王晓健 安徽理工大学

土木工程专业有限单元法课程教学探讨

王晓健 安徽理工大学

文章以土木专业有限单元法课程为教学探讨对象，首先优化教学顺序，强化土木专业基础知识，其次增加软件教学，培养学生解决土木工程实际问题的能力，再次编写适用于土木主业有限元课程的教材，最后采用多种教学手段，调动学生的主动性。可使学生在有限的时间内有效地掌握有限元分析的基本技能，完成教学大纲规定的内容。

有限元法；软件教学；自编教材；学习能动性

引言

有限元概念的提出始于20世纪40年代，1956年，美国的Turner，Clough等首次将有限元法用于波音飞机结构分析。有限元这一名称于1960年正式提出，此后由于矩阵数学基础的奠定和计算机的大型高速化与微型普及化，有限元技术飞速发展，现已成为工程科学领域内有代表性的强有力的数值分析方法，其运用范围已遍及宇航工业、核工业、机电、土木、化工、建筑、海洋等各个工程领域中[1]。

有限元法的基本构想首先是机构的离散，根据结构特性和计算要求，将原型结构划分为种类繁多的有限多个单元，并通过有限多个节点相互连接，从而形成称为“有限元模型”的替代结构；其次是单元特性分析，通过虚功原理等方法形成单元刚度矩阵，并按一定规则形成整体刚度矩阵；最后是有限元模型解析，涉及线性方程组的求解和边界条件的引入及连续性要求等。

在土木工程领域，一些学者提出了有价值的改进和创造。……