学、课堂教学与研讨、研讨、其他形式，其他形式请注明 3．考核方式：笔试（开卷、闭卷），论文报告，其他形式，其他形式请注明

第三篇：课程设计教学大纲

化工原理课程设计的教学目的是对学生进行化工单元过程设计和化工过程设备工艺设计的能力训练，使学生掌握化工过程设计的基本方法，提高其分析问题和解决实际工程问题的能力，并通过课程设计，培养学生的工程观念。

为了加强对学生进行化工过程设计的综合训练、培养学生化工过程设计的综合能力，我们从2002年起，针对化学工程与工艺类和过程装备与控制工程类本科生，将“化工原理课程设计”和“化工设备机械基础课程设计”整合成“化工过程与设备课程设计”。学生按照设计任务书的要求，先进行化工工艺部分的设计，再进行化工机械设备部分的设计计算，整个设计过程协调、统一，强调设计的过程综合思想。两个教研室统一协调设计题目，由化工原理课程教师指导完成单元过程和单元设备的工艺计算，在此基础上，由化工机械基础课程教师指导完成单元设备的机械设计和结构设计。在设计内容上突破了单纯的设备工艺设计，突出强调了过程设计，并在过程设计中强调用系统工程的观点处理设计内容。

课程设计按小班指导，每班配备两名指导教师，其中化工原理课程设计停课两周集中进行。指导教师集中讲课，跟班指导答疑。

经过化工原理课程设计的训练，多数学生都能掌握化工过程及设备工艺设计的基本方法，学生的工程观念有较大提高，分析问题和解决实际问题的能力也能得到加强，达到了课程设计的要求。课程设计教学大纲

化工原理课程设计是化工原理课程教学的一个重要环节，是学生综合应用本门课程及先修课程所学知识完成以单元操作为主的一次设计实践。通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法，在查阅技术资料、选用公式、数据、用简洁文字和图表表达设计结果以及制图能力等方面，得到一次基本训练。帮助学生树立正确的设计思想和工程观点。

课程设计时间：2周

课程教学2~3天，其余时间在教师指导下进行设计计算和绘图并完成课程设计说明书。1 教学内容

教学内容为精馏过程系统设计。主要有乙烯—乙烷精馏塔设计，丙烯—丙烷精馏塔设计。工艺设计要求如下：

(1)完成精馏塔的工艺设计计算； ① 塔高、塔径 ② 溢流装置的设计 ③ 塔盘布置

④ 塔盘流动性能的校核 ⑤ 负荷性能图

(2)完成塔底再沸器的设计计算；

(3)管路尺寸的确定、管路阻力计算及泵的选择；(4)其余辅助设备的计算及选型；(5)控制仪表的选择参数；

(6)用3#图纸绘制带控制点的工艺流程图及主要设备(精馏塔或再沸器)的工艺条件图各一张；

(7)编写设计说明书。2 设计基本要求（1）设计方案简介

根据给定的设计任务，制定切实可行的设计方案，并对主要设备的型式进行说明。（2）主要设备的工艺设计计算

工艺参数的选择、物料衡算、热量衡算、设备的结构设计、设备主要工艺尺寸的计算以及必要的核算。

（3）管路阻力计算及输送设备选择（4）辅助设备的主要工艺尺寸。（5）工艺流程图

要求标出工艺物流的流向，流量，主要换热设备的热负荷、主要的测量点和控制点。（6）绘制主体设备的工艺条件图

工艺条件图以单线条表示，注明主要尺寸，接管方位图，技术特性表，接管表，并有完整的标题栏。编写设计说明书 设计说明书应包括：

① 设计任务书（由指导教师下达）；

② 说明了目录；

③ 设计方案简介和简要流程说明；

④ 主体设备的工艺计算（包括必要的表格和插图）； ⑤ 主要辅助设备工艺尺寸的计算； ⑥ 设计结果汇总表； ⑦ 工艺流程图； ⑧ 主体设备工艺条件图； ⑨ 设计评述； ⑩ 参考文献；

大连理工大学化工学院

化工原理教研室

2003.10

化工课程设计》教学大纲

适用专业：化学工艺制药与生物化工过程装备与控制工程

教学周数：2周学分数：2学分

一、课程设计的性质、目的与任务

课程设计是一总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中,它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。通过本课程设计, 主要训练和培养学生的以下能力: 1.查阅资料,选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；

2.树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设 计思想,在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； 3.迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力； 4.用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。二.课程设计的主要内容与要求

本课程设计的内容是对板式精馏塔装置进行设计，主要内容与要求如下：

（1）设计方案的选定与说明。根据给定任务，对精馏装置的流程、操作条件，主要设备形式及材质的选取等进行简要论述；

（2）精馏塔的工艺计算。物料衡算，热量衡算,塔主要部位的压力和温度的确定；

（3）塔和塔板主要工艺尺寸的设计计算。确定塔高、塔板及塔板尺寸，对塔板进行流体力学校核计算，并绘出塔的操作负荷性能图；

（4）管路及其典型辅助设备（如再沸器、预热器、冷凝器）的选型和计算，包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定；（5）编写设计说明书；（6）绘制精馏装置的工艺流程图和精馏塔设备装配图。

精馏装置的工艺流程图，一般按1:100比例绘制，以单线图的形式绘制,标出主体设备和辅助设备的物料流向,物流量,能流量和主要化工参数测量点；

精馏塔设备装配图，一般按1:100比例绘制, 应包括设备的主要工艺尺寸,局部结构尺寸、技术特性表和接管表等。

三、课程设计教学的基本要求 １.教学基本要求

教师先给学生讲授板式塔精馏塔的基本知识：

教师应事先准备课程设计任务书、指导书及设计所需的规范和有关资料，安排适量的答疑时间指导学生。2.设计报告基本要求 2.1设计说明书的基本要求

设计说明书要求内容完整，条理清晰,书面清洁，字迹工整；计算要求方法正确,误差小于设计要求,计算公式和所用数据必须注明出处；图表应能简要表达计算的结果。设计说明书应包括以下主要内容：

（1）封面课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间（2）目录（3）设计任务书（4）设计方案简介

（5）设计条件及主要物性参数表（6）工艺设计计算（7）辅助设备的计算及选型（8）设计结果汇总表

（9）设计评述,设计者对本设计的评述及通过设计的收获体会（10）参考资料 2.2.图纸

工艺流程图采用2号图纸，设备装置图采用1号图纸，要求布局美观，图面整洁，图表清楚，尺寸标识准确，各部分线形精细符合国家化工制图标准。3.课程设计的步骤和时间按排 序号 1 2 3 4 5 6 内容

讲课、布置任务

阅读指导书和查阅资料

设计计算

编写说明书

绘图

考核和答辩 1.5 3 2 2 0.5

设计期间可组织学生观看塔设备教学录像，参观化工基础实验中心模型室了解塔内构件，使用课程设计软件帮助掌握和检验设计结果。

天数

备注

四、课程设计的考核

1.每位学生上交一份课程设计报告，内容包括：设计说明书、图纸、小结。

2.答辩，通常包括个别答辩和公开答辩两种形式。个别答辩采取随机抽样方式，公开答辩是在个别答辩的基础上,选出几个有代表性的学生在全班公开答辩。

3.根据课程设计报告、答辩成绩、课程设计过程中的表现，由指导教师按五级记分制评定成绩。

五、主要参考资料

[1]华南理工大学化工原理教研组.化工过程与设备设计.上海:华南理工大学出版社, 1986.[2]天津大学化工原理教研室.化工原理.天津:天津科学技术出版社, 1992.化工原理课程设计要求学生利用所学的单元操作原理及先修的有关课程知识进行一次综合能力的实践。通过设计训练，使学习者掌握如何根据生产实际任务，确定设计方案、进行工艺计算和结构设计；在满足工艺要求条件下，工艺计算要强调优化观点，结构设计要从设备性能的优劣及运转效率高低等方面兼并考虑。通过工艺设计的优化和工程设备性能的优化，全方位培养学习者的工程意识及其工程实际问题的分析和解决能力。

第四篇：课程设计教学大纲

《管理信息系统》课程设计教学大纲

《管理信息系统》课程设计

教学大纲

课程代码：16020223

英文名称：Management Information System，MIS

适用对象：信息管理与信息系统本科专业、工商管理类本科专业

学时学分：2周，上机不少于40机时，3学分。

一、课程设计目的

管理信息系统课程设计作为独立的教学环节，是信息管理与信息系统专业集中实践性环节系列之一，是学习完《管理信息系统》课程并进行完专业实习后进行的一次全面的综合练习。其目的在于加深对管理信息系统基础理论和基本知识的理解，掌握使用信息系统分析、设计的基本方法，提高解决实际管理问题、开发信息系统的实践能力。同时课程设计应充分体现“教师指导下的以学生为中心”的教学模式，以学生为认知主体，充分调动学生的积极性和能动性，重视学生自学能力的培养。

二、课程设计内容及要求

用管理信息系统开发工具（例如PowerBuilder、Delphi等）开发一个实用的中小型管理信息系统。

1．根据课程设计时间选择适当规模大小的设计课题。采用专业实习的调研内容作为课程设计选题。

2．根据合理的进度安排，按照系统开发的流程及方法，踏实地开展课程设计活动。3．课程设计过程中，根据选题的具体需求，在开发各环节中撰写相关的技术文档，最后提交详细的课程设计报告。

4．开发出可以运行的管理信息系统，通过上机检查。

三、课程设计时间 课程设计时间为2周。

四、课程设计的考查

中南大学商学院

《管理信息系统》课程设计教学大纲

评分标准：由指导教师根据学生完成课程设计任务的情况综合打分，包括管理信息系统软件的开发实施情况40%、课程设计报告的质量30%和课程设计过程中的工作态度30%。

成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。优秀者人数一般不得超过总人数的20%。

中南大学商学院2

第五篇：课程设计教学大纲

教学大纲

课程设计与课程研制

Curriculum Design and Curriculum Development

教学目的：主要探讨外语教学的课程设计和教学大纲制定等的原则和步骤，并通过实例说明和提出实际运用的课题。

开课时间：第三学期； 34课时

实践环节：深入教学实际，了解所在学校的课程开发和大纲研制等实践，并提出分析报告。

教学内容：

一、课程设计与课程研制的概念

课程设计就是人们根据一定的价值取向，按照一定的课程理念，确定课程目标，并以特定的方式组织安排课程的各种要素或各种成分，从而形成特殊课程结构的过程及其产物。

课程研制则涉及完成一项课程计划的整个过程，包括课程设计、课程实施、课程评价三个基本阶段。

课程研制包含课程设计，课程设计是课程研制的一个阶段。课程设计与课程研制的区别：

课程设计：形成物态的课程产品。如课程计划、课程标准、教科书、教师用书、多媒体课程包、多媒体课件、教学光盘等。

课程研制：形成动态的课程链条。涵盖课程的各个方面和整个过程，不仅形成一个完整的课程模式，更致力于课程自身的完善与发展。

课程设计与课程研制的关系：课程研制=课程设计（课程理念价值取向+课程目标+课程内容的选择与组织）+课程实施+课程评价

二、课程设计的基本理念

1.实在性。即为实在的人服务，从学生的需求、可能、发展规律出发去设计课程。2.整体性。即为整体的人服务，促进学生全面发展。

3.活动性。人是一个活动的存在，因而课程必须给学生提供智力、情感和身体活动的空间。

4.发展性。即课程必须致力于最大限度地促进学生的身心发展。

5.多样性。人是一个复杂多样的存在，课程必须具有多样性以适应个体差异。6.动态性。社会与人都是不断发展变化的，因而课程设计也应该是动态的、发展的。

三、课程设计的基本模式

（一）学科中心设计

学科中心设计以体现人类文化科学知识精华的学科为中心设计课程。

学科中心设计的理论假设是：学校教育的目的在于把人类千百年来积累的文化科学知识传递给下一代；而这些文化科学知识的精华就包含在学校设置的各门学科里。学科中心设计的三种基本形式：

1.科目设计。科目设计把课程组织成许许多多的科目，每一门科目有意识地阐述专门的同质的知识体系，强调知识的同质性。

2.学科设计。学科设计以内容的内在组织形式为依据，强调标准的专门化，以此把知识体系确立为学科。而不像科目设计只是占有材料和信息，它强调专门化与学术性。

3.大范围设计。大范围设计通过把两门以上有关的科目合并成单一的大范围教程，试图克服科目课程的破碎形式与对知识的分裂, 它强调综合学科课程。

（二）学习者中心设计

学习者中心设计主张以学习者的兴趣、需要和动机为中心设计课程。其典型代表为活动—经验课程设计。

其主要特征有三：

第一，课程的结构要由学习者的需要和兴趣来决定。第二，在课程实施中形成课程结构。

第三，把重点放在所学习问题的解决过程上。

（三）问题中心设计

问题中心设计就是以学生生活或社会问题为中心来设计课程。社会改造主义者较早倡导这种设计方式。其课程代表为核心课程。

问题中心设计的主要特征：

1.强调内容的统一性和实用性，以及对学生和社会的适用性。2.课程内容主要来自周围的社会生活和人类不断出现的问题，学生积极参与学习，具有相当强烈的内在动机。3.通过积极的方式认识社会和改造社会。

四、课程研制的基本阶段

（一）课程设计阶段

课程设计主要解决“教什么”的问题，具体包括课程设置依据的选择，课程标准、课程目的、课程目标的确立及课程内容的选择与组织等。

（二）课程实施阶段

主要解决怎样教的问题，具体包括课程实施程序的设计和课程实施方式、方法的选择等。

（三）课程评价阶段

课程评价主要解决的是课程设计方案及实施方案的恰切性问题，其实施是在教学过程结束后进行的，包括评价指标的确立、评价方法的选择和评价结果的反馈等。

五、课程研制的基本模式 1.泰勒的目标模式 2.斯腾豪斯的过程模式 3.施瓦布的实践模式 4.批判模式

六、大纲研制

1． 在教学目的中体现课程目标

2． 大纲研制反映语言教学的内容、过程和成果 3． 大纲类型

4． 教材研发：搭建大纲与学习者之间的桥梁

考核形式：过程评估=笔试+研讨+实践环节 教材和参考书目：《课程设计》，Fraida Dubin, 上海外语教育出版社

Curriculum Planning for Social Studies Teaching, C.Kissock, Thomson Press(India)Ltd.《比较课程论》，Martin Mclean，教育科学出版社 《课程与教师》，佐藤，教育科学出版社 《课程社会学》，吴永军，南京师范大学出版社 《后现代课程论》，William Pinar，教育科学出版社

课程设计课程考核试卷分析

试卷覆盖教学目标的各个方面，代表了学生应掌握该课程的基本知识。试卷难度一般，主要目的是检查学生对课程整体内容的掌握情况，并实现了这一目的。

试卷成绩呈负偏态分布，说明大多数学生对课程了解到比较熟练的程度；因为是课程考核，该试卷没有把区分度作为其目的。

对于该课程今后的教学的改进意见：因为课程与学生的教学实践紧密相关，今后更应重视教学实践与课程的结合，在考核方式上予以体现。可以考虑一形成式的评估体系运作，更能发挥学生的长处，体现理论与实践结合。