2021级-《机械CAD技术基础》课程大纲（刘鑫培）-新版.docx

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1、机械CAD技术基础课程教学大纲一、课程基本信息英文名称BasicsofMachineryCAD课程代码VEEN2018课程性质专业选修课程授课对象车辆工程专业大四学生学分2.0学时48（其中，讲授：32；实验：16）主讲教师刘鑫培，鞠华，张卫华修订日期2023.06.17指定教材许京荆.ANSYSWorkbench工程实例详解.北京：人民邮电出版社,2015.二、课程目标（-）总体目标：本课程是车辆专业的一门实践性很强的专业选修课。它结合机械设计中的典型零部件，借助现代设计软件，完成零部件开发中的各个辅助环节。学习本课程,是为了让学生获得工程技术人员必备的计算机辅助设计及计算机辅助工程方面的基

2、本知识和基本技能。通过本课程的学习，让学生了解和掌握计算机辅助设计及计算机辅助工程技术在机械设计工程上的应用，包括零部件和总成的静力学、动力学分析和优化设计,运动学仿真分析,热力分析及流体分析;培养学生具有继续自学并结合工作实践应用，扩展本学科知识的能力和创新能力。（二）课程目标：课程目标1了解计算机辅助设计技术的基本原理及基本步骤，能够将一般的工程问题归结为计算机辅助设计问题。课程目标2：具备一定的将工程问题转化为仿真分析问题并求解的能力。课程目标3：具备利用计算机进行辅助设计，依托计算机辅助设计技术解决工程问题的能力。课程目标4：培养工程意识、标准化意识和严谨认真的工作态度，提高工程素质，

3、增强创新意识。（H）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1,课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表课程目标课程子目标对应课程内容对应毕业要求课程目标11.1了解计算机辅助设计技术的基本原理及基本步骤第一章绪论第二章静力学分析第三章动力学分析第四章热力分析第五章运动分析第六章流体分析毕业要求21.2能够将一般的工程问题归结为计算机辅助设计问题第二章静力学分析第三章动力学分析第四章热力分析第五章运动分析第六章流体分析毕业要求2课程目标22.1具备一定的将工程问题转化为仿真分析问题并求解的能力第二章静力学分析第三章动力学分析第四章热力分析第五章运动分析第六章流体分析毕业要求3课程目标33.1具

4、备利用计算机进行辅助设计，依托计算机辅助设计技术解决工程问题的能力。第二章静力学分析第三章动力学分析第四章热力分析第五章运动分析第六章流体分析毕业要求5课程目标44.1培养工程意识、标准化意识和严谨认真的工作态咬第二章静力学分析第三章动力学分析第四章热力分析第五章运动分析毕业要求3第六章流体分析4.2提高工程素质，增强创新意识第二章静力学分析第三章动力学分析第四章热力分析第五章运动分析第六章流体分析毕业要求3三、教学内容第一章结论1教学目标1 1)了解常用计算机辅助设计软件的种类和基本功能2 2)了解有限元分析方法在计算机辅助设计中的作用3 3)了解常用优化设计的基本概念及常用方法4 .教学内

5、容(1)计算机辅助设计软件介绍(2)有限元分析(3)优化设计5 .教学方法(1)讲授法(2)案例(CB1)6 .教学评价1、回答下列问题：(1)计算机辅助设计支撑软件一般包含有哪些功能模块？国内外流行的主要软件有哪些？(2)论述计算机辅助设计的应用和研究前沿。第二章静力学分析1教学目标(1)掌握有限元分析方法的基本原理(2)掌握有限元分析前后处理的基本步骤(3)掌握有限元网格划分的基本方法(4)掌握静力学分析的常用约束种类及设置方法(5)掌握接触配合的设置方法(6)理解后处理结果的含义7 .教学重难点1 .重点(1)有限元分析的基本原理(2)静力学分析前后处理的基本步骤2 .难点(1)静力学分

6、析前后处理基本步骤(2)模型理想化3 .教学内容(1)实体零件的静力学分析(2)壳体零件的静力学分析(3)杆单元零件的静力学分析(4)装配体静力学分析4 .教学方法(1)讲授法(2)案例(CB1)(3)基于问题(PB1)5 .教学评价1、案例分析(1)结合案例，运用静力学相关的理论和方法进行分析、说明。第三章动力学分析1教学目标(1)熟悉模态分析的基本原理(2)掌握模态分析的基本方法(3)理解网格大小对模态分析结果的影响(4) 了解谐响应分析的用途(5) 了解瞬态分析的用途(6)熟悉瞬态分析的分析步骤及设置方法(7) 了解谱分析的用途2.教学重难点1 .重点(1)模态分析的基本原理(2)模态分

7、析基本方法(3)瞬态分析基本方法2 .难点(1)模态分析基本方法(2)瞬态分析基本方法3 .教学内容(1)模态分析(2)谐响应分析(3)瞬态动力学分析(4)谱分析法4 .教学方法(1)讲授法(2)案例(CB1)(3)基于问题(PB1)5 .教学评价1、案例分析(1)结合案例，运用动力学相关的理论和方法进行分析、说明。第四章热力分析1教学目标(1) 了解热分析相关概念(2) 了解传热学基本理论(3)熟悉热的传递方式(4)熟悉热力分析的基本功能(5)熟悉稳态条件下的热力分析方法(6)熟悉瞬态条件下热力分析方法(7) 了解耦合场分析方法2.教学重难点1 .重点(1)传热学基本概念(2)热传递方式分析

8、(3)稳态热分析方法及步骤2 .难点(1)边界条件和初始条件的设置3 .教学内容(1)稳态热力分析(2)瞬态热力分析(3)辐射热力分析4 .教学方法(1)讲授法(2)案例(CB1)(3)基于问题(PB1)5 .教学评价1、案例分析(1)结合案例，运用热力学相关的理论和方法进行分析、说明。第五章运动分析1教学目标(1)熟悉运动仿真相关基本概念(2)了解运动分析对象的创建过程(3)掌握装配件之间特殊配合关系的使用(4)掌握运动仿真中各类运动方式的处理方法(5)掌握运动仿真中各类载荷的施加方法(6)掌握运动仿真结果的处理方法(7)了解动画制作方法2.教学重难点1 .重点(1)运动仿真相关基本概念(2

9、)装配体配合关系的处理(3)运动仿真分析的基本步骤2 .难点(1)自由度的分析和应用3 .教学内容(1)运动分析的基本概念(2)运动仿真分析(3)运动仿真结果输出(4)动画制作讲解4 .教学方法(1)讲授法(2)案例(CB1)(3)基于问题(PB1)5 .教学评价1、案例分析(1)结合案例，运用运动学相关的理论和方法进行分析、说明。第六章流体分析6 .教学目标(1)熟悉工程流体动力学软件基本功能(2)掌握流体仿真分析的基本步骤(3)熟悉流体分析中边界条件的设置方法(4)熟悉流体分析中目标的设置方法(5) 了解旋转坐标系的使用(6) 了解超声速流体分析方法(7) 了解粒子运动分析方法7 .教学重

10、难点1 .重点(1)流体仿真分析的基本步骤及参数设置2 .难点(1)边界条件的设置(2)目标函数的设置8 .教学内容(1)内流分析(2)外流分析(3)热分析(4)耦合场分析(FEA载荷)9 .教学方法(1)讲授法(2)案例(CB1)(3)基于问题(PB1)10 教学评价1、案例分析(1)结合案例，运用相应的学习理论和教学理论进行分析、说明。四、学时分配表2：各章节的具体内容和学时分配表章节章节内容学时分配第一章绪论2第二章静力学分析18第二早动力学分析8第四章热力分析4第五章运动分析6第六章流体分析7机动3五、教学进度表3：教学进度表周次日期章节名称内容提要授课作业及要求备注时数1绪论(D计算

11、机辅助设计软件介绍(2)有限元分析(3)优化设计2作业，完成课后教师指定的问答题。要求：(1) 了解常用计算机辅助设计软件的种类和基本功能(2) 了解有限元分析方法在计算机辅助设计中的作用(3) 了解常用优化设计的基本概念及常用方法2-7静力学分析(1)实体零件的静力学分析(2)壳体零件的静力学分析(3)杆单元零件的静力学分析(4)装配体静力学分析18作业：完成课后教师指定的问答题。要求：(1)掌握有限元分析方法的基本原理(2)掌握有限元分析前后处理的基本步骤(3)掌握有限元网格划分的基本方法(4)掌握静力学分析的常用约束种类及设置方法(5)掌握接触配合的设置方法理解后处理结果的含义8-10动

12、力学分析(D模态分析(2)谐响应分析(3)瞬态动力学分析(4)谱分析法8作业：完成课后教师指定的问答题。要求：(1)熟悉模态分析的基本原理(2)掌握模态分析的基本方法(3)理解网格大小对模态分析结果的影响(4) 了解谐响应分析的用途(5) 了解瞬态分析的用途(6)熟悉瞬态分析的分析步骤及设置方法了解谱分析的用途1112热力分析(D稳态热力分析(2)瞬态热力分析(3)辐射热力分析4作业：完成课后教师指定的问答题。要求：(1) 了解热分析相关概念(2) 了解传热学基本理论(3)熟悉热的传递方式(4)熟悉热力分析的基本功能(5)熟悉稳态条件下的热力分析方法(6)熟悉瞬态条件下热力分析方法(7) 了解

13、耦合场分析方法1314运动分析(1)运动分析的基本概念(2)运动仿真分析(3)运动仿真结果输出(4)动画制作讲解6作业：完成课后教师指定的问答题。要求：(1)熟悉运动仿真相关基本概念(2)了解运动分析对象的创建过程(3)掌握装配件之间特殊配合关系的使用(4)掌握运动仿真中各类运动方式的处理方法(5)掌握运动仿真中各类载荷的施加方法(6)掌握运动仿真结果的处理方法(7)了解动画制作方法1517流体分析(D内流分析(2)外流分析(3)热分析(4)耦合场分析(FEA载荷)7作业：完成课后教师指定的问答题。要求：(1)熟悉工程流体动力学软件基本功能(2)掌握流体仿真分析的基本步骤(3)熟悉流体分析中边界条件的设置方法(4)熟悉流体分析中目标的设置方法(5) 了解旋转坐标系的使用(6) 了解超声速流体分析方法(7) 了解粒子运动分析方法六、教材及参考书目1 .教材：1许京荆.ANSYSWorkbench工程实例详解.北京：人民邮电出版社，2015.2 .参考书：1胡仁喜、刘昌丽等,So1idWorks2016有限元、虚拟样机与流场分析从入门到精通.北京：机械工业出版社，2017.2袁清珂.CADCAECAM技术.北京:电子工业出版社，2010.3王登峰等.CATIAV5机械