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上海交通大学塑性成形硕士课程内容介绍《有限元与数值模拟》

上海交通大学 免费考研网/2013-01-06


《有限元与数值模拟》

课程代码X291502学分/学时3.0/54开课时间
课程名称有限元与数值模拟
开课学院材料科学与工程学院塑性成形技术与装备研究院
任课教师董湘怀
面向专业(null)
预修课程(null)
课程讨论时数0 (小时)课程实验数0 (小时)
课程内容简介

本课程主要介绍有限单元法的基本原理和数值方法,目的是给工程类研究生打下一个坚实宽厚的有限元应用与研究基础。因此在课程内容安排上注重有限元知识的系统性和完整性,从有限元的数学基础入手强调有限元建模的一般性方法,力求使学生能够深刻理解和掌握有限单元法的基本思想和求解原理。同时考虑到有限元法又是一门实践性很强的课程,本课程也很注重培养学生解决实际问题的能力,要求学生能够了解一些主流的商用有限元分析软件,通过实践环节加深对有限单元法的理解。 课程内容主要包括:有限单元法的数学基础、弹性力学问题有限单元法的一般原理和表达格式、单元和插值函数的构造、等参单元和数值积分、线性方程组解法、有限元建模的若干实际问题、杆件结构力学问题的有限单元法、平板弯曲问题的有限单元法、一般壳体问题的有限单元法、热传导问题的有限单元法、动力学问题的有限单元法等。 本课程为54学时,3个学分。作为一门有限元入门课程,课程的选修并不局限于某一专业,但学生最好有较好的数学和力学知识基础。

课程内容简介(英文)

This course mainly introduces the basic solution principles and numerical approaches of finite element method (FEM). The purpose of it is to establish a sound background of FEM application and study for engineering graduates. To facilitate the graduates’ comprehension and mastery of FEM solution principles, this course addresses both systematic and integrity of FEM knowledge through content arrangements, and general modeling methodology in terms of its uniform mathematical foundation. In addition, this course requires the graduates to be able to to solve simple engineering problem by FEM program to foster graduates’ practical solution skills by taking into account the application essence of this course. The contents of this course include: the mathematical basis of FEM, the generic solution principles and expressions of elastic mechanics issue, the construction of element and its interpolation function, iso-parametric element and numerical integral, solution of linear equations, some practical issues of FEM modeling, FEM for truss, plate and shell, and FEM for heat transfer and dynamics. This course is 54 course hours and 3 grade points. As an introduction course for FEM, this course is not limited to a specific specialty, but it is hopeful that the graduates may have good knowledge of bath mathematical and mechanics.

教学大纲

第0章 绪论 第1篇 基本部分第1章 有限元法的理论基础——加权余量法和变分原理第2章 弹性力学问题有限元方法的一般原理和表达格式第3章 单元和插值函数的构造第4章 等参元和数值积分第5章 有限元法应用中的若干实际考虑 第2篇 专题部分第8章 有限元法的进一步基础——约束变分原理第9章 杆件结构力学问题第10章 平板弯曲问题第11章 壳体问题第12章 热传导问题第13章 动力学问题第15章 材料非线性问题第16章 几何非线性问题第17章 接触和碰撞问题

课程进度计划

周次讲课内容 上课时数 作业 参考1概论、弹性力学基础:[1]0-13 [2]2.20 [2]1,2;[3]1,2,32有限元法的数学原理:[1]1 3 [1]1.1,1.5 [2]33有限元法的基本原理:[1]2 3 [1]2.3,2.44单元插值函数:[1]3 3 [1]3.75等参单元:[1]4 3 [1]4.3 6应用注意事项:[1]5 3 [1]5.1 [3]97约束变分原理:[1]8 3 [1]8.18结构单元:[1]9-11 39热传导问题:[1]12 3 [1]12.110动力学问题:[1]13 3 [1]13.6,13.711材料非线性问题:[1]15 3 [1]15.4 [3]312几何非线性问题:[1]16 3 [1]16.2 13接触非线性问题:[1]17 3 [1]17.214习题讲解、研究和应用实例介绍 3 [3]715复习、答疑 3

课程考核要求

平时成绩(包括作业和课堂提问)占30分,期末测验占70分,总分为100分。作业要求独立完成,解题步骤清楚,字迹工整,结果正确。课堂提问要求学生掌握课本指定部分的内容,根据自己的理解回答问题,争取有自己的独立见解。测验要求独立完成,解题步骤清楚,字迹工整,结果正确。

参 考 文 献
  • 1. [1] 王勖成. 有限单元法.北京:清华大学出版社,20032. [2] 曾攀. 有限元分析及应用. 北京:清华大学出版社,20043. [3] 董湘怀等. 材料加工理论与数值模拟. 北京:高等教育出版社,2005
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