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上海交通大学微纳科学技术研究院硕士课程内容介绍《有限元分析》

上海交通大学 免费考研网/2013-01-07


《有限元分析》

课程代码F340512学分/学时2.0/36开课时间春,秋
课程名称有限元分析
开课学院微纳科学技术研究院
任课教师张卫平
面向专业微电子学与固体电子学、微纳科学与技术、机械工程等从事MEMS研究的研究生
预修课程(null)
课程讨论时数3 (小时)课程实验数9 (小时)
课程内容简介

有限元模拟和仿真技术能对微系统进行高效、准确的设计、仿真,是从事微纳科技研究的基本技能。本课程正是为了顺应这一要求而开设的,将全面向学生介绍微系统计有限元模拟仿真技术的基础知识和最新发展动态;阐述微系统建模、分析、仿真等。本课程的特色是:基础理论与上机实践相融合,讲解与研讨相结合,引领学生掌握微系统有限元分析的基本理论、方法,掌握微系统中结构分析、热学分析、动力学分析、电磁场分析等的基本原理和技能,为今后从事微纳科学技术研究打下良好的基础。

课程内容简介(英文)

FEM simulation technology can simulate micro system effectively, accurately. So it is the basic tool for people do the micro and nano science and technology research. This course will teach students allround request knowledge and lately development in FEM, especially in the field of micro system that include micro system model, analysis and simulation etc. The feature of this course is that we adopt the combination form of theory and practice, teach and discuss which can lead students master the fundamentals of FEM analysis for micro system very well. After learned this course, students can master the theory and skill in structure analysis, thermal analysis, dynamics analysis, electromagnetic analysis in the micro system. It will construct strong base for graduates who do micro and nano science and technology research in the future.

教学大纲

1、数值模拟技术及微系统工程应用引言。2、微系统计算机辅助工程基本方法包括典型分析过程、前处理、加载和求解、后处理、高级建模技术等。掌握单元分析、边界处理的基本概念和方法。3、微系统结构分析微纳系统力场应力、应变的基本概念,单元特性导出的虚功原理、能量变分原理,在此基础上,掌握结构分析的基本步骤、模型简化与实施、结果处理等。要求可上机作进行简单实例分析。4、微系统非线性分析非线性分析基本过程、几何非线性、材料非线性、状态非线性等,了解非线性分析的特殊性、保守系统、非保守系统,子步、自动时间步长的控制方法,掌握非线性瞬态分析、弹塑性分析等的基本步骤,并能上机作简单例子。5、微系统动力学分析微系统中动力学基本原理,动载荷作用下物体的应力、变形问题,掌握模态分析、动态响应分析及瞬态分析等的基本方法和技能。要求能进行简单的动力学分析。6、微系统热分析 微系统中热肠分析的基本原理,稳态热分析、瞬态热分析、表面效应单元、热辐射分析、热应力分析等。掌握温度应力设计等的基本方法。要求能进行简单的热场分析。7、微系统电磁场分析 微系统电磁场分析的基本原理。静态、瞬态电磁场分析,单元选择、数据处理等。掌握磁场强度、磁通密度、电流密度、电磁力等的计算方法和步骤。要求能进行简单的电磁场实例分析。8、微系统计算流体动力学分析 微系统中计算流体分析基础,器件的流体性能分析,不可压层流和湍流分析等。解算流体的二维和三维流动、压力和温度分布等。要求能进行简单的流体分析。9、微系统有限元分析的科研实例 介绍微系统有限元分析的一个实际科研成果,通过实际观摩、学习及师生互动增强学生的感性认识,加深对所学知识的理解。

课程进度计划

(无)

课程考核要求

考查。

参 考 文 献
  • 1. [1]赵经文等,结构有限元分析,科学出版社,2004
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