《CAD/CAE技术课程设计》教学大纲 Course Design of CAD and CAE Technology
第一部分 大纲说明
1. 课程代码：
2. 课程性质：专业选修课 3. 学时/学分：20/2
4. 课程目标：“CAD/CAE技术课程设计”是一项重要的综合性和实践性教学环节，目的在
于培养学生进一步熟练掌握先修各门课程的理论知识和实际应用，并综合应用各门课程知识和方法解决工程实际问题，也是对各种CAD软件、有限元软件和其他应用软件较为全面的训练。培养学生综合应用CAD/CAE技术解决工程实际问题，使学生掌握现代机械专业最先进、最前沿的设计流程、方法和理念，培养学生的科研工作能力、自学能力、创新能力和工程意识。
5. 教学方式：课程设计、自学与讨论相结合 6. 考核方式：考察
7. 先修课程：“三维CAD”、“有限单元法理论”、“机械优化设计”、“ANSYS程序及应用” 8. 本课程的学时分配表 序号 1 2 3 4 教学内容 一、液压支架优化设计 二、液压支架结构件模型创建 三、液压支架有限元分析 四、计算说明书和答辩 理论学时 2 8 8 2 实验 课时 课堂讨论学时 2 2 2 2 课外自学学时 6 24 24 6 9. 教材及教学参考资料： （一）教材：
《CAD/CAE课程设计任务和指导书》 本校自编 （二）教学参考资料：
[1]高耀东. 有限元理论及ANSYS应用[M]. 电子工业出版社, 2016. [2]王新敏. ANSYS工程结构数值分析[M]. 人民交通出版社, 2007.
[3]李震, 杨建鸣, 韩靖芳等. 机械三维建模教程:SolidWorks与Solid Edge应用[M]. 机械工业出版社, 2011.
[4]韩学锐. 机械优化设计方法[M]. 冶金工业出版社, 1985. [5]ANSYS Help
[6]司炎飞. 基于有限元法的液压支架优化设计研究[D].太原：太原科技大学硕士学位论文，2014.
[7]鲁忠良等. 液压支架设计使用安全辨析[M]. 北京：煤炭出版社，2006. [8]王国法.液压支架技术[M]. 北京：煤炭出版社，1999.
[9]王国法. 掩护式液压支架参数优化设计方法的研究[J]. 煤炭学报,1995,06 :27-32. [10]任锡义. 液压支架整体动态特性仿真分析[D].太原理工大学,2010.
[11]刘新华，王国法，刘成峰，崔金玉.两柱大采高液压支架的整架有限元分析[J]. 煤
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炭科学技术，2010，08:93-96.
[12] MT 312-2000. 液压支架通用技术条件[S]. 2000
第二部分 教学内容和教学要求
一、液压支架优化设计
教学内容和要求：
按重量和受力最小原则对液压支架进行多目标优化，以确定支架四连杆机构机构尺寸。包括后连杆长度a、前后连杆上铰点距离b、前连杆长度c、前连杆下铰点的高度d、前后连杆下铰点水平距离e、掩护梁长度g。
二、液压支架结构件模型创建
教学内容和要求：
用三维CAD软件设计液压支架的顶梁、掩护梁、前连杆、后连杆、底座、立柱、平衡千斤顶等结构件进行三维造型，并进行虚拟装配、动态干涉检验、运动仿真，对设计进行检查、分析。将三维实体模型另存为.x_t格式的电子文档，以用于后续分析时使用。
三、液压支架有限元分析
教学内容和要求：
用有限元软件对液压支架的刚度和强度进行分析。创建支架整机模型，合理选择载荷工况，合理施加约束和载荷，进行分析计算。指出导致支架失效的主要原因，研究结果应对支架设计有借鉴价值。
四、计算说明书和答辩
教学内容：
撰写计算说明书和进行答辩。 教学要求：
? 对计算说明书的要求：
（l）系统地说明分析、设计计算中所考虑的一切问题及计算，包括与计算有关的说明、步骤、命令流、计算结果。
（2）设计计算过程正确完整，文字简练通顺，书写整齐清晰。
（3）设计计算说明书用A4纸按合理的顺序及格式书写，并注明页次。
（4）说明书的内容包括：封面、摘要和关键词、目录、CAD/CAE课程设计题目、题目分析、分析计算步骤或命令流、设计计算结果、小结、参考文献。
? 对答辩的要求：
CAD/CAE课程设计完成后，要进行答辩。其目的是检查学生在CAD/CAE课程设计过程中对所涉及的有关理论、软件和方法的理解及应用情况，进一步掌握学生独立完成CAD/CAE课程设计的程度。答辩过程也可以融入CAD/CAE课程设计过程中，随时对CAD/CAE课程设计的某些内容提出相关问题，以准确地了解学生的科研工作能力、创新意识及独立完成工作的能力。
编写人： 高耀东 审核人：
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