孙伟 汪博

摘 要 提出一种面向有限元课程的创新实践教学方法体系，可将理论与应用教学有效结合。该方法体系包含有限元理论、软件应用、项目式任务、多元考核等教学环节。实践表明，通过实施本教学方法，可使学生在理解有限元基本理论的基础上，运用有限元软件解决工程实际问题。

关键词 有限元；实践教学；教学方法；机械工程；ANSYS

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）08-0129-03

Research on Method of Innovative Practical Teaching of Finite Element Course//SUN Wei， WANG Bo

Abstract To effectively combine the theoretical and application tea-

ching for finite element course， a method system of innovative prac-tical teaching was proposed in this paper， which involves FE theory， software application， project-based assignments， and diversified assessments and so on. Practice shows that using the new method system students can not only understand FE theory， but can also solve

the practical engineering problems by using finite element software.

Key words finite element； practical teaching； teaching method； me-chanical engineering； ANSYS

1 引言

有限单元法（Finite Element Method，FEM）是由力学和计算机技术相结合而逐步发展起来的一种进行工程分析的强有力的数值计算方法[1]。由于存在大量的商业化有限元软件，诸如ANSYS、NASTRAN、ABAQUS等，促使有限元技术获得最为广泛的应用，如在机械、土木、电子、生物医学等领域均能够发现用有限元解决实际问题的成功案例。在机械工程领域，利用有限元对机械產品进行静、动力学考核与性能预测，现已成为在产品研发过程中必须经历的一个重要环节。可见，机械工程的本科生或者研究生掌握并能应用有限元技术，已成为适应本职工作的一项基本技能。

在当前面向工科学生的有限元教学中，在教学方法上往往趋向于两个极端：一种方法是高度重视有限元理论（可命名为理论教学），教师用大量的课时来讲授单元刚度的形成、单元组集、边界条件的引入、载荷移置、求解的收敛性等知识点；而另一种方法则重点关注如何操作有限元软件（可命名为纯应用教学），教师通常在课堂上重点讲解工程有限元软件如何操作，如实体建模、单元设置、有限元分网、加约束、求解、后处理等。……