谈ANSYS与《材料力学》课程教学的有机结合

与有限元仿真相结合的材料力学课程改革材料力学是工程学、材料科学和机械设计中的重要学科，它研究材料在外力作用下的力学性能和变形行为。

有限元分析是一种现代工程分析方法，通过将连续物体分割成离散的小单元，利用数值方法求解每个小单元的力学行为，从而得到整个物体的力学性能。

本文将探讨将有限元仿真与材料力学课程相结合的课程改革。

将有限元仿真引入材料力学课程将使学生能够更好地理解材料的力学行为。

传统的材料力学课程通常仅涉及理论推导和计算方法，学生往往只是被动地接受理论知识，缺乏对复杂力学问题的直观理解。

而有限元仿真可以利用计算机来模拟各种力学问题，并通过三维可视化展示材料的变形行为，让学生能够直观地观察和理解材料的力学行为。

有限元仿真可以帮助学生培养实践能力和解决实际问题的能力。

在传统的材料力学课程中，学生往往只是通过计算得到一些理论结果，很难将所学的知识应用到实际工程问题中。

而有限元仿真可以模拟各种实际工程问题，如材料的变形、破坏和疲劳等，让学生能够在虚拟环境中进行实践操作，并通过仿真结果来解决实际问题。

这样一来，学生能够更好地理解材料力学知识的应用，并培养解决实际工程问题的能力。

有限元仿真还可以提高学生的创新意识和团队合作能力。

在进行有限元分析时，学生需要自主选择合适的网格划分、材料模型和加载条件等，并且需要通过反复试验和优化来得到满意的仿真结果。

这种过程既需要学生具备创新思维和解决问题的能力，又需要学生能够与团队成员合作，共同完成仿真分析。

通过这样的团队合作实践，学生可以提高自己的创新能力和团队协作精神。

将有限元仿真与材料力学课程相结合的课程改革对于提高学生的学习效果和实践能力具有重要意义。

这不仅可以使学生更好地理解材料的力学行为，培养实践能力和解决实际问题的能力，而且可以提高学生的创新意识和团队合作能力，促进材料力学课程与工程实践的结合。

我们应该积极推动将有限元仿真引入材料力学课程，并不断完善相关的教学方法和教学资源，以提高材料力学课程的质量和效果。

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。

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。

Total.373January 2016（A）The Science Education Article Collects总第373期2017年1月（上）摘要针对目前材料力学的教学现状，结合教学改革的基本思想，在教学过程中引入ANSYS 仿真软件，这是一种全新的教学手段。

这种新的教学手段，可以激发学生的学习兴趣，帮助学生更快、更形象地理解抽象的力学概念，进而达到提高教学质量的目的。

关键词材料力学ANSYS 仿真软件教学手段Exploration of Applying ANSYS Simulation Software in Teaching of Material Mechanics //Guo Yandi,Li Zhen'gang Abstract According to the present situation of material mechan-ics teaching,and combining the basic thoughts of teaching re-form,we attempt to apply ANSYS simulation software in the teaching process.This is a new kind of teaching method.The method can stimulate interest in learning.It can help students to understand the abstract concept of mechanics,and then achieve the purpose of improving teaching quality.Key words material mechanics;ANSYS;simulation software;teaching means材料力学是工科院校中一门重要的技术基础课，是机械、热能、土木等专业的必修课。

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在材料力学的弯曲变形教学中的运用作者：葛仁余来源：《科技视界》 2014年第15期葛仁余(安徽工程大学建筑工程学院，安徽芜湖 241000)【摘要】关于材料力学的弯曲变形问题，传统的教学方法就是积分法和叠加法。

本文在弯曲变形传统教学方法的基础上，设计了一种新的教学方法，即将传统教学方法和ANSYS有限元软件运用有机结合，将原本抽象的力学理论和枯燥乏味的概念直观化、形象化，使学生对弯曲变形获得感性认识，提高了学习兴趣。

【关键词】材料力学；弯曲变形；教学改革0 引言在材料力学的教学中，弯曲变形既是教学重点又是难点，当工程构件的受载情况不同时，获得的弯曲变形也就不同。

关于弯曲变形的转角和挠度的计算，在材料力学的教学中非常重要，教师在讲授时都做重点讲解，而学生在学习过程中，常常感到难以掌握，其中一个主要原因就是理论枯燥、难懂，且学生对弯曲变形感性认识欠缺。

为了攻克这一教学难点，笔者在材料力学的教学实践基础上，对弯曲变形的教学方法进行了研究，提出了ANSYS有限元软件应用与传统教学方法结合的一种新的教学方法。

实践证明，采用这种方法进行教学，有助于提高学生的形象思维能力，帮助学生理解教材内容，能激发学生学习材料力学的热情。

1 弯曲变形的传统教学方法材料力学教师在讲授梁的弯曲变形时，通常是先讲纯弯曲情况下，弯矩与曲率间的关系，再与高等数学中关于曲线的曲率公式联立，从而获得挠曲线微分方程近似表达式。

基于挠曲线近似微分方程，可由积分法获得转角公式和挠度公式，它们中的积分常数由边界条件获得，至此可以获得梁的弯曲变形完整的转角和挠度解析表达式，这种求解梁的弯曲变形的方法就叫积分法。

积分法求解单一荷载作用下梁的弯曲变形优势十分明显，但对于求多荷载作用下梁的弯曲变形问题，其计算过程十分繁杂，计算量也是较大。

所谓叠加法，就是在弯曲变形很小且材料服从胡克定律的情况下，挠曲线的近似常微分方程是线性的。

又因在小变形的前提下，计算弯矩时用梁变形前的位置，于是弯矩与载荷的关系也是线性的。