将ANSYS引入材料力学课堂的教学实践
- 格式:pdf
- 大小:395.83 KB
- 文档页数:5
ANSYS软件在材料力学课程辅助教学中的应用摘要:材料力学是工程力学学科的一门重要课程。
利用ANSYS软件在材料力学课程的教学中适当安排上机训练,不仅能够提高学生学习材料力学课程的兴趣,而且还能够加深学生对材料力学基础的理解与掌握。
关键词:ANSYS软件;材料力学课程;辅助教学KeyWord:ANSYSoftware;materialmechaniccoure;aidedteaching 一、前言材料力学是工程力学学科的一门重要基础课程,应用性较强。
材料力学中有许多诸如应力、应变、位移等容易混淆的概念,同时在许多场合需要进行复杂的数学推导。
学生在学习材料力学课程时,普遍感到此课程枯燥乏味、难以掌握,不愿意主动学习。
可以在材料力学课程的教学中安排适当的上机训练,引入ANSYS软件并使其在材料力学课程中起到辅助教学的作用。
这样既能够提高学生学习材料力学课程的兴趣,还能加深学生对材料力学的理解与掌握。
ANSYS软件是由美国ANSYS公司开发的高级CAE工具,是一款融结构、流体、磁场、声场、热传导等领域静力学、动力学及边界耦合问题分析于一体的大型、通用的有限元分析软件,应用最为广泛。
二、ANSYS软件在材料力学中的应用示例材料力学的研究对象主要是梁杆柱等杆类构件,比较典型的为梁结构。
利用ANSYS软件可以通过计算机求解各种梁结构,求解步骤主要为:设立某个具体问题的文件名;选择单元类型(梁结构为梁单元);设置材料属性;定义实常数或者定义截面属性;建立模型(对于梁结构,首先建立关键点然后依据关键点生成线,再网格划分生成单元和节点);施加约束;施加荷载;运行计算;后处理显示结果。
■图1简支梁的结构示意图如图1所示为某一静定平面简支梁结构,利用ANSYS软件对这一静定平面简支梁结构求解出弯矩图和剪力图结果如图2所示。
■■图2简支梁的剪力图和弯矩图从图2中可以清晰地看出该简支梁各个位置的剪力值和弯矩值,其中剪力正值表示对所取研究对象产生顺时针旋转效果(与我们所学习教材里关于剪力正负符号的规定相同),负值则表示对所取研究对象产生逆时针旋转效果,弯矩图中坐标轴向下。
材料力学超静定问题的ANSYS辅助教学法获奖科研报告摘要:针对材料力学中杆系超静定结构教学问题,提出了基于有限元软件ANSYS的辅助教学计算方法。
首先介绍了杆系超静定结构常用的有限元单元和使用特点;然后提出了基于有限元法和材料力学中力法求解的两种超静定结构的ANSYS建模和求解方法;最后通过算例,验证了两种方法的有效性,并指出了提出的两种求解方法在辅助教学中的特点。
关键词:材料力学杆系超静定 ANSYS有限元软件单元一、引言材料力学教学中,杆系超静定问题是教学难点之一。
通常课堂主要介绍力法求解,具体步骤是首先定义一个静定基,然后建立相应的变形协调条件作为补充方程,最后求解出全部未知内力和支座反力[1],[2]。
由于该求解方法建立基础静定结构的不唯一性,计算复杂且计算量较大,因此学生不易掌握。
针对材料力学教学难点,很多学者进行了研究,并提出了解决方案。
如李银山提出采用符号推导软件Maple的材料力学教学方法[3],该方法虽然解决了静力方程与变形协调方程的联立求解问题,但由于不能画出结构的变形与内力图,因此仍然不利于学生直观理解。
值得注意的是,利用有限元软件ANSYS 求解材料力学问题的方法[4],具有简便易学特点,是求解材料力学问题一种较好工具。
但是目前还没有针对基于ANSYS杆系超静定教学问题的建模求解方面的具体方法评论,下面将就此问题进行常用单元使用、建模求解分析的讨论。
二、杆系超静定结构的常用单元在求解杆系超静定问题中,常用的ANSYS单元有杆、梁、平面及三维实体单元等。
下面将根据简单、易于使用的原则分别进行介绍: LINK180,是一个定义在三维空间的二力杆单元,不考虑杆件横截面形状,只需要输入杆件横截面的面积,可以画出杆件的轴力图。
BEAM188,是一个具有描述3个位移、3个转角共6个自由度的2个节点和1个定位节点的三维梁单元,在程序中可以指定梁的横截面形状,可以画出梁的弯矩、剪力和轴力图。
基于ANSYS的材料力学课程教学方法的探索摘要:针对高等院校理工科专业材料力学课程理论性强、公式多及内容枯燥等,不易使学生对该课程产生学习兴趣,本文探索在材料力学课堂引入ANSYS有限元软件进行辅助教学。
用一简支梁算例对比解析解和有限元数值解,说明有限元数值解法的可靠性。
并以此算例,利用ANSYS软件的可视化,作出剪力、弯矩、弯曲切应力、弯曲正应力、转角和挠度的云图,学生可以更直观的看到梁的内力、应力应变及变形等变化,更好的理解相关力学知识,建立学生学习材料力学的兴趣,达到更好的教学效果。
关键词:材料力学;ANSYS;教学方法中图分类号:TU-05 文献标识码:A力学课程是所有高等院校中一些理工科专业的专业基础课,基础的力学课程主要有理论力学和材料力学两门课程。
其中材料力学课程是一些理工科专业的基础课程,如土木、机械等专业。
材料力学是后续课程,如结构力学、弹性力学等课程的基础,是连接基础课程和专业课程的桥梁,在整个土木和机械等专业中具有非常重要的作用,已经成为研究生初试和复试的重要考试科目[1-2]。
在材料力学课程中,学生不仅仅要掌握材料力学中的基本知识,更重要的是要能解决工程实际问题,在工程允许的误差范围内,可以把工程实际问题有效地抽象成力学模型,综合利用几何、物理及静力学条件求解。
材料力学课程理论性较强,需要数学微积分、力学思维等,公式推导相对较多,学生学习本门课程相对比较枯燥,不易产生兴趣。
随着数值解法的发展,各种数值解法被提出,其中有限元方法就是一种比较成熟,应用广泛的数值解法。
很多有限元软件被开发出来,ANSYS就是一种被广泛应用的大型通用有限元软件。
ANSYS具有较好的可视化图形,可以通过云图等方式展示内力、应力、应变等,较直观的呈现在学生面前,把ANSYS引入课堂中来,能较大的激发学生学习材料力学的兴趣。
参考刘鸿文的《材料力学》(第六版)教材中的一简支梁在集中力作用下的求解约束反力、剪力、弯矩、切应力、正应力、转角及挠度作为算例,对比解析解和ANSYS解[3]。
AnsysWorkbench软件在材料力学教学中的探索与应用(合集5篇)第一篇:Ansys Workbench软件在材料力学教学中的探索与应用Ansys Workbench软件在材料力学教学中的探索与应用摘要:将Ansys Workbench软件应用于材料力学中,通过仿真模拟,求解出位移和应力等参数的分布云图。
Ansys Workbench软件更加直观展示材料力学一些概念和定理,增加了学生学习的兴趣,培养了学生的工程意识,并且教学效果好。
关键词:Ansys Workbench软件材料力学教学中图分类号:0311.2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)08(c)-0171-02对于机械类的学生来讲,材料力学是一门十分重要的专业基础课,学好此门课程的内容不仅为后续课程打下良好的力学基础,而且也可以将工程力学知识直接应用于工程实践,解决实际工程问题。
对于学生来说,在有限的课堂里,既理解力学的基本概念和理论,又培养自己分析和解决实际问题的能力。
显然,学生是做不到。
这就要求材料力学教师采取有效的教学方式,充分调动学生主动性,把抽象的教学内容具体化,Ansys Workbench软件可以对这样问题进行模拟仿真,可得到事半功倍的教学效果[1]。
材料力学教学中存在的问题由于材料力学典型特点是内容抽象、理论性强。
为了拓宽大学生的就业方向,各学校相应调整了培养方案,材料力学压缩到80个学时。
保证教学内容不变,在学时减少下,保证教学质量完成教学任务,每位任课教师都面临严峻的挑战。
教师改变了传统的板书教学,而采用多媒体教学,虽然课件可以图文并茂,信息量大,但也存在弊端。
为了节省课堂教学理论推导的时间,直接由多媒体给出推导的最终结果,学生对此印象不深,对结果理解不够透彻,到实际应用中就发蒙,无从下手。
因此,提出把Ansys Workbench软件引入课堂,作为课件的补充材料,使教学过程更清晰,内容更加连贯和完整,激发学生学习的兴趣,促进学生的工程实践能力和创新意识的提高,为国家培养出更多高素质的工程人才[1,2]。
Ansys Workbench软件在材料力学教学中的探索与应用探索与应用:Ansys Workbench软件在材料力学教学中的浅谈前言随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展,工程领域对于材料力学的需求也越来越迫切。
为了满足这一需求,ANSYS公司开发了一款功能强大的仿真软件Ansys Workbench,该软件可用于各种材料的力学分析与仿真。
本文将以Ansys Workbench在材料力学教学中的应用为切入点,探索其在教学中的优势和挑战。
一、Ansys Workbench软件的优势1. 强大的功能:Ansys Workbench软件结合了多个模块,包括结构力学、热传导、流体力学等,可以进行多物理场的耦合仿真,实现对复杂系统的综合分析。
2. 直观的界面:Ansys Workbench软件提供了友好直观的界面,使得学生可以更快地上手操作,提高学习效率。
3. 丰富的材料库:Ansys Workbench软件内置了丰富的材料库,包括金属材料、复合材料、橡胶材料等,方便学生选择和应用不同材料进行分析。
4. 快速的求解速度:Ansys Workbench软件采用了高性能计算技术,能够快速求解大规模问题,缩短分析时间。
二、Ansys Workbench软件在材料力学教学中的应用1. 基础理论教学:Ansys Workbench软件可以用于展示和验证材料力学的基本原理,例如受力分析、应力分析和应变分析等。
通过实时的仿真结果和可视化的图形展示,帮助学生深入理解和掌握材料力学的基本概念。
2. 材料性能评估:使用Ansys Workbench软件,学生可以对不同材料进行力学性能评估,包括强度、刚度、韧性等。
这将使学生能够选择合适的材料,并理解材料的优缺点。
3. 结构优化设计:Ansys Workbench软件可以用于结构的优化设计。
学生可以通过调整结构的几何形状和材料参数,找到最佳的设计方案。
这有助于培养学生的设计思维和创新能力。
ANSYS在《材料力学》教学中的应用【摘要】本文主要介绍了ANSYS在《材料力学》教学中的重要作用。
通过对ANSYS软件在材料力学实验模拟、理论研究、性能分析、工程设计以及应力分析中的应用进行详细介绍,阐明了其在教学中的价值。
结合实际案例,展示了ANSYS在帮助学生理解材料力学概念、提高学习效率方面的优势。
总结了ANSYS在《材料力学》教学中的重要作用,并展望了其未来在材料力学教学中的应用前景。
通过本文的讨论,读者能够更好地了解和掌握ANSYS在《材料力学》教学中的应用,促进教学与实践的结合,提升学生的学习体验和能力水平。
【关键词】关键词:材料力学、ANSYS、教学、模拟应用、理论研究、性能分析、工程设计、应力分析、作用、前景。
1. 引言1.1 介绍《材料力学》教学内容《材料力学》是材料科学与工程领域的重要基础课程,主要涵盖了材料的结构、性能、力学行为以及应用等方面的知识。
学生通过学习《材料力学》能够深入了解不同材料的性能特点,从而为材料的选择、设计和应用提供理论支持。
该课程通常包括材料的力学性能测试、应力分析、破坏力学等方面内容,旨在培养学生对材料研究和应用的能力和素养。
在《材料力学》教学中,学生会接触到各种不同类型的材料,如金属、塑料、陶瓷等,并学习它们的结构、性能及力学性质。
通过探索这些知识,学生可以深入理解材料的行为规律,为材料的工程应用提供理论基础。
学生还会学习到如何通过力学原理分析材料的性能,并探讨材料在不同环境条件下的应力状态。
通过掌握《材料力学》的知识,学生能够在未来的工程实践中更加准确地选择、设计和使用材料,从而提高工程项目的效率和可靠性。
《材料力学》作为材料科学与工程专业的重要课程,在学生的专业发展和职业规划中具有重要的地位和作用。
1.2 介绍ANSYS在教学中的重要性ANSYS在《材料力学》教学中的重要性体现在多个方面。
通过ANSYS软件,学生可以更直观地理解和掌握材料力学的理论知识。
ANSYS在《材料力学》教学中的应用<a rel='nofollow' onclick="doyoo.util.openChat();return false;"href="#">【摘要】结合材料力学课程的特点和教学过程中的实际情况,通过实例介绍了ANSYS在材料力学教学中的应用,通过计算机仿真手段在课堂中的应用,使教学内容更加直观生动,对提高教学质量、激发学生学习兴趣等方面取得了良好的教学效果。
【关键词】材料力学ANSYS 教学方法【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2011)12-0024-02【Abstract】Some applications of ANSYS on teaching of mechanics of materials were introduced by the characteristic and teaching process in mechanics of materials. When the CAEwas applied in mechanics of materials teaching, it can make the course more vivid. This means gains good teaching effect to inspiring study interest, improving quality of teaching.【Key words】Mechanics of materials ANSYS Teaching method随着计算机应用的普遍深入,将计算机应用软件应用到高等教育教学课堂中去,已被越来越多的教师和学生接受,通过实践证明,该方法可以大大提高学生的学习兴趣。
《材料力学》课程是我国各高等院校机械类及相近专业普遍开设的一门重要的专业技术基础课,该课程知识点较多,知识相对零散,学生学习起来易感到枯燥,为提高学生学习兴趣,将大型计算机应用软件ANSYS技术融入到课堂教学中去,既可以让学生学习、了解计算机辅助工程,又可以增加材料力学课程的趣味性。
Ansys Workbench软件在材料力学教学中的探索与应用【摘要】本文探讨了Ansys Workbench软件在材料力学教学中的应用和挑战。
通过介绍该软件的功能和优势,分析了其在教学中的重要性和未来发展方向。
以具体案例说明Ansys Workbench软件在材料力学教学中的实际应用,同时指出了在教学实践中可能面临的挑战和解决方案。
结合现有研究背景和研究目的,强调了Ansys Workbench软件对于提高学生学习效率和实践能力的重要性。
展望未来,Ansys Workbench 软件在材料力学教学中的应用将更加广泛和深入,为教育教学工作带来更多积极的影响和效果。
通过本文的研究与分析,可为推广和应用Ansys Workbench软件在材料力学教学中提供有益参考和借鉴。
【关键词】关键词:Ansys Workbench软件、材料力学教学、应用案例、优势、挑战、发展方向、重要性、未来展望。
1. 引言1.1 研究背景随着科学技术的迅速发展和材料力学教学的不断深入,传统的理论教学模式已经无法满足学生的学习需求。
传统的教学方法主要以理论课程和实验教学为主,但由于实验设备和条件的限制,学生往往难以真正体会到材料力学理论知识的实际应用和意义。
如何借助先进的计算机辅助设计软件来提高材料力学教学的效果和质量成为当下亟待解决的问题。
Ansys Workbench软件作为国际上领先的工程仿真软件之一,集成了多种分析功能于一体,能够对结构、流体、热等多个领域进行综合分析,具有强大的计算性能和可视化表现力。
在材料力学教学中,Ansys Workbench软件的应用能够帮助教师和学生更直观地理解和掌握材料的力学性能,提升实验教学的体验和效果,拓展材料力学教学的新思路和方法。
本文旨在探索和总结Ansys Workbench软件在材料力学教学中的应用实践,分析其优势和挑战,并对未来的发展方向作出展望。
1.2 研究目的研究目的是通过深入探讨Ansys Workbench软件在材料力学教学中的应用情况,分析其在教学过程中所起的作用和效果,从而为教育工作者提供更多关于如何有效利用该软件进行教学的参考和指导。
在材料力学教学中应用ANSYS仿真软件的探索在材料力学教学中应用ANSYS仿真软件的探索随着信息技术的飞速发展,计算机仿真软件在工程领域的应用越来越广泛。
ANALYSIS SYSTEM(ANSYS)软件作为一种强大的工程仿真软件,已经在材料力学领域受到广泛应用。
本文将探讨在材料力学教学中应用ANSYS仿真软件的潜力和价值。
1. 引言材料力学是工程学科中的基础课程之一,它主要研究材料的强度、刚度和稳定性等特性以及在外力作用下的行为。
传统的材料力学教学通常以理论推导和实验教学为主,学生缺乏实际应用的机会和操作能力。
而ANSYS软件的出现,提供了一种全新的教学方式,可以将理论与实际工程结合起来。
2. ANSYS软件在材料力学教学中的应用2.1 材料特性的分析材料的力学特性是了解材料行为的关键,而ANSYS软件可以通过建立合适的模型和加载边界条件,对材料的应力、应变、变形和位移等进行全面分析。
学生可以通过仿真实验更直观地了解材料在不同加载条件下的响应和变化规律,帮助他们更好地理解材料力学的理论知识。
2.2 结构分析与优化在材料力学教学中,结构的分析和优化也是重要的内容之一。
通过ANSYS软件,可以对不同形状、材料和加载条件下的结构进行模拟和分析。
学生可以通过调整结构参数,优化材料布局等,来实现结构的最佳设计。
这种实践性的学习方式可以培养学生的创新能力和解决实际问题的能力。
2.3 疲劳和断裂分析疲劳和断裂是材料应力作用下的常见现象,在工程实践中具有重要的意义。
通过ANSYS软件,可以模拟不同材料和加载条件下的疲劳和断裂行为,分析材料的寿命和安全性。
学生可以通过这种仿真实验了解疲劳和断裂的机理,掌握评估材料寿命和设计可靠性的方法。
3. 优势与挑战在材料力学教学中应用ANSYS软件具有明显的优势,如提供了更直观、更全面的学习机会,激发了学生学习兴趣,培养了他们的实践能力和创新精神。
然而,也面临一些挑战,如软件使用门槛较高,学生需要具备一定的计算机操作和材料力学基础知识。