有限元方法及工程应用

课程编码：280223080402P2004 英文名称：Finite Element Method and Engineering Application 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业核心课 主讲教师：史治宇

本课程为材料学院、机械工程、航天工程各专业硕士生的一门工程实用理论和应用课程。有限元方法是一种现代设计方法，有限元方法应用于机械、热设计中，可以提高产品质量、降低产品成本，是一种具有重要经济意义和巨大潜力的先进技术。本课程一般为机械类或相关专业的硕士生或高年级学生的选修课，作为结构力学分析和热传导分析的基本学习工具，目的是增强学生现代设计理论与分析方法，提高学生对机械、热设计技术研究的适应性。内容包括有限元方法的基本概念和基本理论，及熟悉常用有限元分析软件在实际工程中的应用。

高等数学、线性代数、材料力学、弹性力学

第一章 第一章 绪论 3.0学时 史治宇
第1节 有限元方法的提出
第2节 有限元方法的工程应用
第3节 新型有限元方法概述
第二章 第二章 有限元方法入门基础 6.0学时 史治宇
第1节 有限元方法的数学基础
第2节 杆单元力学分析引入有限元
第3节 有限元对弹簧系统的分析
第三章 第三章 杆梁结构有限元方法 6.0学时 史治宇
第1节 杆结构的有限元方法
第2节 梁结构的有限元方法
第3节 静力分析举例、杆梁分析举例、桁架举例、杆梁作业
第四章 第四章 平面与三维实体有限元单元 6.0学时 史治宇
第1节 弹性力学基础
第2节 三角形单元
第3节 四边形单元；其他二维平面单元；三维实体单元
第4节 平面应力举例、平面应变举例、轴对称作业
第五章 第五章 等参数单元 3.0学时 史治宇
第1节 等参数单元基本格式
第2节 等参数单元的数值积分
第3节 八节点四边形等参数单元
第六章 第六章 薄板弯曲有限元 3.0学时 史治宇
第1节 经典薄板弯曲的力学基本方程
第2节 经典薄板弯曲的有限元分析
第3节 中厚板与平面壳体单元；薄壳结构问题分析举例、钣金结构接触举例、钣金支架练习作业、单元总结作业
第七章 第七章 有限元多场分析 6.0学时 史治宇
第1节 热传导有限元分析
第2节 耦合分析
第八章 第八章 结构动力学分析理论和案例 6.0学时 史治宇
第1节 动力学基础理论、强度校核
第2节 模态分析
第3节 谐响应分析
第九章 第九章 工程案例及上机工程软件实际操作与熟悉： 6.0学时 史治宇
第1节 工程案例及上机工程软件实际操作与熟悉（DM使用、单元、载荷、模型检验）
第2节 如何结合使用帮助学习接触、如何结合帮助查看单元、如何在workbench中查看单元类型、不同版本帮助（19、16），如何查Tutorials
第十章 第十章 结构、热分析建模的一般原则与实现技术总结 3.0学时 史治宇
第1节 结构、热分析建模的一般原则与实现技术总结
第十一章 考试 2.0学时 史治宇
第1节 考试

史治宇，男，汉族，教授、博士生导师，就职于南京航空航天大学航空学院。主要从事结构动力学与参数识别、有限元模型修正、结构声振耦合分析、结构健康监测和损伤诊断、结构优化设计与分析等方面的研究工作。主持完成国家自然科学基金面上项目3项、航空科学基金2项、江苏省自然科学基金面上项目1项、江苏省自然基金青年科技创新人才学术带头人项目1项、作为主要成员参与完成国家自然科学基金重点项目1项。获省部级科技进步奖5次，发表论文130多篇，被SCI期刊论文引用超过1500次。2008年被评为南京航空航天大学教学名师，2017年获江苏省教学成果特等奖（排名第5），2018年获国家教学成果一等奖（排名第5）。出版《飞行器结构力学》和《变分原理及有限元》两本教材，其中《飞行器结构力学》被选为“十三五”江苏省高等学校重点教材。