弹性力学及有限元教案.docx
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弹性力学及有限元教案
教育资料
③应力和应力张量的概念(stressandstresstensor).讨论、练习、作业.浙大版弹性力学及有限单元法.P32页2-1.2-4.教学手段.课堂教师主讲、提问.参考资料...
浙大版
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四川大学教案
【理、工科】
周次
第2周,第1次课
备注
章节
名称
第二章弹性力学的基本概念(Basicconceptofelasticmechanics)
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
通过学习理解弹性力学的发展背景及现状。
弹性力学基本假设及相关力学概念
教学内容提要
时间
分配
1、弹性力学在力学分析中的地位
2、弹性力学的5条基本假设
3、几个概念
①体力(Bodyforce)
②面力(Surfaceforce)
③应力(stress)
4、弹性力学的求解体系:
三大方程和边界条件概述
(Threegroupofequations&boundarycondition)
第页
教学重点与难点
①体力(bodyforce)
②面力(surfaceforce)
③应力和应力张量的概念(stressandstresstensor)
讨论、练习、作业
浙大版弹性力学及有限单元法
P32页2-1
2-4
教学手段
课堂教师主讲、提问
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第2周,第2次课
备注
章节
名称
平衡微分方程
§3-1
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
理解微元体的概念
推导三维问题的平衡微分方程
equilibriumequationof3dproblems
教学内容提要
时间
分配
1、微元体的概念
2、微元体的平衡力系
3、平衡方程的推导
4、三维平衡方程的特征形式
二维平衡方程
5、平面应力问题(planestressproblem)
6、平面应变问题(planestrainproblem)
第页
教学重点与难点
微元体平衡力系的绘制
正面和交面,应力方向规定
平衡方程的推导
讨论、练习、作业
独立推导平衡微分方程
教学手段
课堂教师主讲,提问
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第3周,第1次课
备注
章节
名称
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
理解微元体变形的描述方式:
①正应变(normalstrain)
②剪应变(shearstrain)
③刚体位移(rigidbodydisplacement)
变形协调条件
教学内容提要
时间
分配
1、微元休的变形和位移
2、正应变定义及推导
3、剪应变定义及推导
4、变形协调条件
二维:
三维:
6个方程
第页
教学重点与难点
①正应变的定义
②剪应变的定义
③位移的分解
④协调方程
讨论、练习、作业
独立推导平衡微分方程
教学手段
课堂教师主讲,提问
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第3周,第2次课
备注
章节
名称
§3-4一点的应力状态
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
①掌握斜面上应力的计算方法
②坐标转换,包括矢量转换,张量转换
③摩尔圆的概念,主应力,主方向,主剪应力
教学内容提要
时间
分配
1、坐标转换的数学基础
矢量转换(coordinatetransformationofvector)
张量转换(coordinatetransformationoftensor)
2、斜面上的应力,法向应力、切向应力
(stress,normalstressandshearstressonaplane)
3、主应力的概念
(conceptofprincipalstress)
4、摩尔圆(Mohr’scircle)
第页
教学重点与难点
(1)张量的坐标转换(Transformationoftensor)
(2)法向和切向应力(normalandshearstress)
(3)摩尔圆(Mohr’scircle)
讨论、练习、作业
P553-1,3-2
教学手段
教师主讲,提问
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第4周,第1次课
备注
章节
名称
§3-3物理方程(本构关系)
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
物理方程的二维和三维形式
(2dand3Dconstitutiveequations)
教学内容提要
时间
分配
(1)一般形式的本构关系6×6=36个常数
(2)满足弹性力学基本假设的本构关系——虎克定律
hoek’slaw(2个常数)
(3)平面问题中的物理方程
Constitutiveequationsinplaneproblems
第页
教学重点与难点
一般形式的本构关系
如何从6×6=36个常数化简至
2个常数的弹性力学本构关系
讨论、练习、作业
记忆本构关系
教学手段
教师主讲
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第4周,第2次课
备注
章节
名称
§3-5边界条件及圣维南原理
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
掌握三维边界条件的推导
边界条件(Boundarycondition)的分类
圣维南原理(StVaint’sprinciple)
教学内容提要
时间
分配
1、边界条件的分类,简化及数学描述
2、三维四面体微无体的平衡力系绘制
3、推导三维边界条件
4、圣维南原理
第页
教学重点与难点
(1)斜向微元体力系平衡图绘制
(2)面力边界条件的推导
讨论、练习、作业
P553-2
教学手段
教师主讲,提问
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第5周,第1次课
备注
章节
名称
§3-6平面问题的基本解法
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
掌握弹性力学平面问题的一般求解方法
——Airy应力函数的原理(stressfunction)
教学内容提要
时间
分配
(1)平面问题的基本解法分类
(2)位移解法(solutionbasedondisplacement)
(3)Airy应力函数法的原理
(4)常体力平面问题的Airy应力函数求解步骤和特解
第页
教学重点与难点
(1)柯西一黎曼条件的三次应用
(2)Airy应力函数的求解步序和原理
讨论、练习、作业
P553-5
3-7
教学手段
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第5周,第2次课
备注
章节
名称
§4-1平面问题的多项式解答
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
最常见的应力函数
1阶~n阶多项式应力函数的适用问题类型。
教学内容提要
时间
分配
(1)1阶~3阶多项式应力函数
对应受力状的分析
(2)例题:
矩形梁的纯弯曲问题
x
M
NN
y
第页
教学重点与难点
对例题求解方法的掌握
讨论、练习、作业
P80:
P4-1
P4-2
教学手段
教师主讲
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第6周,第1次课
备注
章节
名称
§4-2承受均布荷载的简支梁
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
通过典型例题的讲解,使学生加深对Airy应力函数法的理解
教学内容提要
时间
分配
详细讲解例题:
设
第页
教学重点与难点
(1)应力函数的推测
(2)常系数A~G(7个)的待定
讨论、练习、作业
P80:
P4-3
P4-4
教学手段
教师主讲
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第6周,第2次课
备注
章节
名称
§4-3楔形体的应力计算
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
通过典型例题的讲解,使学生加深对Airy应力函数法的理解
教学内容提要
时间
分配
详细讲解例题:
第页
教学重点与难点
(1)由量纲分析法推测应力函数
(2)待定系数A~D(4个)的确定
讨论、练习、作业
P80:
P4-5
P4-6
教学手段
教师主讲,提问启发
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第7周,第1次课
备注
章节
名称
§5-1一平面问题的极坐标形式的平衡方程
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
掌握极坐标形式平衡微分方程的推导方法
教学内容提要
时间
分配
(1)极坐标下的微元体定义
Definationofelementinpolarsystem
(2)极坐标微元体平衡力系绘制
(3)极坐标系下应力平衡议程的推导
(4)直角坐标应力分量与极坐标应力分量的互相转换
第页
教学重点与难点
(1)极坐标微元体的力系平衡关系
(2)如何进行直角坐标应力分量和极坐标应力分量的互相转换
讨论、练习、作业
独立推导极坐标应力平衡方程
教学手段
教师主讲,提问
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第7周,第2次课
备注
章节
名称
§5-1二、极坐标系下的几何方程
三、极坐标系下的物理方程
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
理解和掌握径向应变,环向应变和剪应变的概念
教学内容提要
时间
分配
(1)环向应向,径向应变的定义
(2)剪应变的定义
(3)应变的推导
(4)物理方向
第页
教学重点与难点
(1)极坐标应变的定义
(2)应变公式的推导
讨论、练习、作业
独立推导
,
和
的形式
教学手段
教师主讲,提问
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第8周,第1次课
备注
章节
名称
§5-1四、五极坐标系下的Airy应力函数
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
掌握直角坐标Airy应力函数与极坐标Airy应力函数的应力转换公式
教学内容提要
时间
分配
1、极坐标系下的相容方程
2、链式求导
3、Airy应力函数的极坐标形式
双协调方程:
4、应力分量
第页
教学重点与难点
1极坐标形式的双协调方程
2链式求导推求极坐标形式的偏导数
讨论、练习、作业
P1105-1
教学手段
教师主讲,提问
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第8周,第2次课
备注
章节
名称
§5-2轴对称问题
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
1双协调方程在轴对称问题中的简化
2轴对称问题的极坐标通解
教学内容提要
时间
分配
1轴对称问题的定义
2双协调方程的简化
3对称问题的通解
4厚壁筒受均布内、外压力
5套筒预应力机理
第页
教学重点与难点
1轴对称问题通解的推求
2套筒预应力机理
讨论、练习、作业
P1105-2
教学手段
教师主讲,提问
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第9周,第1次课
备注
章节
名称
§5-3圆孔孔边的应力集中现象
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
理解和领会圆孔应力集中问题的求解思路
教学内容提要
时间
分配
1四边受均布拉力的圆孔应力
2左右边和上下边各受等值的拉力和压力的圆孔应力
3两对边受有不同拉压力的圆孔
4单边拉压板的圆孔应力集中
第页
教学重点与难点
圆孔应力集中问题的求解思路
Thesolutionofstressconcentrationofacircularhole
讨论、练习、作业
P1115-4
5-5
教学手段
教师主讲,提问
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第9周,第2次课
备注
章节
名称
期中考试
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
通过期中考试检验所学内容学生的掌握程度,发现存在的问题。
教学内容提要
时间
分配
考核内容:
1三大方程的边界条件
2基本概念
3推证
4Airy应力函数法
第页
教学重点与难点
讨论、练习、作业
期中考试(Middletermtest)
教学手段
考试
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第10周,第1次课
备注
章节
名称
§10.1有限单元法概述
§10.2有限元基本方程
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
通过学习领会有限单元法的基本求解过程和求解思路
教学内容提要
时间
分配
1有限元法求解步骤
Solutionprocedureoffiniteelementmethod
2插值函数的作用
Theintepolationfunction
3虚位移原理推求单元刚度阵
Derivationofelementstiffnessmatrixbyvirtualdisplacementmethod
4虚位移原理堆求单元荷载阵
Derivationofelementloadvectorbyvirtualdisplacementmethod
第页
教学重点与难点
1有限元求解思路
2单元刚度和单元荷载的生成
讨论、练习、作业
P20510-1
教学手段
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第10周,第2次课
备注
章节
名称
§10-3三角形单元分析
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
掌握三角形单元刚度阵和单元荷载阵的计算公式
教学内容提要
时间
分配
1三角形单元插值函数推导
Derivationofintepolationfunctionoftriangular
element
2三角形单元单元荷载阵的计算
Thecomputationofelementloadvectoroftriangularelement
3三角形单元单元刚阵的计算
Thecomputationofelementstiffnessmatrixoftriangularelement
第页
教学重点与难点
1刚度阵的推导(Derivationofstiffnessmatrix)
2荷载阵的推导(Derivationofloadvector)
讨论、练习、作业
P20510-2
教学手段
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第11周,第1次课
备注
章节
名称
§10-6结构的整体分析
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
掌握整体刚度集成方法,整体荷载阵集成方法
教学内容提要
时间
分配
1整刚集成:
子块搬家
2二维等带宽存储技术
3整体荷载集成
第页
教学重点与难点
整刚行列码与子块行列码的对应关系
Thecorrespondanceofgloballineandcoloumnwithsub-blocklineandcoloumnnumber
讨论、练习、作业
独立思考子块搬家技术和二维存储技术
教学手段
教师主讲,提问
参考资料
注:
教案按授课次数填写,每次授课均应填写一份。
重复班授课可不另填写教案。
第页
四川大学教案
【理、工科】
周次
第11周,第2次课
备注
章节
名称
二维有限元教学程序框图分析
授课
方式
理论课(√);试验课();实习()
教学
时数
2
教学目的及要求
掌握有限元程序编制框图设计的技术
教学内容提要
时间
分配
1前处理——输入信息(Preprocess---inputdata)
2单元模块(moduleforelementcomputation)
3整体集成模块(moduleforglobal
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