106學年第1學期課程綱要

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一、課程基本資料
開課序號 1237 課程學制
科目代碼 MTC0004 課程名稱 有限元素分析
英文名稱 Finite Element Analysis
全/半年 必/選修 選修
學分數 3.0 每週授課時數 正課時數: 3 小時
開課系級 機電系(學)大碩合開
先修課程 ◎必須先修過【MTU0026 材料力學】
課程簡介 有限元素分析是數值分析的一種,是最常用的工程分析技術,幾乎等同於電腦輔助工程分析。本課目的在獲得有限 元素分析基礎理論知識及其應用,並習得電腦軟體的解題技術。本課內容從有限元素法的數學基礎開始,介紹結構 如桿、桁架、樑、板殼等等的應力分析,以及結構動力分析如模態分析、頻率響應分析與暫態響應分析。除了原理 介紹之外,並注重工程實務,課堂搭配有電腦軟體進行解題的演練。
課程目標 對應系所核心能力
1. 學習有限元素分析的原理與技術 學士:
 1-1 運用數學、物理及機電工程知識的能力。
碩士:
 2-1 機電工程領域的專業知識。
2. 理解有限元素分析在工程的應用 學士:
 1-2 設計與執行機電相關實驗,以及分析與解釋數據的能力。
碩士:
 2-2 策劃及執行機電專題研究的能力。
3. 以有限元素分析軟體解決工程問題 學士:
 1-3 執行機電工程實務所需技術、技巧及使用現代工具的能力。
 1-4 設計機電工程系統、元件或製程的能力。
 1-5 執行計畫管理、有效溝通、領域整合與團隊合作的能力。
碩士:
 2-2 策劃及執行機電專題研究的能力。
 2-3 撰寫機電專業論文的能力。
 2-4 創新思考及獨力解決問題的能力。
4. 學習有限元素分析軟體(外文介面) 學士:
 1-3 執行機電工程實務所需技術、技巧及使用現代工具的能力。
碩士:
 2-4 創新思考及獨力解決問題的能力。
 2-5 與不同領域人員協調整合的能力。

二、教學大綱
授課教師 屠名正
教學進度與主題
1. 有限元素法簡介

2. 有限元素法簡介

3. 軟體介面使用

4. 桿結構分析

5. 桿結構熱應力分析

6. 桁架分析

7. 樑結構分析-撓曲

8. 樑結構分析-撓曲

9. 樑結構分析-模態

10. 柱挫屈分析

11. 板殼結構應力分析

12. 板殼結構模態分析

13. 質量彈簧阻尼結構模態分析

14. 扭振系統模態分析

15. 樑結構頻率響應分析

16. 質量彈簧阻尼結構動力分析

17. 實體結構應力分析

18. 期末專題報告
教學方法
方式 說明
講述法 定義、原理及應用範例解說
討論法 概念討論、疑難解決
問題解決教學 例題求解示範演練
實驗/實作 有限元素分析電腦軟體隨堂演練操作
評量方法
方式 百分比 說明
課堂討論參與 50 % 隨堂操作電腦軟體演練,缺席扣分
專題 20 % 自訂題目求解,期末上台展示
其他 30 % 指定練習:電腦操作軟體解決工程問題
參考書目 1. MSC.FEA有限元素結構分析:基礎與實例演練,吳佳璋與黃俊銘;全華科技圖書。

2. Ansys工程分析觀念與基礎;李輝煌;高立圖書

3. The Finite Element Analysis, theory and application with ANSYS. Saeed Moaveni, Prentice-Hall

4. The Finite Element Method in Mechanical Design, C. Knight, PWS-KENT Publishing, 1993

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