《材料成型技术攻关创新》教学大纲

《材料成型技术攻关创新》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03171372课程性质：专业创新必修课学分：2学分学时：32学时（上机32学时）先修课程：高等数学、工程力学、材料科学基础、材料成形原理、材料成型计算机辅助设计、冲压工艺及模具设计等后续课程：毕业设计适用专业：材料成型及控制工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务《材料成型技术攻关创新》是材料成型与控制工程专业本科学生的专业创新必修课程。本课程介绍材料成型相关领域科技创新及技术攻关的基本知识和方法，通过模块化教学，提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，使学生熟练掌握钣金弯曲成形、钣金拉深成形的数值模拟方法，具备应用先进的数字化手段进行工艺优化与技术攻关的能力，培养其材料成形技术研发、科研创新的专业能力，以及细心严谨的科研态度和创新精神。二、课程教学目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：能够以小组为单位，结合专业知识分析影响冲压件质量、锻造件质量、挤压件质量等的因素进行交流沟通，讨论设计出合理的试验方案，小组内合理分工探究金属材料成形的变形规律及各种质量问题的影响因素，培养学生的沟通能力，增强沟通意识和团队合作意识，锻炼团队合作能力，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生刻苦钻研、严谨求实的科学态度、积极进取的创新精神。课程目标2：了解数字化技术、数值分析方法在材料成型技术攻关中的应用，能够利用计算机手段，创建成形件的模型及成形模具零件的模型，使用数值模拟软件对典型成形件的质量进行模拟仿真，同时结合理论知识进行分析。能够将分析过程及分析结果以报告或论文的形式撰写出来，能够掌握外文写作技巧和规律，能够读懂外文文献，使用外文撰写文献摘要。培养其材料成形技术研发、科研创新的专业能力，以及细心严谨的科研态度和创新精神。课程目标3：使学生认识到终身学习的必要性，掌握自主学习的方法，培养学生终身学习的意识和不断学习、适应社会经济和工程技术发展的能力。在今后的学习或工作中，能够将数字化建模及数值模拟的方法灵活应用于其他成形件的成形过程分析、应力应变分析等内容。注重对学生理想信念、道德品德、综合素养等的培养，教育引导学生树立正确的职业理想。三、课程目标与毕业要求《材料成型技术攻关创新》课程教学目标对材料成型及控制工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度5.使用现代工具5.1能够了解、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，对复杂材料成型及控制工程问题进行测绘、分析与计算，并理解其局限性。课程目标2：了解数字化技术、数值分析方法在材料成型技术攻关中的应用，使用数值模拟软件对典型的成形件的质量进行模拟仿真，同时结合理论知识进行分析。能够将分析过程及分析结果以报告或论文的形式撰写出来。培养其材料成形技术研发、科研创新的专业能力，以及细心严谨的科研态度和创新精神。M5.2能够开发、选择与使用现代工程工具和信息技术工具对材料成型专业复杂问题进行辅助设计、预测和模拟，并理解其局限性。课程目标2：能够利用计算机手段，创建成形件的模型及成形模具零件的模型，使用数值模拟软件对典型的成形件的质量进行模拟仿真，同时结合理论知识进行分析。10.沟通10.1了解材料成型及控制工程领域的国际发展趋势、研究热点，能够就材料成型专业复杂工程问题，以口头、文稿、图表等方式与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。课程目标1：能够以小组为单位，结合专业知识分析影响冲压件质量、锻造件质量、挤压件质量等的因素进行交流沟通，讨论设计出合理的试验方案，小组内合理分工探究金属材料成形的变形规律及各种质量问题的影响因素，培养学生的沟通能力，增强沟通意识和团队合作意识，锻炼团队合作能力，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生刻苦钻研、严谨求实的科学态度、积极进取的创新精神。M10.2具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下就材料成型及控制工程问题进行基本的语言和书面的沟通与交流。课程目标2：能够将分析过程及分析结果以报告或论文的形式撰写出来，能够掌握外文写作技巧和规律，能够读懂外文文献，使用外文撰写文献摘要。12.终身学习12.1能够在社会发展的大背景下，认识到终身学习的必要性，掌握自主学习的方法。课程目标3：使学生认识到终身学习的必要性，掌握自主学习的方法，培养学生终身学习的意识和不断学习、适应社会经济和工程技术发展的能力。H12.2能够通过不断学习，具有适应社会和材料成型及控制工程技术发展的能力。课程目标3：在今后的学习或工作中，能够将数字化建模及数值模拟的方法灵活应用于其他成形件的成形过程分析、应力应变分析等内容。注重对学生理想信念、道德品德、综合素养等的培养，教育引导学生树立正确的职业理想注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点上机学时对应的课程目标1.材料成型先进技术概述1.1材料成型先进技术的发展1.2数字化技术、数值分析方法在材料成型技术攻关中的应用与发展教学要求：了解塑性成形数值模拟技术及应用，理解本课程的特点和学习方法。重点：数字化技术、数值分析方法在材料成型技术攻关中的应用。132.钣金冲压成形模拟仿真的工程应用2.1钣金成形数值模拟的意义2.2钣金冲压成形数值模拟的常用软件及特点教学要求：了解钣金冲压成形数值模拟技术求解工程实践问题的意义，了解常用的钣金冲压成形数值模拟软件，掌握钣金冲压成形数值模拟的流程。重点：钣金冲压成形数值模拟流程。133.钣金冲压成形模拟仿真文献检索与信息提取3.1钣金冲压成形数值模拟文献阅读案例分析3.2思维导图与文献信息提取教学要求：掌握钣金冲压成形数值模拟的常用关键词及文献检索方法，掌握文献阅读及提取关键信息的技巧，并利用思维导图软件记录关键信息。重点：224.钣金冲压成形模拟仿真试验设计4.1影响钣金成形件质量的因素分析及指标的确定4.2常用试验设计软件的使用教学要求：能够结合钣金成形工艺的变形过程及工艺设计内容确定影响钣金成形件质量的因素及指标，掌握常用试验设计软件进行试验设计和试验结果分析的方法。重点：影响钣金成形件质量的因素分析及指标的确定。难点：常用试验设计软件的使用方法。61、2、35.冲压制件及模具零件数字化建模5.1冲压制件三维建模5.2冲压模具零件同步建模教学要求：掌握建模软件创建冲压制件及模具零件仿真模型的方法。重点：冲压件及冲压模具的建模。42、36.钣金弯曲模拟仿真6.1影响弯曲件质量的因素6.2弯曲件质量的试验设计6.3弯曲件质量数值模拟6.4钣金弯曲模拟仿真结果分析教学要求：明确影响弯曲件质量的因素及取值区间；探究弯曲力、弯曲角等因素对弯曲件断面质量的影响。重点：弯曲件质量数值模拟。难点：钣金弯曲模拟仿真结果分析。71、2、37.钣金拉深模拟仿真7.1影响拉深件质量的因素7.2拉深件质量的试验设计7.3拉深件质量数值模拟7.4钣金拉深模拟仿真结果分析教学要求：明确影响拉深件质量的因素及取值区间；探究模具间隙、冲压速度、摩擦系数等因素对拉深件断面质量的影响。重点：拉深件质量数值模拟。难点：钣金拉深模拟仿真结果分析。71、2、38.试验结果的数据处理教学要求：掌握试验结果数据处理的方法，能够使用图片或表格有效表示试验结果。重点：数据处理方法。229.钣金冲压成形模拟仿真论文的撰写教学要求：掌握钣金冲压成形模拟仿真论文大纲的拟定，摘要、正文和总结等的写作技巧，掌握格式设置、公式编辑和图片处理等的方法。重点：论文的写作技巧。22合计32五、教学方法及手段本课程综合《材料成型计算机辅助设计A》、《冲压工艺及模具设计》、《实验设计与方法》、《塑性成形数值模拟B》等课程的知识内容，采用模块化教学，让学生自己拟定试验参数、设计试验方案，利用数值模拟的方式，探究钣金冲压成形及金属体积成形过程中应力应变的变化情况及各种因素对冲压件、锻造件、挤压件质量的影响，加深对钣金冲压成形及金属体积成形原理的理解，充分发挥学生的主观能动性，采用启发式、讨论式教学等，促进学生积极思考，开发学生潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；通过案例教学将价值塑造、知识传授、能力培养“三位一体”的理念贯穿教学各环节，将思政元素无痕融入课堂。六、课程资源1.推荐教材（1）陈泽中.材料成型模拟仿真-创新实践.机械工业出版社，2018.1.2.参考书（1）孔凡新.金属塑性成型CAE技术-DYNAFORM及DEFORM[M].北京:电子工业出版社,2018.（2）龚红英.金属塑性成形CAE应用：DYNAFORM[M].北京:化学工业出版社,2015.（3）展迪优.UGNX12.0机械设计教程[M].北京:机械工业出版社,2022.（4）李云雁.试验设计与数据处理[M].北京:化学工业出版社,2017.（5）柯旭贵,张荣清.冲压工艺与模具设计（第2版）[M].北京:机械工业出版社,2022.3.期刊（1）舒勇.基于DEFORM-3D的TA15钛合金高筋锻件锻造工艺分析[J].锻造与冲压,2022(19):50-54.（2）杨睿萌,岳韬,林磊,李力,陈勇,郑森木.不锈钢连续多弯导管数控弯曲成形数值仿真与工艺优化[J].锻压技术,2022,47(09):105-111.（3）丁华锋,潘俊杰,晏洋,金先志,李红兵,胡泽奇,周昌钰.DP780高强钢U形弯曲回弹影响因素及优化[J].精密成形工程,2022,14(10):49-55.（4）金敦水,董途.基于Deform宽板弯曲应力中性层位置的数值分析及模拟[J].锻压技术,2021(11):270-274.（5）余靖华.船用板材的激光弯曲成型技术数值模拟与工艺优化[J].舰船科学技术,2021.43(16):193-195.（6）成波,胡学敏.拉深工艺减薄率数值模拟及响应面分析[J].金属加工(冷加工),2021(09):59-62.（7）邹宇,王名川,陈才,杜忠华,赵金库,赵玉峰.基于有限元方法的弹壳拉深成形工艺结构参数研究[J].锻压技术,2022,47(11):123-129.（8）KumarSurendra,SinghPradeep,SoniManoj,ShakyaJ.P.,PanthiSanjayKumar,AhmedMeraj.Effectsofprocessesparametersonspringback,wrinklesandcracksindifferentflangingprocesses：AReview[J].IOPConferenceSeries：MaterialsScienceandEngineering,2022,1259(01).（9）Heung-KyuKim,Hyun-BoShim,Baeg-SoonCha,Ga-HyeongSong,Hyung-JongKim.OptimizationofInitialBlankShapeforMinimizingtheTrimmingProcessinHotStampingofT-ShapedParts[J].InternationalJournalofPrecisionEngineeringandManufacturing,2018,19(5):721-728.4.网络资源（1）吴树森,黄安国,黄亮.材料成型理论基础.2021年./course/HUST-1206686867?from=searchPage.（2）唐友亮.CAD（UG）.2022年./course/SQC-1001754048.（3）罗昭锋.文献管理与信息分析.2022年./course/USTC-9002?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和综合作业考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核平时表现4（1）根据课堂出勤、课堂表现等情况进行考核，满分100分。（2）以出勤次数、参与讨论次数、回答问题情况等进行评分。√√√121作业30（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√1020分组任务6（1）每次作分组任务单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩，满分100分；（2）以分组任务成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√132综合作业考核60（1）综合作业成绩100分，以综合作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核成形件及成形模具零件的模型创建，使用数值模拟软件对典型的成形件的质量进行模拟仿真、合理进行试验设计与结果分析等内容。√√√153015合计：100分275518八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以平时表现、作业、分组任务、综合作业等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由综合作业成绩和过程性考核成绩组成。其中：综合作业成绩为100分（权重60%）