第一篇：ANSYS系統(tǒng)及其應(yīng)用教學(xué)大綱
《ANSYS系統(tǒng)及其應(yīng)用》教學(xué)大綱
課程編號：S5081090 課程名稱： ANSYS系統(tǒng)及其應(yīng)用
課程英文名稱：INTRODUCTION AND APPLICATION OF ANSYS 總學(xué)時：16 講課學(xué)時：16 學(xué) 分：1 開課單位：機電工程學(xué)院機械制造及自動化系 授課對象：機電工程學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 先修課程：機械結(jié)構(gòu)有限元分析 開課時間：第八學(xué)期 教材與主要參考書：
“有限元分析ANSYS應(yīng)用教程”講義（自編）；
張亞歐主編.《有限元分析ANSYS7.0實用教程》.清華大學(xué)出版社 2004年；
龔曙光主編.《ANSYS基礎(chǔ)應(yīng)用及范例分析》.機械工業(yè)出版社 2003年。
一、課程的教學(xué)目的
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能日趨復(fù)雜化和多樣化，對產(chǎn)品機械結(jié)構(gòu)的布局和力學(xué)性能提出了更高的要求，不僅要求產(chǎn)品的機械結(jié)構(gòu)滿足力學(xué)性能，還要在設(shè)計時使它的結(jié)構(gòu)尺寸和重量趨于合理，而常規(guī)的力學(xué)計算已無法滿足，有限元分析是解決該問題的合適方法。
ANSYS是一種廣泛的商業(yè)套裝工程有限元分析軟件。該軟件在工程上應(yīng)用相當(dāng)廣泛，在機械、電機、土木、電子及航空等領(lǐng)域的使用，都能達(dá)到某種程度的可信度，頗獲各界好評。使用該軟件，能夠降低設(shè)計成本，縮短設(shè)計時間。ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)于一體的大型通用有限元軟件，可廣泛的用于核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機械制造、能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、生物醫(yī)學(xué)、水利、日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究。
本課程是為機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)本科生開設(shè)的一門專業(yè)選修課，主要通過多媒體教學(xué)和上機實驗，使學(xué)生熟悉并掌握ANSYS軟件，能夠利用軟件解決實際工作中遇到的有限元分析問題，為進一步學(xué)習(xí)或?qū)嶋H應(yīng)用及參加科研工作開辟道路。具體的教學(xué)目的如下：
1、了解ANSYS軟件的主要特點；
2、掌握ANSYS軟件有關(guān)機械結(jié)構(gòu)靜力分析、動力學(xué)分析、優(yōu)化設(shè)計及接觸問題分析的功能和性能的使用方法；
3、能夠用ANSYS軟件軟件解決實際工作中所遇到的大型科學(xué)和工程計算難題。
二、教學(xué)內(nèi)容及基本要求
各章節(jié)主要內(nèi)容及學(xué)時分配：
（一）本課程的主要章節(jié)
第一章 概論（講課1學(xué)時）
ANSYS軟件主要功能、主要技術(shù)特點、支持的圖形傳遞標(biāo)準(zhǔn)與CAD軟件的接口以及運行環(huán)境等。
第二章 ANSYS軟件的基本使用（講課2學(xué)時）多媒體教學(xué)部分（1個學(xué)時）
ANSYS軟件界面下各窗口的功能，具體包括應(yīng)用命令菜單、主菜單、工具欄、輸入窗口、圖形窗口和輸出窗口。ANSYS架構(gòu)及命令，具體包括簡單模型的建立、材料屬性輸入、單元的選擇和劃分、求解處理和后置處理。
指導(dǎo)上機部分（1個學(xué)時）
學(xué)生自己上機熟悉ANSYS軟件的命令，并對簡單的例題進行有限元靜、動態(tài)分析。
第三章 有限元模型的建立和后置處理（講課4學(xué)時）
多媒體教學(xué)部分（2個學(xué)時）
ANSYS軟件中坐標(biāo)系統(tǒng)和坐標(biāo)平面、節(jié)點和元素的定義、負(fù)載定義、復(fù)雜實體模型的建立方法等。對分析結(jié)果進行后處理，具體包括繪變形圖、支反力列表、繪應(yīng)力等值線圖和網(wǎng)格密度檢查等。
指導(dǎo)上機部分（2個學(xué)時）
學(xué)生在老師的指導(dǎo)下自己上機熟悉ANSYS軟件的相關(guān)命令，練習(xí)輸入和自己建立三維實體模型，并對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)進行有限元靜、動態(tài)分析。
第四章 優(yōu)化設(shè)計（講課4學(xué)時）多媒體教學(xué)部分（2個學(xué)時）
首先給出一些基本的定義：設(shè)計變量、狀態(tài)變量、目標(biāo)函數(shù)、合理和不合理的設(shè)計、分析文件、迭代、循環(huán)和設(shè)計序列等，然后介紹優(yōu)化設(shè)計的步驟，主要包括生成循環(huán)所用的分析文件、參數(shù)化建立模型、求解、提取并指定狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)、在ANSYS數(shù)據(jù)庫里建立與分析文件中變量相對應(yīng)的參數(shù)、選擇優(yōu)化工具或優(yōu)化方法等。
指導(dǎo)上機部分（2個學(xué)時）
學(xué)生在老師的指導(dǎo)下自己上機熟悉ANSYS軟件的相關(guān)命令，并用軟件對例題進行優(yōu)化設(shè)計。
第五章 接觸問題的有限元分析（講課3學(xué)時）多媒體教學(xué)部分（1個學(xué)時）
簡單了解接觸問題的定義、接觸協(xié)調(diào)條件、接觸單元和一些接觸問題的處理方法。面對面問題的建模和處理過程。
指導(dǎo)上機部分（2個學(xué)時）
學(xué)生在老師的指導(dǎo)下自己上機熟悉ANSYS軟件的相關(guān)命令，并用軟件對例題進行有限元分析。
第六章 熱變形問題的有限元分析（講課2學(xué)時）
多媒體教學(xué)部分（1個學(xué)時）
如何用ANSYS 軟件分析計算物體的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)溫度分布，以及熱量的獲取或損失、熱梯度、熱通量等。
指導(dǎo)上機部分（1個學(xué)時）
學(xué)生在老師的指導(dǎo)下自己上機熟悉ANSYS軟件的相關(guān)命令，并用軟件計算由于熱變形不均勻引起的應(yīng)力
（三）考試權(quán)重
采用累加式的考核方法，即課程的總成績由各次上機作業(yè)的成績構(gòu)成。
第一次上機作業(yè)成績20%，第二次上機作業(yè)成績30%，第三次上機作業(yè)成績20%，第四次上機作業(yè)成績20%，第五次上機作業(yè)成績10%。
第二篇：《單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計》課程教學(xué)大綱
《單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計》課程教學(xué)大綱
Single-Chip Microcomputer Application System Design 課程編號：公選課
適用專業(yè)：全校工科類專業(yè)
學(xué) 時 數(shù)：16
學(xué) 分 數(shù)：1 執(zhí) 筆 者：王福忠
編寫日期：2008年12月
一、課程的性質(zhì)和目的
單片機技術(shù)在通信、家電、自動控制、儀器儀表中得到廣泛的應(yīng)用。單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計是面向工科類專業(yè)的一門公共選修課，是一門邏輯性強、理論與實踐并重，軟硬件結(jié)合，內(nèi)容豐富，知識面寬廣的課程。
2.課程任務(wù)
通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對單片微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)有一個系統(tǒng)的了解。掌握單片微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的初步方法，建立有關(guān)微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)的初步概念，了解高科技的發(fā)展動態(tài)，增強學(xué)生對后續(xù)課程如自動控制原理，微型計算機原理、單片機原理及應(yīng)用系統(tǒng)等課程學(xué)習(xí)的興趣。為其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和走向工作崗位從事單片機應(yīng)用的相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。
二、教學(xué)要求的基本層次
本課程的教學(xué)要求可分為四個層次，即：掌握、理解、應(yīng)用和了解。1.掌握
對于本課程的重點內(nèi)容要求學(xué)員達(dá)到掌握的程度。即要求學(xué)員能夠全面、深入地掌握所學(xué)內(nèi)容，能夠舉一反三，熟練解決相關(guān)問題。要求學(xué)員掌握的內(nèi)容也就是考試的主要內(nèi)容。
2.理解
對于本課程的一般內(nèi)容要求學(xué)員能夠理解。即要求學(xué)員能夠理解所學(xué)內(nèi)容，對所涉及的內(nèi)容能夠進行簡單的分析和判斷。
3．應(yīng)用
使學(xué)生具有一定的單片機應(yīng)用技能和按要求組織單片機應(yīng)用系統(tǒng)的初步能力 4.了解
對于本課程的次要內(nèi)容要求學(xué)員能夠了解。所涉及的內(nèi)容都是一些基本概念和簡單敘述，知道了就行，沒有進一步深入和擴展的要求。二．教學(xué)內(nèi)容和要求 1 單片機基礎(chǔ) 1.1 教學(xué)內(nèi)容
（1）單片機的基本概念；（2）單片機的產(chǎn)生與發(fā)展；（3）單片機硬件結(jié)構(gòu)；（4）單片機特點及應(yīng)用； 1.2 教學(xué)要求（2學(xué)時）本章的基本任務(wù)是學(xué)習(xí)單片微型計算機系統(tǒng)的基本概念、發(fā)展概況及應(yīng)用。單片機與典型微型計算機在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別。為后續(xù)章節(jié)奠定基礎(chǔ)知識。
掌握：單片微型計算機系統(tǒng)的基本概念、單片機與典型微型計算機在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，單片機系統(tǒng)的擴展和配置的概念；
了解：單片機的特點、發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域，典型單片機系列的基本情況。2 應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成與設(shè)計內(nèi)容 2.1 教學(xué)內(nèi)容
（1）單片機應(yīng)用系統(tǒng)的一般硬件組成；（2）單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容 2.2 教學(xué)要求（2學(xué)時）
本章的基本任務(wù)是對應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成與設(shè)計內(nèi)容有一個初步了解，為后續(xù)章節(jié)提供必要的概念基礎(chǔ)。
理解：典型單片機應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、前向通道的組成及其特點和各環(huán)節(jié)的作用、常見的傳感器、后向通道的組成與特點道結(jié)構(gòu)、模擬輸出通道的作用、執(zhí)行機構(gòu)、人機通道的結(jié)構(gòu)及其特點、單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容。3 單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程與內(nèi)容 3.1 教學(xué)內(nèi)容
（1）單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)主要步驟；（2）總體方案確定；（3）硬件設(shè)計；（4）軟件設(shè)計。
3.2 教學(xué)要求（2學(xué)時）
本章的基本任務(wù)是學(xué)習(xí)單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程與內(nèi)容。
掌握：單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)主要步驟及內(nèi)容，總體方案，硬件設(shè)計，軟件設(shè)計等內(nèi)容與注意的問題。4 人機接口的設(shè)計 4.1 教學(xué)內(nèi)容
（1）開關(guān)及接口；（2）按鍵、鍵盤及接口；（3）LED顯示器及接口；（4）液晶顯示器(LCD)及其接口 4.2 教學(xué)要求（2學(xué)時）
掌握：人機接口的基本原理與設(shè)計初步方法。5 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與輸入接口 5.1 教學(xué)內(nèi)容
（1）檢測信號與數(shù)據(jù)放大器；（2）采樣保持器及其與微機的連接；（3）A/D轉(zhuǎn)換器 5.2 教學(xué)要求（2學(xué)時）
掌握：模擬量輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計原則；模擬輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置；模擬量輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意的問題；模擬低通濾波器(ALF)；模擬多路轉(zhuǎn)換器；A／D轉(zhuǎn)換器的選擇和使用注意事項。6 控制輸出（后向）通道與接口 6.1 教學(xué)內(nèi)容
（1）后向通道中的常用器件；（2）后向通道中的D／A轉(zhuǎn)換技術(shù)和接口芯片；（3）執(zhí)行器類型
6.2 教學(xué)要求（1學(xué)時）
掌握：后向通道應(yīng)解決的問題，大功率I／O口接口器件，光電隔離與接口驅(qū)動器件，D／A轉(zhuǎn)換接口設(shè)計的一般問題，執(zhí)行器類型。7 數(shù)據(jù)處理技術(shù) 7.1 教學(xué)內(nèi)容（2學(xué)時）
（1）標(biāo)度變換及其程序設(shè)計；（2）數(shù)字濾波及其程序設(shè)計；（3）控制技術(shù)及其算法 7.2 教學(xué)要求
掌握：線性儀表的標(biāo)度變換、非線性測量的標(biāo)度變換、常用的靜態(tài)濾波算法原理、自動控制系統(tǒng)的基本概念、數(shù)字PID算法原理。8 單片機系統(tǒng)的抗干擾技術(shù) 8.1 教學(xué)內(nèi)容（2學(xué)時）
（1）干擾源及其分類；（2）干擾對單片機系統(tǒng)的影響；（3）硬件抗干擾技術(shù)；（4）軟件抗干擾技術(shù)。8．2 教學(xué)要求
掌握：干擾的含義、干擾源的分類、干擾入侵單片機系統(tǒng)的途徑、串模干擾的抑制方法、共模干擾的抑制方法、程序執(zhí)行過程中的軟件抗干擾。單片機應(yīng)用系統(tǒng)舉例 9.1 教學(xué)內(nèi)容
（1）單片機應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)試工具；（3）單片機應(yīng)用系統(tǒng)例子 9．2 教學(xué)要求（1學(xué)時）
掌握：單片機開發(fā)系統(tǒng)、萬用表、邏輯分析儀等開發(fā)工具。
第三篇：ANSYS中坐標(biāo)系應(yīng)用及總結(jié)
ansys 坐標(biāo)系 節(jié)點坐標(biāo)系用以確定節(jié)點的每個自由度的方向，每個節(jié)點都有其自己的坐標(biāo)系，在缺省狀態(tài)下，不管用戶在什么坐標(biāo)系下建立的有限元模型，節(jié)點坐標(biāo)系都是與總體笛卡爾坐標(biāo) 系平行。節(jié)點力和節(jié)點邊界條件（約束）指的是節(jié)點坐標(biāo)系的方向。時間歷程后處理器 /POST26 中的結(jié)果數(shù)據(jù)是在節(jié)點坐標(biāo)系下表達(dá)的。而通用后處理器 /POST1中的結(jié)果是按結(jié)果坐標(biāo)系進行表達(dá)的。
例如: 模型中任意位置的一個圓，要施加徑向約束。首先需要在圓的中心創(chuàng)建一個柱坐標(biāo)系并分配一個坐標(biāo)系號碼(例如CS,11)。這個局部坐標(biāo)系現(xiàn)在成為激活的坐標(biāo)系。然后選擇圓上的所有節(jié)點。通過使用 “Prep7> Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS”, 選擇節(jié)點的節(jié)點坐標(biāo)系的朝向?qū)⒀刂せ钭鴺?biāo)系的方向。未選擇節(jié)點保持不變。節(jié)點坐標(biāo)系的顯示通過菜單路徑Pltctrls>Symbols>Nodal CS。這些節(jié)點坐標(biāo)系的X方向現(xiàn)在沿徑向。約束這些選擇節(jié)點的X方向，就是施加的徑向約束。
注意：節(jié)點坐標(biāo)系總是笛卡爾坐標(biāo)系。可以將節(jié)點坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)到一個局部柱坐標(biāo)下。這種情況下，節(jié)點坐標(biāo)系的X方向指向徑向，Y方向是周向（theta)。可是當(dāng)施加theta方向非零位移時，ANSYS總是定義它為一個笛卡爾Y位移而不 是一個轉(zhuǎn)動（Y位移不是theta位移）。
有限元分析中的很多相關(guān)量都是在節(jié)點坐標(biāo)系下解釋的，這些量包括： 輸入數(shù)據(jù)： 1 自由度常數(shù) 2 力 主自由度 4 耦合節(jié)點 5 約束方程等 輸出數(shù)據(jù)： 節(jié)點自由度結(jié)果 2 節(jié)點載荷 3 反作用載荷等
但實際情況是，在很多分析中，自由度的方向并不總是與總體笛卡爾坐標(biāo)系平行，比如有時需要用柱坐標(biāo)系、有時需要用球坐標(biāo)系等等，這些情況下，可以利用ANSYS的“旋轉(zhuǎn)節(jié)點坐標(biāo)系”的功能來實現(xiàn)節(jié)點坐標(biāo)系的變化，使其變換到我們需要的坐標(biāo)系下。具體操作可參見ANSYS聯(lián)機幫助手冊中的“分析過程指導(dǎo)手冊->建模與分網(wǎng)指南->坐標(biāo)系->節(jié)點坐標(biāo)系”中說明的步驟實 現(xiàn)。
總體坐標(biāo)系
在每開始進行一個新的ANSYS分析時，已經(jīng)有三個坐標(biāo)系預(yù)先定義了。它們位于模型的總體原點。三種類型為: CS,0: 總體笛卡爾坐標(biāo)系 CS,1: 總體柱坐標(biāo)系 CS,2: 總體球坐標(biāo)系
數(shù)據(jù)庫中節(jié)點坐標(biāo)總是以總體笛卡爾坐標(biāo)系，無論節(jié)點是在什么坐標(biāo)系中創(chuàng)建的。局部坐標(biāo)系
局部坐標(biāo)系是用戶定義的坐標(biāo)系。局部坐標(biāo)系可以通過菜單路徑Workplane>Local CS>Create LC來創(chuàng)建。
激活的坐標(biāo)系是分析中特定時間的參考系。缺省為總體笛卡爾坐標(biāo)系。當(dāng)創(chuàng)建了一個新的坐標(biāo)系時，新坐標(biāo)系變?yōu)榧せ钭鴺?biāo)系。這表明后面的激活坐標(biāo)系的命令。菜單中激活坐標(biāo)系的路徑 Workplane>Change active CS to>。
節(jié)點坐標(biāo)系
每一個節(jié)點都有一個附著的坐標(biāo)系。節(jié)點坐標(biāo)系缺省總是笛卡爾坐標(biāo)系并與總體笛卡爾坐標(biāo)系平行。節(jié)點力和節(jié)點邊界條件（約束）指的是節(jié)點坐標(biāo)系的方向。時間歷程后處理器 /POST26 中的結(jié)果數(shù)據(jù)是在節(jié)點坐標(biāo)系下表達(dá)的。而通用后處理器/POST1中的結(jié)果是按結(jié)果坐標(biāo)系進行表達(dá)的。
例如: 模型中任意位置的一個圓，要施加 徑向約束。首先需要在圓的中心創(chuàng)建一個柱坐標(biāo)系并分配一個坐標(biāo)系號碼(例如CS,11)。這個局部坐標(biāo)系現(xiàn)在成為激活的坐標(biāo)系。然后選擇圓上的所有節(jié)點。通過使用 “Prep7>Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS”, 選擇節(jié)點的節(jié)點坐標(biāo)系的 朝向?qū)⒀刂せ钭鴺?biāo)系的方向。未選擇節(jié)點保持不變。節(jié)點坐標(biāo)系的顯示通過菜單路徑Pltctrls>Symbols>Nodal CS。這些 節(jié)點坐標(biāo)系的X方向現(xiàn)在沿徑向。約束這些選擇節(jié)點的X方向，就是施加的徑向約束。
注意：節(jié)點坐標(biāo)系總是笛卡爾坐標(biāo)系。可以 將節(jié)點坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)到一個局部柱坐標(biāo)下。這種情況下，節(jié)點坐標(biāo)系的X方向指向徑向，Y方向是周向（theta)。可是當(dāng)施加theta方向非零位移時，ANSYS總是定義它為一個笛卡爾Y位移而不是一個轉(zhuǎn)動（Y位移不是theta位移）。
單元坐標(biāo)系
單元坐標(biāo)系確定材料屬性的方向（例如，復(fù)合材料的鋪層方向）。對后處理也是很有用的，諸如提取梁和殼單元的膜力。單元坐標(biāo)系的朝向在單元類型的描述中可以找到。
結(jié)果坐標(biāo)系
/Post1通用后處理器中(位移, 應(yīng)力，支座反力）在結(jié)果坐標(biāo)系中報告，缺省平行于總體笛卡爾坐標(biāo)系。這意味著缺省情況位移，應(yīng)力和支座反力按照總 體笛卡爾在坐標(biāo)系表達(dá)。無論節(jié)點和單元坐標(biāo)系如何設(shè)定。要恢復(fù)徑向和環(huán)向應(yīng)力，結(jié)果坐標(biāo)系必須旋轉(zhuǎn)到適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系下。這可以通過菜單路徑 Post1>Options for output實現(xiàn)。/POST26時間歷程后處理器中的結(jié)果總是以節(jié)點坐標(biāo)系表達(dá)。
顯示坐標(biāo)系
顯示坐標(biāo)系對列表圓柱和球節(jié)點坐標(biāo)非常有用(例如, 徑向，周向坐標(biāo))。建議不要激活這個坐標(biāo)系進行顯示。屏幕上的坐標(biāo)系是笛卡爾坐標(biāo)系。顯示坐標(biāo)系為柱 坐標(biāo)系，圓弧將顯示為直線。這可能引起混亂。因此在以非笛卡爾坐標(biāo)系列表節(jié)點坐標(biāo)之后將顯示坐標(biāo)系恢復(fù)到總體笛卡爾坐標(biāo)系。
ANSYS坐標(biāo)系總結(jié)
工作平面（Working Plane）
工作平面是創(chuàng)建幾何模型的參考(X,Y)平面，在前處理器中用來建模(幾何和網(wǎng)格)
總體坐標(biāo)系
在每開始進行一個新的ANSYS分析時，已經(jīng)有三個坐標(biāo)系預(yù)先定義了。它們位于模型的總體原點。三種類型為: CS,0: 總體笛卡爾坐標(biāo)系 CS,1: 總體柱坐標(biāo)系 CS,2: 總體球坐標(biāo)系
數(shù)據(jù)庫中節(jié)點坐標(biāo)總是以總體笛卡爾坐標(biāo)系，無論節(jié)點是在什么坐標(biāo)系中創(chuàng)建的。
局部坐標(biāo)系
局部坐標(biāo)系是用戶定義的坐標(biāo)系。局部坐標(biāo)系可以通過菜單路徑Workplane>Local CS>Create LC來創(chuàng)建。
激活的坐標(biāo)系是分析中特定時間的參考系。缺省為總體笛卡爾坐標(biāo)系。當(dāng)創(chuàng)建了一個新的坐標(biāo)系時，新坐標(biāo)系變?yōu)榧せ钭鴺?biāo)系。這表明后面的激活坐標(biāo)系的命令。菜單中激活坐標(biāo)系的路徑 Workplane>Change active CS to>。
節(jié)點坐標(biāo)系
每一個節(jié)點都有一個附著的坐標(biāo)系。節(jié)點坐標(biāo)系缺省總是笛卡爾坐標(biāo)系并與總體笛卡爾坐標(biāo)系平行。節(jié)點力和節(jié)點邊界條件（約束）指的是節(jié)點坐標(biāo)系的方向。時間歷程后處理器 /POST26 中的結(jié)果數(shù)據(jù)是在節(jié)點坐標(biāo)系下表達(dá)的。而通用后處理器/POST1中的結(jié)果是按結(jié)果坐標(biāo)系進行表達(dá)的。
例如: 模型中任意位置的一個圓，要施加徑向約束。首先需要在圓的中心創(chuàng)建一個柱坐標(biāo)系并分配一個坐標(biāo)系號碼(例如CS,11)。這個局部坐標(biāo)系現(xiàn)在成為激活的坐標(biāo)系。然后選擇圓上的所有節(jié)點。通過使用 “Prep7>Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS”, 選擇節(jié)點的節(jié)點坐標(biāo)系的朝向?qū)⒀刂せ钭鴺?biāo)系的方向。未選擇節(jié)點保持不變。節(jié)點坐標(biāo)系的顯示通過菜單路徑Pltctrls>Symbols>Nodal CS。這些節(jié)點坐標(biāo)系的X方向現(xiàn)在沿徑向。約束這些選擇節(jié)點的X方向，就是施加的徑向約束。
注意：節(jié)點坐標(biāo)系總是笛卡爾坐標(biāo)系。可以將節(jié)點坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)到一個局部柱坐標(biāo)下。這種情況下，節(jié)點坐標(biāo)系的X方向指向徑向，Y方向是周向（theta)。可是當(dāng)施加theta方向非零位移時，ANSYS總是定義它為一個笛卡爾Y位移而不是一個轉(zhuǎn)動（Y位移不是theta位移）。
單元坐標(biāo)系
單元坐標(biāo)系確定材料屬性的方向（例如，復(fù)合材料的鋪層方向）。對后處理也是很有用的，諸如提取梁和殼單元的膜力。單元坐標(biāo)系的朝向在單元類型的描述中可以找到。
結(jié)果坐標(biāo)系
/Post1通用后處理器中(位移, 應(yīng)力，支座反力）在結(jié)果坐標(biāo)系中報告，缺省平行于總體笛卡爾坐標(biāo)系。這意味著缺省情況位移，應(yīng)力和支座反力按照總體笛卡爾在坐標(biāo)系表達(dá)。無論節(jié)點和單元坐標(biāo)系如何設(shè)定。要恢復(fù)徑向和環(huán)向應(yīng)力，結(jié)果坐標(biāo)系必須旋轉(zhuǎn)到適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系下。這可以通過菜單路徑Post1>Options for output實現(xiàn)。/POST26時間歷程后處理器中的結(jié)果總是以節(jié)點坐標(biāo)系表達(dá)。
顯示坐標(biāo)系
顯示坐標(biāo)系對列表圓柱和球節(jié)點坐標(biāo)非常有用(例如, 徑向，周向坐標(biāo))。建議不要激活這個坐標(biāo)系進行顯示。屏幕上的坐標(biāo)系是笛卡爾坐標(biāo)系。顯示坐標(biāo)系為柱坐標(biāo)系，圓弧將顯示為直線。這可能引起混亂。因此在以非笛卡爾坐標(biāo)系列表節(jié)點坐標(biāo)之后將顯示坐標(biāo)系恢復(fù)到總體笛卡爾坐標(biāo)系。
工作平面（Working Plane）
工作平面是創(chuàng)建幾何模型的參考(X,Y)平面，在前處理器中用來建模(幾何和網(wǎng)格)
總體坐標(biāo)系
在每開始進行一個新的ANSYS分析時，已經(jīng)有三個坐標(biāo)系預(yù)先定義了。它們位于模型的總體原點。三種類型為: CS,0: 總體笛卡爾坐標(biāo)系 CS,1: 總體柱坐標(biāo)系 CS,2: 總體球坐標(biāo)系
數(shù)據(jù)庫中節(jié)點坐標(biāo)總是以總體笛卡爾坐標(biāo)系，無論節(jié)點是在什么坐標(biāo)系中創(chuàng)建的。
局部坐標(biāo)系
局部坐標(biāo)系是用戶定義的坐標(biāo)系。局部坐標(biāo)系可以通過菜單路徑Workplane>Local CS>Create LC來創(chuàng)建。
激活的坐標(biāo)系是分析中特定時間的參考系。缺省為總體笛卡爾坐標(biāo)系。當(dāng)創(chuàng)建了一個新的坐標(biāo)系時，新坐標(biāo)系變?yōu)榧せ钭鴺?biāo)系。這表明后面的激活坐標(biāo)系的命令。菜單中激活坐標(biāo)系的路徑 Workplane>Change active CS to>。
節(jié)點坐標(biāo)系
每一個節(jié)點都有一個附著的坐標(biāo)系。節(jié)點坐標(biāo)系缺省總是笛卡爾坐標(biāo)系并與總體笛卡爾坐標(biāo)系平行。節(jié)點力和節(jié)點邊界條件（約束）指的是節(jié)點坐標(biāo)系的方向。時間歷程后處理器 /POST26 中的結(jié)果數(shù)據(jù)是在節(jié)點坐標(biāo)系下表達(dá)的。而通用后處理器/POST1中的結(jié)果是按結(jié)果坐標(biāo)系進行表達(dá)的。
例如: 模型中任意位置的一個圓，要施加徑向約束。首先需要在圓的中心創(chuàng)建一個柱坐標(biāo)系并分配一個坐標(biāo)系號碼(例如CS,11)。這個局部坐標(biāo)系現(xiàn)在成為激活的坐標(biāo)系。然后選擇圓上的所有節(jié)點。通過使用 “Prep7>Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS”, 選擇節(jié)點的節(jié)點坐標(biāo)系的朝向?qū)⒀刂せ钭鴺?biāo)系的方向。未選擇節(jié)點保持不變。節(jié)點坐標(biāo)系的顯示通過菜單路徑Pltctrls>Symbols>Nodal CS。這些節(jié)點坐標(biāo)系的X方向現(xiàn)在沿徑向。約束這些選擇節(jié)點的X方向，就是施加的徑向約束。
注意：節(jié)點坐標(biāo)系總是笛卡爾坐標(biāo)系。可以將節(jié)點坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)到一個局部柱坐標(biāo)下。這種情況下，節(jié)點坐標(biāo)系的X方向指向徑向，Y方向是周向（theta)。可是當(dāng)施加theta方向非零位移時，ANSYS總是定義它為一個笛卡爾Y位移而不是一個轉(zhuǎn)動（Y位移不是theta位移）。
單元坐標(biāo)系
單元坐標(biāo)系確定材料屬性的方向（例如，復(fù)合材料的鋪層方向）。對后處理也是很有用的，諸如提取梁和殼單元的膜力。單元坐標(biāo)系的朝向在單元類型的描述中可以找到。
結(jié)果坐標(biāo)系
/Post1通用后處理器中(位移, 應(yīng)力，支座反力）在結(jié)果坐標(biāo)系中報告，缺省平行于總體笛卡爾坐標(biāo)系。這意味著缺省情況位移，應(yīng)力和支座反力按照總體笛卡爾在坐標(biāo)系表達(dá)。無論節(jié)點和單元坐標(biāo)系如何設(shè)定。要恢復(fù)徑向和環(huán)向應(yīng)力，結(jié)果坐標(biāo)系必須旋轉(zhuǎn)到適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系下。這可以通過菜單路徑Post1>Options for output實現(xiàn)。/POST26時間歷程后處理器中的結(jié)果總是以節(jié)點坐標(biāo)系表達(dá)。
顯示坐標(biāo)系
顯示坐標(biāo)系對列表圓柱和球節(jié)點坐標(biāo)非常有用(例如, 徑向，周向坐標(biāo))。建議不要激活這個坐標(biāo)系進行顯示。屏幕上的坐標(biāo)系是笛卡爾坐標(biāo)系。顯示坐標(biāo)系為柱坐標(biāo)系，圓弧將顯示為直線。這可能引起混亂。因此在以非笛卡爾坐標(biāo)系列表節(jié)點坐標(biāo)之后將顯示坐標(biāo)系恢復(fù)到總體笛卡爾坐標(biāo)系。
第四篇：《單片機系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用(公選)》教學(xué)大綱
《單片機系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用（校公選）》教學(xué)大綱
一、課程基本信息
1．課程英文名稱：Microcontroller system design and application
2．課程類別：技術(shù)基礎(chǔ)課程
3．課程學(xué)時：總學(xué)時32，實驗學(xué)時32
4．學(xué)分：2
5．先修課程：C語言
6．適用專業(yè)：所有理工類本專科生
7．大綱執(zhí)筆：電氣信息實驗教學(xué)中心高鳳水
8．大綱審批：電氣信息學(xué)院學(xué)術(shù)委員會
9．制定時間：2011年12月
二、課程的目的與任務(wù)
本課程是獨立開設(shè)的實驗課，一切從實踐應(yīng)用出發(fā)，使學(xué)生初步掌握單片機電路設(shè)計和單片機程序開發(fā)的方法；掌握常用的單片機開發(fā)調(diào)試工具的使用方法；掌握單片機集成開發(fā)環(huán)境使用；熟悉常見單片機的性能指標(biāo)和選型方法；基本掌握單片機系統(tǒng)的設(shè)計、組裝和調(diào)試方法，為以后從事工程技術(shù)和科學(xué)研究等方面的工作，在實踐能力方面打下基礎(chǔ)。
三、課程的基本要求
本課程在不影響學(xué)生理解的前提下，盡量淡化繁復(fù)的單片機工作原理理論，從實際應(yīng)用出發(fā)，著重介紹單片機程序開發(fā)方法和硬件設(shè)計技巧。包括：常用的單片機設(shè)計開發(fā)平臺、單片機小系統(tǒng)設(shè)計方法、單片機程序調(diào)試方法和技巧、單片機設(shè)計原則和注意事項、常見單片機片上外設(shè)的使用、單片機外部器件擴展方法，等。
四、教學(xué)內(nèi)容、要求及學(xué)時分配
（一）理論教學(xué)
無
（二）實驗教學(xué)
1．單片機系統(tǒng)概述驗證性教學(xué)時數(shù)：2 實驗?zāi)康模?/p>
（1）學(xué)習(xí)和認(rèn)識什么是單片機；
（2）初步掌握單片機的基本工作原理；
（3）了解和認(rèn)識單片機系統(tǒng)的硬件組成。
實驗儀器設(shè)備：單片機通用開發(fā)平臺，下載器，計算機。
2．單片機開發(fā)平臺和調(diào)試工具使用驗證性教學(xué)時數(shù)：3 實驗?zāi)康模?/p>
（1）學(xué)習(xí)常用的單片機集成開發(fā)環(huán)境和下載工具的使用；
（2）學(xué)習(xí)和認(rèn)識單片機最小系統(tǒng)板的機構(gòu)和使用；
（3）學(xué)習(xí)單片機的IO訪問方法。
實驗儀器設(shè)備：單片機通用開發(fā)平臺，下載器，計算機。
3．單片機片內(nèi)資源使用綜合性教學(xué)時數(shù)：3 實驗?zāi)康模?/p>
（1）學(xué)習(xí)和掌握單片機內(nèi)數(shù)據(jù)傳遞及運算的基本方法；
（2）學(xué)習(xí)和掌握利用SPI總線驅(qū)動七段數(shù)碼管的方法；
（3）學(xué)習(xí)和掌握單片機內(nèi)timer以及中斷系統(tǒng)的使用方法。
實驗儀器設(shè)備：單片機通用開發(fā)平臺，下載器，計算機。
4．單片機片上外設(shè)使用綜合性教學(xué)時數(shù)：3 實驗?zāi)康模?/p>
（1）認(rèn)識和了解什么是單片機片上外設(shè)；
（2）學(xué)習(xí)利用單片機片載EEPROM存取數(shù)據(jù)。
實驗儀器設(shè)備：單片機通用開發(fā)平臺，下載器，計算機。
5．單片機UART總線使用綜合性教學(xué)時數(shù)：3 實驗?zāi)康模?/p>
（1）認(rèn)識和學(xué)習(xí)什么是UART總線；
（2）學(xué)習(xí)利用RS232接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
實驗儀器設(shè)備：單片機通用開發(fā)平臺，下載器，計算機。
6．單片機I2C總線使用綜合性教學(xué)時數(shù)：3 實驗?zāi)康模?/p>
(1)認(rèn)識和學(xué)習(xí)什么是I2C總線；
（2）利用I2C總線實現(xiàn)外部存儲器的數(shù)據(jù)存儲。
實驗儀器設(shè)備：單片機通用開發(fā)平臺，下載器，計算機。
7．用單片機做個數(shù)字溫度計綜合性教學(xué)時數(shù)：3 實驗?zāi)康模?/p>
（1）學(xué)習(xí)和掌握溫度的數(shù)字化測量方法；
（2）了解基于one-wire總線的數(shù)字溫度傳感器DS18B20的使用方法；
（3）初步掌握綜合性程序的設(shè)計調(diào)試方法。
實驗儀器設(shè)備：單片機通用開發(fā)平臺，下載器，計算機。
8．單片機紅外接收實驗綜合性教學(xué)時數(shù)：3 實驗?zāi)康模?/p>
（1）學(xué)習(xí)和掌握什么是紅外遙控；
（2）初步掌握低速紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ?/p>
（3）初步掌握利用單片機接收、解碼紅外遙控信號的方法。
實驗儀器設(shè)備：單片機通用開發(fā)平臺，下載器，計算機。
9.字符液晶使用綜合性教學(xué)時數(shù)：3 實驗?zāi)康模?/p>
（1）學(xué)習(xí)和掌握字符液晶的工作原理；
（2）初步掌握字符型液晶的單片機驅(qū)動方法和程序編寫。
實驗儀器設(shè)備：單片機通用開發(fā)平臺，下載器，計算機。
10.單片機PWM波的產(chǎn)生綜合性
實驗?zāi)康模?/p>
（1）學(xué)習(xí)什么是PWM波以及PWM波的簡單應(yīng)用；
（2）學(xué)習(xí)和掌握PWM的單片機產(chǎn)生方法。
實驗儀器設(shè)備：單片機通用開發(fā)平臺，下載器，計算機。
11.單片機A/D轉(zhuǎn)換器使用綜合性
實驗?zāi)康模?/p>
（1）初步掌握單片機A/D轉(zhuǎn)換器的使用方法；
（2）利用單片機的片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器測量電壓。
實驗儀器設(shè)備：單片機通用開發(fā)平臺，下載器，計算機。
12.單片機最小系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計性
實驗?zāi)康模?/p>
（1）學(xué)習(xí)基本的單片機的硬件設(shè)計方法；
（2）初步掌握單片機電路設(shè)計的基本原則；
（3）能夠設(shè)計基于單片機最小系統(tǒng)的硬件電路。
實驗儀器設(shè)備：單片機通用開發(fā)平臺，下載器，計算機。
在所有設(shè)定的實驗項目中任選32學(xué)時實驗。
五、考試考核辦法
課程成績＝平時（作業(yè)、實驗、考勤）50%＋考試50%
六、教材及參考書
（一）教材
《單片機系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用實驗指導(dǎo)書》自編
（二）參考書
教學(xué)時數(shù)：3 教學(xué)時數(shù)：3 教學(xué)時數(shù)：3 3
《單片機系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用實例》，韓志軍，機械工業(yè)出版社
第五篇：ANSYS在《材料力學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用
ANSYS在《材料力學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用
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