北方工业大学：城市地下空间工程（智慧城市）《弹性力学与有限元》课程教学大纲

有限元法作为一个有效的数值分析工具,在许多科学领域当中有成功的应用。本课程为机械类专业的高年级本科生开设，课程目标如下：1)了解什么是有限元法、有限元方法的基本思想。2)了解有限元软件的发展水平，学会用有限元软件分析工程问题的方法。3)学习有限元法的原理，主要结合弹性力学问题来介绍有限元法的基本方法，包括单元分析、整体分析、载荷与约束处理、等参单元的概念等

1 非线性弹性问题的有限单元法 2 弹塑性问题的有限单元法

理论力学 材料力学 弹性力学 工程材料 工程传热学 工程力学 工程热力学 工程制图 互换性与测量技术基础 机械工程图学 机械设计 机械原理 控制工程基础 理论力学 流体力学 热工学基础 运筹学 动力机械制造工艺学 复合材料力学 工程测试技术 工程统计学 管理信息系统 机械制造技术 机械制造装备 基础工业工程 内燃机学 能源与动力设备 汽车电子技术 汽车构造及发动机原理 汽车理论 汽车设计 汽车制造工艺 燃烧学 热工测试技术 人因工程 生产管理学 生产系统建模与仿真 实验力学 微机原理 系统工程 液压与气压传动 有限元法 振动理论 质量管理与可靠性 板壳理论 车身结构与设计 车身制造工艺学 成本控制 传感与测试技术 弹塑性力学与有限元法 弹性力学及有限元基础 电动车辆设计 电动车辆原理与构造 电动汽车动力电池技术 电驱动及控制技术 动力总成匹配技术 断裂力学 发动机电子控制 发动机实验学 发动机性能数值式开发技术 钢筋混凝土结构设计基础及 CAE 分析 高等固体力学 高效磨削工艺及装备 工程机械设计基础 工程机械液压与液力传动 工程经济学 工程优化设计 工程中的数值方法 工业网络原理及应用 换热器原理与设备 机电传动与控制 机电系统建模与仿真 机器人控制技术 机器人学 机械CAD技术 机械CAM技术 机械创新设计 机械工程导论 机械可靠性设计 机械系统运动学与动力学仿真分析 机械振动学 机械制造技术 计算方法 计算机控制技术 结构力学 金属塑性成形原理 精密与超精密加工 力学进展 两相流体动力学 流体输送力学 模具设计与制造工艺 摩擦学原理及应用 能源经济学 能源与动力专业导论 汽车NVH技术 汽车安全仿真理论与方法 汽车安全技术 前沿设计技术概论 热动力设备排放污染及控制 热工自动控制系统 人工智能 人体损伤生物力学 设施规划与物流分析 生产管理学 生物力学导论 生物力学与生物流变学 数据库原理及应用 数控技术 塑性力学 太阳能利用技术

2.1 有限元分析的基本方法 2.2 ANSYS 简介 2.3 弹性力学平面问题的分析 无限长厚壁圆筒内外壁分别承受压力的分析 2.4 梁的受力与变形分析 简支粱的变形分析 2.5 弹性力学三维问题的分析 支架的受力分析 2.6 温度场分析 钢球冷却的分析 2.7 讨论（计算结果分析）

2.1 弹性力学平面问题的基本方程 2.2 单元位移函数 2.3 单元载荷移置 2.4 单元刚度矩阵 2.5 单元刚度矩阵的性质与物理意义 2.6 整体分析 2.7 约束条件的处理 2.8 整体刚度矩阵的特点与存储方法 2.9 方程组解法

3.1弹性力学平面问题的基本方程 3.2单元位移函数 3.3单元载荷移置 3.4单元刚度矩阵 3.5单元刚度矩阵的性质与物理意义 3.6整体分析 3.7约束条件的处理 3.8整体刚度矩阵的特点与存储方法 3.9方程组解法

1-1 材料力学与弹性力学 1-2 应力的概念 1-3 位移及应变，几何方程，刚体位移 1-4 应力应变关系，物理方程 1-5 虚功原理及虚功方程 1-6 两种平面问题

采用弹性力学有限单元分析和光弹实验方法以解决高精度传感器结构设计问题是当前研究传感器结构的一个新尝试。本文介绍了用有限元及光弹对剪幅武传感器变形状态、应力状态进行了分析,由计算和试验的结果,提出此类传感器结构设计中关于:a)轮幅上的剪应力分布;b)轮幅上等剪应力区和等倾线分布;c)影响剪应力分布的结构因素等的分析和试验结果。分析和实验结果表明:1.沿轮幅轴线最大剪应力分布是不均匀的;2.在轮幅上存在一最大剪应力的等剪应力区;3.最大剪应力所在部位其主应力倾角不一定是45°。为了满足传感器精度的要求,通过实验可以指示合理的结构形式,电阻应变片应粘贴的部位与尺寸范围,以及对于一个给定的传感器应变片的最大允许尺寸等

第一节 弹性力学有关知识 第二节 平面问题有限元法