《焊接结构》课程教学大纲

《焊接结构》教学大纲一、课程基本信息课程名称焊接结构WeldingStructure课程编码MAT121611020开课院部材料科学与工程学院课程团队《焊接结构》教学团队学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业材料成型及控制工程授课语言中文先修课程高等数学（2-1）、高等数学（2-2）、工程力学课程简介（必修）焊接结构是材料成型与控制工程专业的重要主干课程之一，目的是使学生掌握焊接结构的主要特点和构件的焊接性。主要内容包括焊接应力和变形产生的原因、种类、防止措施及测定方法；焊接接头的一般性能、应力分布状态及其对工作性能的影响、焊接接头静载强度计算；焊接结构的特点对脆断的影响及预防措施；焊接接头和结构疲劳强度的影响因素及措施；焊接结构的工艺性和经济性及常见焊接结构的焊接技术要求。本课程重点阐明焊接应力与变形的原理、规律及控制途径，有效提高焊接结构的承载能力、疲劳强度和抗脆性断裂能力。通过本课程的学习，使学生掌握焊接结构的主要特点和构件的焊接性，正确分析焊接结构的工艺性和构造合理性，培养学生在焊接结构工艺设计和力学性能等方面的创新思维和创新意识，为解决工程中的复杂焊接结构问题提供理论基础和工程分析计算能力。WeldingConstructionisoneofthemostimportantsubjectsinthefieldofmaterialformingandcontrolengineering,aimingtoenablestudentstomasterthemaincharacteristicofweldedstructureandweldabilityofcomponents.Themaincontentofthecourseisdividedintofiveparts,includingthecauses,types,preventionmeasuresandmeasurementmethodsofweldingstressanddeformation;thegeneralperformanceofweldedjoints,thestressdistributionstateanditsinfluenceontheworkingperformance,thecalculationofthestaticloadstrengthofweldedjoints,theinfluenceofweldedstructureonbrittlefractureandthepreventivemeasures;theinfluencingfactorsandmeasuresofweldedjointsandstructuralfatiguestrengthandtechnicalandweldedstructureofeconomicalpropertiesandweldingtechnicalrequirementsforcommonweldingstructures.Thecourseanalyzestheprinciple,regularityandcontrolwayofweldingstressanddeformation,andeffectivelyimprovesthebearingcapacity,fatiguestrengthandbrittlenessresistanceoftheweldedstructure.Thestudentscanmasterthecharacteristicsofthetypicalweldingstructure,correctlyanalyzethemanufacturabilityandreasonabilityoftheweldedstructure.Tocultivateinnovativethinkingandinnovationawarenessofstudentsintheprocessdesignandmechanicalpropertiesoftheweldingstructure,inordertoprovidetheoreticalbasisandengineeringanalysisandcalculationcapabilitiestosolvethecomplexweldingstructureintheproject.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：能够将数学、工程基础和材料成型及控制工程专业的相关知识用于解决复杂工程问题是1.42M2目标2：能够运用工程基础、专业基础等知识，进行焊接结构合理分析是2.23M3目标3：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，通过文献查阅与研究，分析材料成型及控制工程专业领域中的工程问题，寻找合理的解决方案。是2.34M4目标4：能够根据材料成型及控制工程领域的特定需求，完成焊接接头强度校核及设计。是3.25M5目标5：能够设计针对材料成型及控制工程领域中复杂工程问题的解决方案，设计满足焊接结构需求的成型工艺流程，在设计环节能够体现创新意识。是4.26M6目标6：能理解工程伦理的核心理念，熟悉材料成型及控制工程领域工程师的职业性质和社会责任，在工程实践中自觉遵守职业道德、规范并履行责任是8.3三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第一章第一章绪论////21.11.1焊接结构的特点焊接结构的特点M31讲授1自学31.21.2构件焊接性；课程的性质、主要内容及学习方法构件的焊接性及学习内容与方法M31讲授1自学4第二章第二章焊接应力与变形内应力及变形、焊接残余变形和焊接残余应力的基本概念。焊接残余变形和焊接残余应力产生的原因。预防焊接变形的措施，焊接残余应力的分布及对性能的影响，调节内应力的措施////52.12.1内应力的产生内应力及其产生原因；热应变与相变应变M1,M20.5讲授0.5自学62.22.2焊接应力与变形的形成过程简单杆件的应力与变形；不均匀温度场作用下的应力与变形；焊接引起的应力与变形，掌握焊接过程应力与变形的演变过程，焊接热应变循环以及热循环过程中材料性能的变化规律M1,M23.5讲授3.5自学72.32.3焊接残余应力掌握焊接残余应力的分布，包括纵向残余应力的分布，横向残余应力的分布，厚板中的残余应力、拘束状态下焊接的内应力、封闭焊缝引起的内应力，分析焊接残余应力对静载强度、刚度、受压稳定性、已经构件精度和尺寸稳定性的影响规律M3,M52讲授2自学82.42.4焊接残余变形焊接残余变形的分类：纵向收缩变形及其引起的挠曲变形；横向收缩变形及其引起的挠曲变形；角变形；波浪变形；焊接错边和扭曲变形M2,M52讲授2自学92.52.5焊接残余应力与变形的测量和调控焊接过程中应变、位移及焊接变形的测量；焊接残余应力的测量；焊接残余应力与变形的调整与控制M2,M3,M52讲授2作业10第三章第三章焊接接头本章重点与难点:焊接接头的性能、工作应力分布、静载强度计算。要求掌握焊接接头基本概念、基本型式、应力分布、工作性能。电弧焊接接头、接触焊接接头静载强度的计算。焊缝许用应力和代号....../...113.13.1焊接接头的一般性能焊接接头的基本型式，焊缝金属的力学性能，热影响区的力学性能M11讲授1自学123.23.2焊接接头的工作应力分布和性能应力集中，对接、丁字、搭接、点焊焊接接头的工作应力分布、影响因素和性能M2,M43讲授3自学133.33.3焊接接头静载强度计算计算简化假设，对接、丁字、搭接和复杂截面接头的静载强度计算M42讲授2作业143.43.4焊缝许用应力估算法，规定数值....../...15第四章第四章焊接结构的脆性断裂本章重点与难点:焊接结构的特点、对性能的影响、预防脆断的措施。要求掌握焊接接头的特点、抗开裂与止裂特性、预防脆断的各种措施....../...164.14.1材料断裂的评定方法转变温度，断裂力学M1,M61讲授1作业174.24.2焊接结构的特点及其对脆断的影响设计、制造和结构特点对脆断的影响M11讲授1作业184.34.3焊接结构的抗开裂与止裂特性结构的防断设计准则，抗开裂、止裂性能试验，断裂力学应用，各评定方法之间关系M12讲授2自学194.44.4预防焊接结构脆性断裂的性能正确选材，合理设计、制造，严格管理M1,M30.5讲授0.5自学20第五章第五章焊接接头和结构的疲劳强度本章重点与难点:疲劳强度的计算和影响因素。要求掌握焊接接头典型连接的疲劳强度计算、各种因素对焊接接头疲劳强度的影响、提高焊接接头疲劳强度的措施////215.15.1材料及结构疲劳失效的特征疲劳断裂分类，疲劳裂纹形成、扩展、断裂，疲劳裂纹断口特征M1,M20.5讲授0.5自学225.25.2疲劳试验和疲劳图疲劳载荷及其表示法；基础疲劳试验及疲劳曲线；疲劳强度的常用表示法——疲劳图；各类参数对疲劳强度的影响M1,M21讲授1自学235.35.3疲劳断裂的物理过程断口特征M2,M30.5讲授0.5自学245.45.4焊接接头的疲劳强度计算标准许用应力设计法，安全寿命设计，破损安全设计M2,M61讲授1自学255.55.5影响焊接接头疲劳强度的因素应力集中的影响；近缝区金属性能变化的影响；残余应力的影响；缺陷的影响；M1,M20.5讲授0.5自学265.65.6提高焊接接头疲劳强度的措施焊接结构疲劳强度设计概述；疲劳强度设计的一般原则；提高疲劳强度的工艺措施；提高疲劳强度几种工艺方法的定量分析与比较。M2,M30.5讲授0.5自学275.75.7断裂力学在疲劳裂纹扩展研究中的应用裂纹和亚临界扩展；疲劳裂纹扩展特性曲线的一般关系；疲劳裂纹扩展寿命的估算。M1,M52讲授2作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。2.考核学生对焊接结构应力与变形、强度、断裂、疲劳等知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。20%2考勤随机点名、刷卡点名等5%3课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况5%4期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对焊接结构应力与变形、强度、断裂、疲劳等基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有填空、判断、简答题、分析题、计算题等。70%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业20%D-未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱C-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确2M1考勤5%D-缺勤3次以上C-缺勤2-3次B-缺勤1次A-全勤3M1课堂表现5%D-精神状态较差，回答问题有误C-精神状态一般，问题回答一般B-精神状态良好，问题回答较好A-精神状态饱满，回答问题准确4M1期末考试70%（见试卷评分标准）5M2平时作业20%D-未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱C-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确6M2考勤5%D-缺勤3次以上C-缺勤2-3次B-缺勤1次A-全勤7M2课堂表现5%D-精神状态较差，回答问题有误C-精神状态一般，问题回答一般B-精神状态良好，问题回答较好A-精神状态饱满，回答问题准确8M2期末考试70%（见试卷评分标准）9M3平时作业20%D-未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱C-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确10M3考勤5%D-缺勤3次以上C-缺勤2-3次B-缺勤1次A-全勤11M3课堂表现5%D-精神状态较差，回答问题有误C-精神状态一般，问题回答一般B-精神状态良好，问题回答较好A-精神状态饱满，回答问题准确12M3期末考试70%（见各年度试卷评分标准）13M4平时作业20%D-未能按时完成，解题思路混乱C-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确14M4考勤5%D-缺勤3次以上C-缺勤2-3次B-缺勤1次A-全勤15M4课堂表现5%D-精神状态较差，回答问题有误C-精神状态一般，问题回答一般B-精神状态良好，问题回答较好A-精神状态饱满，回答问题准确16M4期末考试70%（见各年度试卷评分标准）17M5平时作业20%D-未能按时完成，解题思路混乱C-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确B-独立思考、按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确A-独立思考、按时完成，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确1