ANSYS软件应用

《ANSYS软件应用》课程教学大纲

一、课程性质和目标

《ANSYS软件应用》课程属无机非金属材料工程专业的一门专业基础课，内容上主要为有限元分析的基本概念和ANSYS软件的应用，侧重上机操作，旨在使学生认识如何用有限元法模拟混凝土结构。用三维梁单元进行钢筋混凝土和预应力混凝土结构的总体分析；用混凝土实体单元进行混凝土开裂、压碎等的非线性分析方法；认识混凝土水化热分析。

知识目标：

课程目标1：利用三维梁单元分析钢筋混凝土、预应力混凝土结构及构件的总体分析，在不考虑结构及构件的截面削弱的情况下，计算结构内力和变形、混凝土和钢筋的应力、预应力的施加等。

课程目标2：利用混凝土单元模拟混凝土开裂及压碎，钢筋及预应力钢筋在混凝土实体单元中的模拟。

课程目标3：模拟混凝土浇筑过程中由于水化热在结构及构件中产生的温度应力。

能力目标：

课程目标 4： 熟练使用ANSYS中的梁单元和实体单元进行结构建模，能够独立完成混凝土结构的总体分析、局部开裂和压碎分析以及混凝土水化热分析。

二、本课程所支撑的毕业要求

（1）本课程所能支撑的毕业要求和课程目标的对应关系

（2）本课程内容与课程目标、毕业要求指标点的对应关系

三、教学内容及安排

（一）理论教学内容（4学时）

1.有限元分析基本理论（2学时）

(1)基本要求

通过介绍本课程主要教学内容，使学生认识本课程在无机非金属材料工程专业中的地位和作用。课程要求有限元的基本概念和分析流程。

(2)教学内容

1）本课程在专业中的地位和作用，学习目标，学习方法，预期达成学习效果。

2）有限元分析基本概念，ANSYS软件的分析流程。

(3)重点

重点：有限元分析基本概念。

2.梁单元分析（1学时）

(1)基本要求

要求学生对三维梁单元的输入与输出数据有一定认识；什么是BEAM189单元方向定位、几何特性参数输入方法；认识自定义截面、钢筋模拟、预应力施加方法；熟悉使用BEAM189单元建模的步骤。

(2)教学内容

1）梁单元方向定位方法；

2）截面几何特性的输入方法；

3）梁单元自定义截面、钢筋模拟方法以及预应力施加方法；

4）用梁单元在ANSYS中建模的步骤。

(3)重点和难点

重点：用梁单元分析结构的步骤。

难点：梁单元自定义截面、钢筋模拟方法以及预应力施加方法。

3.实体单元分析（0.5学时）

(1)基本要求

要求学生实体单元建模步骤；钢筋模拟方法；与其它单元类型共同建模时的自由度协调；混凝土单元参数意义与设置。

(2)教学内容

1）实体单元建模步骤；

2）弥散和分离法模拟钢筋；

3）自由度协调；

4）混凝土单元参数设置。

(3)重点和难点

重点：建模步骤、混凝土单元设置。

难点：混凝土单元参数设置及取值。

4.水化热分析介绍（0.5学时）

(1)基本要求

要求学生认识混凝土水化热分析的方法。

(2)教学内容

1）ANSYS中分析水化热的简化方法；

2）相关公式介绍。

3）分析步骤。

(3)重点和难点

重点：ANSYS分析水化热的方法步骤。

难点：相关公式参数取值。

（二）上机教学内容（20学时）

四、达成课程目标的途径和措施

1.教学方法

本课程涉及到的教学方法有理论讲授、上机演示和上机辅导等，具体根据教学内容和目标不同采取更合适的教学方法。

理论部分授课以“讲授法”为主，并与课堂学生讨论等互动方式配合使用。

上机部分主要采用先上机演示再上机辅导的方式，首先进行上机演示，讲解操作方法以及每一步骤的含义，结合理论课内容让学生知道每一操作步骤的意义，以便使学生能够顺利独立完成不同结构分析。最后通过上机考核的方法考核学生的情况。

2.教学手段

本课程利用“多媒体”结合“板书”的教学手段进行理论部分授课，通过每人一机的方式进行上机操作及考核。

3.课外阅读要求

推荐学生利用互联网资源、校园网资源（校园网数据库）、图书馆资源（期刊、专业文献）等多种手段获取信息，进行课外阅读。通过课外阅读，既能加深对教学内容的理解，又能拓展专业视野，紧跟行业发展前沿。

4.多环节训练

（1）上机

（2）结课上机考核

五、课程综合记分方法

课程考核由平时作业测试成绩和最后上机考核成绩两部分组成，内容须覆盖全部课程目标和毕业要求指标点。各考核环节及所占比重见下表：

（注：无故旷勤1/3者，不允许参加最后的上机考核。）

各个环节的评分标准如下：

1. 作业

作业共有3次，即梁单元模拟混凝土、实体单元模拟混凝土和水化热分析。每次作业在各阶段上机完成后交，不交作业或作业不满足下列要求，均以零分计。每次作业按百分制评分，总评后折算成50分。

作业的评分标准

2.期末上机考核

期末上机考核成绩是通过在规定时间内完成考核题目的建模、计算和调试的成绩给出，考核内容覆盖课程所讲的梁单元应用、混凝土单元应用和水化热等知识点。学时交卷时提交计算过程的命令流文件，按期末上机考核评分标准百分制评分，总评后折算成50分。

期末上机考核评分标准

六、评估方法

每学期课程结束后进行课程评估。本课程采用基于课程目标（即预期学习成果）的评估方法，包括：1）根据课程目标设计并实施相应的学习任务和学习活动；2）收集学习活动中各种学习成果的评估资料；3）分析和评估实际的学习成果，做出正确的判断。4）写出反思和持续改进报告（包括评估过程、评估结果、教学反思和持续改进）。

课程目标1 的评估设计

课程目标2的评估设计

课程目标3的评估设计

课程目标4 的评估设计

七、课程目标达成评价与持续改进机制

1.课程评价

课程评价周期定为每2年评价一次，评价小组由教学指导委员会和专业负责人组成。评价小组依据毕业要求达成度目标值设置课程达成目标值，采用课程总评成绩分析法进行评价。依据课程评价的结果，寻找问题，持续改进课程教学质量。依据毕业要求达成度评价结果，持续改进课程体系。

2.持续改进机制

（1）建立持续改进制度

1）成立本课程持续改进组。

2）由课程持续改进组组长负责组织执行并监督持续改进过程。

3）制定持续改进措施。

（2）成立本课程持续改进组

组长：系教学副主任

组员：葛俊颖、罗永会

（3）本课程持续改进措施

根据各个考核环节的达成评价结果，寻找和分析学生的能力短板，进行课程持续改进，包括课程教学内容的改进、教学方法和手段的改进、考核方法的改进等。

制表：葛俊颖 审核： 任书霞   批准：      发布日期：