（定稿）某集团球铁衬套项目投资立项申报书4

我国在九五计划期间大力推广技术，机械行业大中型企业的普及率从八五末的提高到目前的。

随着企业应用的普及，工程技术人员已逐步甩掉图板，而将主要精力投身如何优化设计，提高工程和产品质量，计算机辅助工程分析，方法和软件将成为关键的技术要素。

在工程实践中，有限元分析软件与系统的集成应用使设计水平发生了质的飞跃，主要表现在以下几个方面增加设计功能，减少设计成本•缩短设计和分析的循环周期•增加产品和工程的可靠性•采用优化设计，降低材料的消耗或成本•在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题•模拟各种试验方案，减少试验时间和经费•进行机械事故分析，查找事故原因。

在大力推广技术的今天，从自行车到航天飞机，所有的设计制造都离不开有限元分析计算，在工程设计和分析中将得到越来越广泛的重视。

下图是美国旧金山海湾大桥地震响应计算的有限元分析模型。

发展方向及重大进展国际上早世纪在年代末年代初就投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。

其中最为著名的是由美国国家宇航局在年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的有限元分析系统。

该系统发展至今已有几十个版本，是目前世界上规模最大功能最强的有限元分析系统。

从那时到现在，世界各地的研究机构和大学也发展了批规模较小但使用灵活价格较低的专用或通用有限元分析软件，主要有德国的英国的法国的美国的和等公司的产品。

当今国际上方法和软件发展呈现出以下些趋势特征从单纯的结构力学计算发展到求解许多物理场问题有限元分析方法最早是从结构化矩阵分析发展而来，逐步推广到板壳和实体等成功，掀起了应用通用有限元程序来分析计算工程问题的高潮。

这个高潮直持续到年非线性结构分析程序引进，时间许多直无法解决的工程难题都迎刃而解了。

大家也都开始认识到有限元分析程序的确是工程师应用计算机进行分析计算的重要工具。

但是当时限于国内大中型计和软件集成，使设计和分析紧密结合融为体。

续体固体力学分析，实践证明这是种非常有效的数值分析方法。

而且从理论上也已经证明，只要用于离散求解对象的单元足够小，所得的解就可足够逼近于精确值。

所以近年来有限元方法已发展到流体力学温度场电传导磁场渗流和声场等问题的求解计算，最近又发展到求解几个交叉学科的问题。

例如当气流流过个很高的铁塔产生变形，而塔的变形又反过来影响到气流的流动这就需要用固体力学和流体动力学的有限元分析结果交叉迭代求解，即所谓流固耦合的问题。

由求解线性工程问题进展到分析非线性问题随着科学技术的发展，线性理论已经远远不能满足设计的要求。

例如建筑行业中的高层建筑和大跨度悬索桥的出现，就要求考虑结构的大位移和大应变等几何非线性问题航天和动力工程的高温部件存在热变形和热应力，也要考虑材料的非线性问题诸如塑料橡胶和复合材料等各种新材料的出现，仅靠线性计算理论就不足以解决遇到的问题，只有采用非线性有限元算法才能解决。

众所周知，非线性的数值计算是很复杂的，它涉及到很多专门的数学问题和运算技巧，很难为般工程技术人员所掌握。

为此近年来国外算机很少，大约只有杭州汽轮机厂的和沈阳鼓风机厂的安装有上述程序，所以用户算题非常不方便，而且费用昂贵。

机的出现及其性能奇迹般的提高，为移植和发展版本的有限元程序提供了必要的运行平台。

可以说国内软件的发展直是围绕着平台做文章。

在国内开发比较成功并拥有较多用户家以上的有限元分析系统有大连理工大学工程力学系的北京大学力学与科学工程系的中国农机科学研究院的和杭州自动化技术研究院的等。

但正如上面所述，国外很多著名的有限元分析公司已经从前些年对平台不屑顾转变为热衷发展，对国内程序开发者来说发展版本不再具有优势，而应该从下面几方面加以努力研究开发求解非固体力学和交叉学科的程序经过几十年的研究和发展，用于求解固体力学的有限元方法和软件已经比较成熟，现在研究的前沿问题是流体动力学可压缩和不可压缩流体的流动等非固体力学和交叉学科的问题。

由于国内没有类似功能的商品化软件，所以国外的软件就卖得非常贵。

为了破这种垄断局面，我们必须发展有自主版权用于分析流体等非固体力学和交叉学科的软件。

因为流体力学问题远比固体复杂得多，而且很少有现成的软件可以借鉴，所以需要投入大量的人力和经费。

这就必须有国家和大型企业集团来支持。

开发具有中国特色的自动建模技术和开发建模技术和的投入比前述课题要少得多，但却可以大大提高软件的性能和用户接受程度，从而起到事半功倍的效果。

国内不少人在这方面做了很多工作，但是由于当时机上的图形支撑环境有限，所以开发的效果都不甚理想。

中提供了图形标准，为在机上应用可视化图形技术开发提供了强有力的工具。

是当今国际上公认的高性能图形和交互式视景处理标准，应用它开发出来的三维图形软件深受专业技术人员的钟爱，目前世界上占主导地位的计算机公司都采用了这标准。

正如前面所述，近年来国外有的程序已抛开仿真软件，直接在平台上开发有限元程序。

杭州自动化技术研究院年采用图形标准和相应的等编程工具，在机上成功地开发了套可视化有限元程序包。

它能直观地通过对菜单窗口对话框和图标等可视图形画面和符号的操作，自动建立有限元分析模型，并以交互方法式实现计算结果的可视化处理，因而可大大提高有限昂分析的效率和精确性，也便于用户学习和掌握。

与具有我国自主版权的软件集成前面已经讲过，当今有限元方法的个重要特点是和软件的无缝集成。

作为我国自行开发的程序，首先要考虑和我国自主版权的软件集成。

因为有限元分析主要用于形状比较复杂的零部件，所以要和具有三维造型功能程师在设计阶段就能精确地预测出产品和工程的技术性能，需要对结构的静动力强度以及温度场流场电磁场和渗流等技术参数进行分析计算。

例如分析计算高层建筑和大跨度桥梁在地震时所受到的影响，看看是否会发生破坏性事故分析计算核反应堆的温度场，确定传热和冷却系统是否合理分析涡轮机叶片内的流体动力学参数，以提高其运转效率。

这些都可归结为求解物理问题的控制偏微分方程式往往是不可能的。

近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析，方法则为解决这些复杂的工程分析计算问题提供些公在实习还是在自己上专业课时，只要有试讲的需求，就定要把所要奖的内容，把教材吃透，在将其内化为自己的东西之后，写出个授课的详案。

这样才能对所要讲的内容有个整体的认知，才能在试讲时在头脑中有个鲜明的流程。

这只是备内容的第步，接下来，在自己吃透教材的前提下，师范生还应多向有经验的在职教师求教。

请他们针对自己要讲的内容和已经写好的教案提出意见和建议。

或者与同学组成备课小组，小组成员之间互相说出自己在备课时的侧重点和难点在哪，打算如何解决，并互相说课，以便集思广益，更为全面的了解教材内容并确定好课堂教学的重点和难点。

最后，是发挥师范生优势的环。

由于师范生具有现在的学生和将来的教师这特殊的身份，所以在活化教材时，他们可以站在两个角度同时出发。

首先是从学生的角度，面对节课的内容，师范生可以从学生，从接受者的角度出发，在小组或是其他教师讲授它的时候去发现自己对哪些地方失去了学习的兴趣，在那些地方把握起来有些吃力等，然后再思考如果自己在讲的时候如何去解决这些问题。

再来是师接着说因为你们是祖国的花朵，蝶恋花嘛。

接着，又说，作为祖国的花朵，你们应该怎么办好好学习，天天向上。

这样，问题很自然就又回到学习上了。

教学过程中大量的实践智慧是无法陈述和传授的，只有靠教师自己在日常教学实践中不断反思探索和创造才能获得。

对教师来说，反思是教师以自己的教学活动过程为思考对象，对自己所做出的行为决策以及由此所产生的结果进行审视和分析的过程，是种通过提高参与者的自我觉察水平来促进能力发展的途径。

波斯纳，提出了个教师成长公式经验反思教师成长。

反思是促进缄默知识外显化的重要过程，是教师必备的职业素养，是促进新手教师成长的重要途径。

教师反思的内容包括与教育教学相关的所有内容。

按照教学的进程，教学反思般可分为教学前教学中教学后三个阶段。

由于师范生的教育教学知识比较多地停留在间接的书本知识，对于这些知识在实践中的运用缺乏实践经验，因此，学校通常要求新手教师的反思以教育教学技能方面为重点，主要进行教学后反思。

教后记是教师行为后反思的种重要形式，也是培养新手教师反思能力的切入点。

教后记可以记录教学过程中的亮点，即教学中的成功做法记录教学过程中的败笔，对形成败笔的原因进行深刻的分析与探究记录教学过程中的偶得，即教学过程中生成的内容和偶发事件记录教学中学生学习过程中的问题。

要适时适当的选用小组合作策略由前面的案例可以看出，小组学习虽然很受欢迎，但它毕竟课堂管理策略学校管理，杨震，课堂教学管理浅谈兵团教育学院学报，蔡楠荣，课堂掌控艺术北京，教育科学出版社，，冷桂玲浅谈良好课堂环境的营造职业杨连升论教师的课堂组织管理艺术党史博采理论贺德飞浅谈课堂组织管理教学榆林高等专科学校学报徐平课堂组织优化四原则伊犁师范学院学报有其他班级在跳校园集体舞，而使该班学生注意力十分不集中。

面对这种情况，该名师范生只是遍遍的强调纪律，但是收效甚微。

但是，在面对自身失误造成的问题时，师范生的反映就相对好了很多。

面对自己的失误，他们都能够了有效的途径。

我国在九五计划期间大力推广技术，机械行业大中型企业的普及率从八五末的提高到目前的。

随着企业应用的普及，工程技术人员已逐步甩掉图板，而将主要精力投身如何优化设计，提高工程和产品质量，计算机辅助工程分析，方法和软件将成为关键的技术要素。

在工程实践中，有限元分析软件与系统的集成应用使设计水平发生了质的飞跃，主要表现在以下几个方面增加设计功能，减少设计成本•缩短设计和分析的循环周期•增加产品和工程的可靠性•采用优化设计，降低材料的消耗或成本•在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题•模拟各种试验方案，减少试验时间和经费•进行机械事故分析，查找事故原因。

在大力推广技术的今天，从自行车到航天飞机，所有的设计制造都离不开有限元分析计算，在工程设计和分析中将得到越来越广泛的重视。

下图是美国旧金山海湾大桥地震响应计算的有限元分析模型。

发展方向及重大进展国际上早世纪在年代末年代初就投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。

其中最为著名的是由美国国家宇航局在年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的有限元分析系统。

该系统发展至今已有几十个版本，是目前世界上规模最大功能最强的有限元分析系统。

从那时到现在，世界各地的研究机构和大学也发展了批规模较小但使用灵活价格较低的专用或通用有限元分析软件，主要有德国的英国的法国的美国的和等公司的产品。

当今国际上方法和软件发展呈现出以下些趋势特征从单纯的结构力学计算发展到求解许多物理场问题有限元分析方法最早是从结构化矩阵分析发展而来，逐步推广到板壳和实体等成功，掀起了应用通用有限元程序来分析计算工程问题的高潮。

这个高潮直持续到年非线性结构分析程序引进，时间许多直无法解决的工程难题都迎刃而解了。

大家也都开始认识到有限元分析程序的确是工程师应用计算机进行分析计算的重要工具。

但是当时限于国内大中型计和软件集成，使设计和分析紧密结合融为体。

续体固体力学分析，实践证明这是种非常有效的数值分析方法。

而且从理论上也已经证明，只要用于离散求解对象的单元足够小，所得的解就可足够逼近于精确值。

所以近年来有限元方法已发展到流体力学温度场电传导磁场渗流和声场等问题的求解计算，最近又发展到求解几个交叉学科的问题。

例如当气流流过个很高的铁塔产生变形，而塔的变形又反过来影响到气流的流动这就需要用固体力学和流体动力学的有限元分析结果交叉迭代求解，即所谓流固耦合的问题。

由求解线性工程问题进展到分析非线性问题随着科学技术的发展，线性理论已经远远不能满足设计的要求。

例如建筑行业中的高层建筑和大跨度悬索桥的出现，就要求考虑结构的大位移和大应变等几何非线性问题航天和动力工程的高温部件存在热变形和热应力，也要考虑材料的非线性问题诸如塑料橡胶和复合材料等各种新材料的出现，仅靠线性计算理论就不足以解决遇到的问题，只有采用非线性有限元算法才能解决。

众所周知，非线性的数值计算是很复杂的，它涉及到很多专门的数学问题和运算技巧，很难为般工程技术人员所掌握。

为此近年来国外