車輛有限元法基礎(chǔ)

1、研究生課程教學(xué)大綱課程編號：00412735課程名稱：車輛有限元法基礎(chǔ)英文名稱：Finite Element Method for Vehicle學(xué) 時：32學(xué) 分：2適用學(xué)科：車輛工程課程性質(zhì)：選修課先修課程：線性代數(shù)、車輛工程、彈性力學(xué)一、課程的性質(zhì)及教學(xué)目標車輛有限元法基礎(chǔ)是車輛工程專業(yè)碩士研究生的課程，是車輛工程、結(jié)構(gòu)力 學(xué)、彈性力學(xué)、計算機技術(shù)以及有限單元法等學(xué)科的交叉，屬于車輛現(xiàn)代設(shè)計方 法的一個重要領(lǐng)域。車輛有限元法將有限單元法原理和計算機技術(shù)應(yīng)用于車輛設(shè)計領(lǐng)域，為車輛 設(shè)計提供一套科學(xué)、系統(tǒng)、可靠、高效的理論和方法。利用這種新的設(shè)計方法， 并借助于計算機的幫助，人們可以從眾多的

2、設(shè)計方案中尋找出最佳設(shè)計方案，從 而大大提高設(shè)計效率和質(zhì)量，設(shè)計出既經(jīng)濟又可靠的車輛結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)本課程的目 的是使學(xué)生建立有限元法分析問題的思想，掌握有限元法的基本概念和基本方 法，獲得分析車輛結(jié)構(gòu)強度問題的能力。二、課程的教學(xué)內(nèi)容及基本要求課程教學(xué)內(nèi)容：有限元法引論；常應(yīng)變?nèi)切螁卧桓呔鹊钠矫鎲卧?；?彈性力學(xué)平面問題的程序和調(diào)試；桿系結(jié)構(gòu)的有限元法；空間問題的錯誤！未找 到引用源。；薄板彎曲問題的錯誤！未找到引用源。；作用在車輛及其零、部件 上的載荷；車輛主要零部件的有限元法計算。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生達到掌握有限單元法的基本思想與基本單元推導(dǎo)方法；掌握各類單元的特點和適用范圍；能夠

3、編制簡單的有限元程序；能夠根據(jù)車輛結(jié)構(gòu)的具體特點，選擇適當?shù)膯卧獙囕v結(jié)構(gòu)進行強度分析;對有限元法的新發(fā)展有所了解。三、課內(nèi)學(xué)時分配章節(jié)內(nèi)容講課學(xué)時備注第一章有限元法引論第一節(jié)基本概念和歷史概況第二節(jié)方法的通用性第三節(jié) 有限元法與其他分析方法的比較第四節(jié) 有限元法的工程應(yīng)用和商用軟件2第二章常應(yīng)變?nèi)切螁卧谝还?jié)有限元法的解題思路第二節(jié)位移函數(shù)第三節(jié)單元剛度矩陣第四節(jié)整體剛度矩陣第五節(jié)虛功等效原則第六節(jié) 邊界條件的引入方法第七節(jié)有限元方程組的求解方法第八節(jié)計算結(jié)果的整理第九節(jié) 有限元法的收斂性8第三章 高精度的平面單元第一節(jié) 四節(jié)點矩形單元第二節(jié)六節(jié)點三角形單元第三節(jié)平面四節(jié)點等參數(shù)單元第四節(jié)

4、 平面八節(jié)點等參數(shù)單元第五節(jié)一維和二維數(shù)值積分第六節(jié) 單元的形狀對求解精度的影響第七節(jié)各種單元的計算實例與對比分析5第四章 解彈性力學(xué)平面問題的程序和調(diào)試第一節(jié)程序功能和框圖設(shè)計第二節(jié)源程序第三節(jié)上機考題5（包括上機4學(xué)時）第五章 桿系結(jié)構(gòu)的有限元法第一節(jié)平面桁架單元剛度矩陣第二節(jié)平面剛架單元剛度矩陣第三節(jié)空間剛架單元剛度矩陣 第四節(jié)坐標變換第五節(jié)結(jié)構(gòu)剛度矩陣4第六節(jié)載荷處理 第七節(jié)計算簡例第六章 空間問題的錯誤！未找到弓1用源。第一節(jié)四面體單元第二節(jié)六面體單元第二節(jié)軸對稱環(huán)單元第四節(jié)空間等參元第五節(jié)三維數(shù)值積分2第七章 薄板彎曲問題的錯誤！未找到引用源。第一節(jié)薄板的彎曲性質(zhì)第二節(jié) 薄板單元的

5、位移函數(shù)第三節(jié)矩形薄板單元剛度矩陣第四節(jié)計算簡例2第八章作用在車輛及其零、部件上的載荷第一節(jié) 作用在車輛上的載荷第二節(jié) 作用在車體上的載荷第三節(jié)作用在轉(zhuǎn)向架上的載荷2第九章 車輛主要零部件的有限元法計算第一節(jié)客車車體鋼結(jié)構(gòu)的計算第二節(jié)敞車車體鋼結(jié)構(gòu)的計算第三節(jié) 轉(zhuǎn)向架側(cè)架和構(gòu)架的計算第四節(jié) 各有關(guān)單元在車輛結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用2合計學(xué)時32四、推薦教材與主要參考書目1.成建民.有限元法及其在車輛強度計算中的應(yīng)用.北京：中國鐵道出版社， 1988，第一版.（美國）S.S.勞爾.工程中的有限元法.北京：科學(xué)出版社，1991，第一版.張銅生，張富德.簡明有限元法及其應(yīng)用.北京：地震出版社，1990,第一 版.王勖成，邵敏.有限單元法基本原理和數(shù)值方法.北京