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《CAE分析技术与工程应用》教学大纲课程编号：004204 课程性质：素质教育课（限60人）先修课程：有限元基础与应用 学分：1.5 总学时数：24 理论：6 上机：18 课外：48开课学期：第六学期 适合层次：本科 适合专业：车辆工程；热能动力；机械设计制造及其自动化，材料工程等一、课程的目的与任务有限元分析技术使得传统的设计分析成为历史，实现真正意义上的优化设计，工程设计的理念、思想和方法正在发生着深刻的变革CAE技术中应用广泛的ANSYS是世界上最大的有限元分析软件之一，在工程领域中广泛应用本课程是为机械类本科生开设的一门专业选修课，主要通过理论教学和上机实验，通过本课程的学习，使学生能够更深层次的掌握有限元法的基本原理和方法，能够正确使用ANSYS产品并经过大量实践，不断提高和积累经验，最终达到灵活运用的程度，并能够利用CAE技术对简单汽车零部件进行有限元分析为学习相关后续课程乃至从事CAE工作打下良好的基础二、教学基本内容、教学和实验要求（一）教学基本内容1、ANSYS基本分析过程技术1.1 实体建模1.2 网格划分1.3 加载与求解1.4 后处理2、ANSYS软件进阶技术2.1 选择、表面效应单元2.2 耦合、约束方程、刚性区2.3 梁单元2.4 模态分析3、汽车典型零部件简化模型的有限元分析3.1 连杆的有限元分析3.2 钢板弹簧的有限元分析3.3 车架纵梁的有限元分析3.4 转向节臂的有限元分析3.5 制动鼓的有限元分析4、两个自选题目的选题及方案探讨4.1基于具有理论解的自选题目4.2 基于工程实际的自选题目（二）教学和实验要求重点为掌握的内容。

1）掌握工作平面、坐标系相关概念掌握建模的基本方法熟练的掌握并运用布尔运算编辑图元了解ANSYS的CAD接口功能难点：如何选择恰当的方法对复杂实体进行建模2）熟练掌握针对不同力学问题应选择的单元类型掌握单元关键字设置和实常数的输入掌握自由网格划分的方法了解映射网格和扫掠网格的方法难点：单元自由度；网格的布局；过渡单元3）掌握各种载荷的施加方法了解不同分析类型的力学意义了解求解器的选择难点：重力的施加；节点坐标系；对称约束；检查模型4）掌握通用后处理器的处理方法，包括变形图、应力图、列表、动画、误差分析等等了解路径显示结果难点：评价结果；结果坐标系；能量误差5）掌握各种类型的选择功能的应用掌握表面效应单元的应用方法了解表面效应单元的理论掌握单元表应用的步骤难点：何时应用表面效应单元；正确使用单元帮助建立单元表6）掌握耦合和刚性区的意义和用法了解约束方程掌握BEAM188单元掌握模态分析的步骤和意义掌握模态分析注意事项了解模态分析的求解方法难点：刚性区；BEAM188前后处理及单元特性；模态分析的工程意义7）学生以小组形式完成两个汽车典型零部件简化模型的有限元分析，并通过文献阅读写出一份分析计算说明书。

要求学生比较全面的掌握ANSYS进阶建模技术掌握如何利用力学理论对实际问题进行结果评判初步掌握汽车零部件从几何、受力、材料、约束等方面如何抽取力学模型初步掌握文献阅读和撰写报告的能力了解结构设计相关内容难点：力学模型建立；方案分析；结果评价；边界条件评判8）学生以小组形式完成两个自选题目的有限元分析，并写出两份分析计算说明书掌握与自选题目相关的力学知识，并能计算理论解掌握利用理论解指导有限元模型的修改和纠错掌握简单工程问题的强度、刚度、模态的分析三、学时分配序号课 程 内 容学时分配讲课上机课外小计 1CAE基本分析过程技术25613 2ANSYS软件进阶技术27615 3汽车典型零部件简化模型的有限元分析161522 4两个自选题目的选题及方案探讨12122 合 计6184824+48实验项目的设置及学时分配上机学时16学时应开实验项目个数9序号实验项目名称实验要求学时分配实验类型备注1实体建模必做2学时验证型2网格划分必做1学时验证型3加载求解必做1学时验证型4后处理必做1学时综合型5选择、表面效应单元必做2学时综合型6耦合、约束方程、刚性区必做2学时综合型7梁单元必做1学时综合型8模态分析必做2学时综合型9汽车典型零部件简化模型的有限元分析必做6学时设计型五选一五、课程有关说明1. 本课程信息量很大，要求学生课内外学习相结合，积极拓展课堂学习内容，提高综合素质。

组织和指导该班学生参加大学生科研立项、大学生创新性实验立项、全国三维数字化创新设计大赛以及节能车和F1赛车有关结构分析和设计等活动2. 考核方式：平时成绩（10%）；汽车典型零部件简化模型有限元分析计算说明书（20%）；基于具有理论解的有限元分析计算说明书（20%）；基于工程实际的有限元分析计算说明书（20%）；自选题目答辩（30%）六、建议参考书目1. 马迅.《有限元法基础与应用》. 湖北汽车工业学院校内讲义.2005.82. 马迅. 《ANSYS上机指南》. 湖北汽车工业学院校内讲义.2007.83. ANSYS9.0经典产品基础教程与实详解，博弈创作室编著，中国水利水电出版社4. ANSYS入门手册5. ANSYS进阶教程6. 汽车设计，机械工业出版社7. 汽车构造，人民交通出版社8. 汽车有限元法，，谭继锦主编，人民交通出版社9. ANSYS实例分析教程，机械工业出版社10. ANSYS机械工程应用实例；周宁主编、冼进主审；中国水利水电出版社11. 使用ANSYS6.0进行有限元分析，谭建国编著，北京大学出版社12. ANSYS工程结构实用案例分析，李卫民等编著，化学工业出版社13. ANSYS机械工程应用25例，高耀东、郭喜平主编，电子工业出版社制订人：尹长城 2011年2月16日审核人：马 迅 2011年2月26日。