Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов»





Скачать 111.31 Kb.
НазваниеРабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов»
Дата публикации21.11.2017
Размер111.31 Kb.
ТипРабочая программа
100-bal.ru > Математика > Рабочая программа
лого

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)
ИНЖЕНЕРНАЯ ШколА


«СОГЛАСОВАНО»


«УТВЕРЖДАЮ»

Руководитель ОПпечать школы.jpg

«Прикладная механика»

Заведующая кафедрой

Механики и математического моделирования

(название кафедры)

Озерова Г.П.

(подпись) (Ф.И.О. рук. ОП)

Бочарова А.А.

(подпись) (Ф.И.О. зав. каф.)

«28»июня 2013г.

«28» июня 2013г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)

ОСНОВЫ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО АНАЛИЗА

Направление подготовки: 151600.62 Прикладная механика

Профиль подготовки:

«Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов»

Форма подготовки (очная)

Инженерная школа ДВФУ

Кафедра механики и математического моделирования

курс 4семестр 8

лекции 12(час.)

практические занятия 12час.

лабораторные работы 24час.

самостоятельная работа 96час.

всего часов аудиторной нагрузки 48час.

контрольные работы (0)

курсовая работа / курсовой проект - семестр

зачёт -семестр

экзамен 8семестр
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования, утверждённого приказом Министерства образования и науки РФ от 9 ноября 2009 № 541

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Механики и математического моделирования, протокол № 9 от «27» июня 2013 г.
Заведующая кафедрой:к.ф.-м.н., доцент Бочарова А.А.

Составитель: ассистент Путырин Н.Е.
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:

Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______

Заведующий кафедрой _______________________ __________________

(подпись) (И.О. Фамилия)


II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:

Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______

Заведующий кафедрой _______________________ __________________

(подпись) (И.О. Фамилия)

Аннотация

Учебная дисциплина «Основы конечно-элементного анализа» предназначена для студентов 4 курса, обучающихся по направлению 151600.62 «Прикладная механика», профиль «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов». Дисциплина входит в вариативную часть профессионального цикла. Дисциплина «Основы конечно-элементного анализа» логически и содержательно связана с такими курсами как «CAD/CAEтехнологии», «Пакеты инженерных программ», «Прикладная математика».

Общая трудоёмкость освоения дисциплины составляет 144 часа. Учебным планом предусмотрены лекционные занятия (12 часов), лабораторные работы (24 часов), практические занятия (12 часа), самостоятельная работа студента (96 часов). Дисциплина реализуется на 4 курсе в 8семестре.

Цель: дать представление о методе конечных элементов (МКЭ)– численном методрешениязадачприкладнойфизики.Методширокоиспользуетсядлярешениязадачмеханикидеформируемоготвёрдоготела,теплообмена,гидродинамикииэлектродинамики.

Задачи:

Обучить студентов применению методов конечно-элементного анализа, для решения задач:

– механики деформируемого твёрдого тела;

– теплообмена;

– гидро- и газодинамики.

– электро- и магнитостатики.

В результате изучения дисциплины бакалавр должен знать:

– основы расчетов методами конечно-элементного анализа

– основные свойства и области применения конечно-элементного анализа

– перспективы применения физико-математического аппаратарешения технических проблем, связанных с профессиональной деятельностью в научной области.

уметь:

–решать задачи механики деформируемого твердого тела, теплообмена, гидро- и газодинамики, электро- и магнитостатики, а так же иные физические задачи методами конечно-элементного анализа

– использовать физико-математический аппарат для решения задач

владеть:

cовременными программными средствами геометрического моделирования и подготовки конструкторской документации,

а также обладать следующими профессиональными компетенциями:

- быть способным выявлять сущность научно-технических проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-1);

- применять физико-математический аппарат, теоретические, расчетные и экспериментальные методы исследований, методы математического и компьютерного моделирования в процессе профессиональной деятельности (ПК-2); 

- быть готовым выполнять расчетно-экспериментальные работы и решать научно-технические задачи в области прикладной механики на основе достижений техники и технологий, классических и технических теорий и методов, физико-механических, математических и компьютерных моделей, обладающих высокой степенью адекватности реальным процессам, машинам и конструкциям (ПК-3);

- выполнять расчетно-экспериментальные работы по многовариантному анализу характеристик конкретных механических объектов с целью оптимизации технологических процессов (ПК-10);

- участвовать во внедрении технологических процессов наукоемкого производства, контроля качества материалов, процессов повышения надежности и износостойкости элементов и узлов машин и установок, механических систем различного назначения (ПК-11).
I. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА

МОДУЛЬ 1. Основы метода конечных элементов (6 часов)

Раздел I. Создание конечно-элементной сетки (4 часа)

Тема 1. Метод конечных элементов (2 часа) Определение задачи и нагрузки.  Построение геометрической модели конструкции. Создание КЭ сетки.

Тема 2. Создание сетки (2 часа) Определение сетки. Структурные и неструктурные сетки. Влияние допущений на точность решения.

Раздел II.Постановка задачи методов конечных элементов (2 часа)

Тема 1. Конечные элементы (2 часа) Линейные элементы. Параболические элементы. Матрица жесткости и ее компоненты.

МОДУЛЬ 2. Приложение внешней нагрузки (6 часов)

Раздел I. Граничные условия (2 часа)

Тема 1. Граничные условия для МКЭ (2 часа) Правильность приложения граничных условий. Принцип Сен-Венана. Примеры распределения нагрузок.

Раздел II. Анализ результатов (4 часа)

Тема 1. Деформация (2 часа) Метод перемещений. Представление уравнений равновесия в матричной форме. Взаимосвязь между жесткостью и деформацией.

Тема 2. Точность (2 часа) Требования соответствия анализа для разных задач. Возможность применения упрощений в различных ситуациях. Влияние типа и количества элементов на точность моделирования.

II. СТРУКТУРА И содержание практической части курса

Практические занятия (12часов)

Занятие 1. Статический анализ и теплообмен. (4 часа)

  1. Входные параметры.

  2. Выходные параметры.

  3. Основные области применения.

Занятие 2. Динамика (2 часа)

  1. Модальный Анализ.

  2. Напряжения, возникающие от вибрации.

  3. Частотные характеристики модели.

Занятие 3. Вычислительная гидрогазодинамика (4 часа)

  1. Вычислительная динамика текучей среды.

  2. Три фундаментальных принципа вычислительной динамики текучей среды.

  3. Зависимость надежности моделирования и свойств потока и сложности геометрии тел.

Занятие 4. Анализ проекта (2 часа)

  1. Оптимизация проекта.

  2. Обеспечение гарантий безопасности.

  3. Анализ напряжений.

  4. Линейная устойчивость и нелинейный анализ.


Лабораторные работы (24часа)

Лабораторная работа 1. Расчет статически определимой балки на 2 опорах в ANSYS. (4 часа)

Лабораторная работа 2.Расчет консольной балки в ANSYS.(4 часа)

Лабораторная работа 3.Расчет плоской фермы в ANSYS.(4 часа)

Лабораторная работа4. Расчет объемной фермы.(4 часа)

Лабораторная работа5.Расчет нагрузки свободно-закрепленной плоской пластины(4 часа)

Лабораторная работа6.Расчет нагрузки жестко-защемленной плоской пластины(4 часа)

III. КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ КУРСА

В качестве текущего контроля успеваемости используется тестирование по модулю «Основы конечно-элементного анализа».

Вопросы к экзамену

        1. Основные современные численные методы расчета конструкций.

        2. Суть (основная идея) метода конечных элементов.

        3. Дискретизация расчетной области конструкции при расчете МКЭ.

        4. Суть дискретной модели рассчитываемой конструкции по МКЭ.

        5. Основные шаги общего алгоритма статического расчета по МКЭ.

        6. Конечные элементы, их типы. Степени свободы конечного элемента. Конечно-элементная расчетная схема. Приведение нагрузки на систему к узловой.

        7. Матрица жесткости конечного элемента. Ее структура. Связь между перемещениями узлов элемента и усилиями, действующими на них.

        8. Дайте определение числовой матрице.

        9. Квадратная, прямоугольная, единичная матрица, матрица-вектор.

        10. Сложение, вычитание и перемножение матриц.

        11. Обратная матрица, её использование.

        12. Смысл коэффициентов матрицы влияния изгибающих моментов.

        13. Формулы вычисления элементов матрицы жесткости конечного элемента.

        14. Формулы вычисления элементов матрицы геометрической жесткости конечного элемента.

        15. Формулы вычисления элементов матрицы масс конечного элемента.

        16. Метод разложения по собственным формам.

        17. Участие собственных формы матрицы в расчетах.

        18. Функции матриц.

        19. Преобразование матрицы жесткости конечного элемента при повороте координатных осей.

        20. Матрица жесткости системы конечных элементов. Ее структура. Связь между перемещениями узлов конечно-элементной схемы и усилиями, действующими на них.

        21. Векторы перемещений и усилий, действующих на элемент. Векторы перемещений и усилий, действующих и на систему элементов, их структура и связь между собой.

        22. Соединение конечных элементов. Условие равновесия узлов в конечно-элементной схеме. Формирование системы разрешающих уравнений метода конечных элементов.

        23. Формирование глобальной матрицы жесткости конечно-элементной схемы из матриц жесткости конечных элементов.

        24. Определение внутренних усилий в стержневых конечных элементах после нахождения узловых перемещений в конечно-элементной схеме. Учет направленности осей местной системы координат конечного элемента по отношении к глобальной системе осей координат конечно-элементной схемы.

        25. Учет связей и заданных узловых перемещений в системе разрешающих уравнений метода конечных элементов.

        26. Расчёт плиты методом конечных элементов и ее разделение на элементы.

        27. Зависимость между величинами в матрице жесткости отдельного элемента в методе конечных элементов.

        28. Общая процедура расчета стержневых систем методом конечных элементов в форме метода перемещений. Реализация алгоритма МКЭ в современных программных комплексах.

        29. Препроцессор, процессор, постпроцессор, библиотеки конечных элементов.

        30. Решение задачи определения перемещений для произвольного силового воздействия в матричной форме.

        31. Решение задачи определения внутренних сил для произвольного силового воздействия в матричной форме.

        32. Решение задачи определения перемещений для гармонического воздействия в матричной форме.

        33. Решение задачи определения внутренних сил для гармонического воздействия в матричной форме.




  1. ТЕМАТИКА И ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ РАБОТ И РЕФЕРАТОВ

Курсовые работы и рефераты не предусмотрены учебным планом.




  1. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Основная литература

  1. Бахвалов, Н. С. Численные методы. Учеб.пособие для вузов / Н.С. Бахвалов, Н.П. Жидков, Г.М. Кобельков. - 6-е изд. - М. : Бином. Лаборатория знаний, 2008. - 637 с.: ил. http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:277448&theme=FEFU

  2. Самарский А.А. Введение в численные методы. Учебное пособие для вузов. -М.: Лань, 2009. – 288 с. http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:298687&theme=FEFU

  3. Самарский А.А., Вабищевич П.Н., Самарская Е.А. Задачи и упражнения по численным методам: Учебное пособие. Изд. 3-е, стереотипное. — М, Едиториал - УРСС 2007. —208 с. http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:384579&theme=FEFU

  4. Петров И.Б. Лекции по вычислительной математике: Учебное пособие / И.Б. Петров, А.И Лобанов. —М.: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006., —523 с. http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:277586&theme=FEFU

5. Куканов Н.И., Черный А.Н. Расчет фермы методом конечных элементов: Методические указания. - Ульяновск: УлГТУ, 2005. - 28 с.http://window.edu.ru/resource/181/45181
Дополнительная литература

  1. Рябенький В.С. Введение в вычислительную математику: Учеб. пособие. 2-е изд. исправл. –М.: ФИЗМАТЛИТ, 2000. –296 с.

  2. Баландин М.Ю., Шурина Э.П. Векторный метод конечных элементов: Учебное пособие. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. - 69 с.http://window.edu.ru/resource/184/41184

  3. Формалев В.Ф. Ревизников Д.Л. Численные методы. Изд. 2-е, испр., доп. –М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. –400 с

  4. Ракитин В.И. Руководство по методам вычислений и приложения MATHCAD. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 264 с.

  5. Вабищевич П.Н. Численные методы решения задач со свободными границами. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. –164 с.

  6. Вабищевич П.Н. Метод фиктивных областей в задачах математической физики. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1991. – 156 с.

  7. Ворожцов Е.В. Разностные методы решения задач механики сплошных сред: Учеб. пособие. – Новосибирск.: Изд-во НГТУ, 1998. –86 с.

  8. Ворожцов Е.В. Сборник задач по теории разностных схем: Учеб. пособие. –Новосибирск.: Изд-во НГТУ, 2000. –41 с.

  9. Калиткин Н.Н. Численные методы. -М.: Наука, 1978. – 512 с.

  10. Марчук Г.И. Методы расщепления. -М.: Наука, 1988.

  11. Победря Б.Е. Численные методы в теории упругости и пластичности: Учеб. пособие. 2-е изд. –М.: Изд-во МГУ, 1995. –366 с.

  12. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. –М.: Едиториал УРСС, 2003. -784 с.

  13. Самарский А.А. Теория разностных схем. -М.: Наука, 1989. – 616 с.

  14. Вабищевич П.Н. Численное моделирование: Учебное пособие.- М.: Изд-во Моск. ун-та, 1993.- 152 с.

  15. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. -М.: Наука, 1989. – 608 с.

  16. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. -М.: Наука, 1989. – 430 с.

  17. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. -М.: Наука, 1986. – 258 с.

  18. Дьяков, И. Ф. Метод конечных элементов в расчетах стержневых систем: учебное пособие / И. Ф. Дьяков, С. А. Чернов, А. Н. Черный. - Ульяновск: УлГТУ, 2010. - 133 с.http://window.edu.ru/resource/481/74481



Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины (рпуд) химия направление подготовки:...
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины (рпуд) политология направление...
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины (рпуд) менеджмент направление...
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины (рпуд) материаловедение направление...
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины (рпуд) физика направление подготовки:...
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины (рпуд) культура дискуссий и...
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины (рпуд) инженерное программное...
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины (рпуд) инженерные web-технологии...
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины (рпуд) аналитическая динамика...
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины (рпуд) специальные функции в...
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины «основы автоматизированного проектирования»
Дисциплина относится к дисциплинам вариативной части профессионального цикла Б. 3 основной образовательной программы подготовки бакалавров...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconПояснительная записка рабочая программа дисциплины «Иностранный язык...
«Математика и компьютерные науки», 010500. 62 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем», 230100. 62...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа моделирование транспортных процессов направление...
Моделирование транспортных процессов: рабочая программа / авт сост. В. Б. Вилков, спб.: Ивэсэп, 2013. – 21 с
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины «компьютерное моделирование художественных изделий»
Направление подготовки: 261400. 62 Технология художественной обработки материалов
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconРабочая программа учебной дисциплины «теоретическая и прикладная механика»
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части профессионального цикла студентам бакалавриата очной...
Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного анализа направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» iconУчебно-методический комплекс рабочая программа для студентов очной формы обучения
Шармин Д. В. История развития математической науки. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов очной формы обучения,...


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск