《复合材料课程设计》课程教学大纲

《复合材料课程设计》课程设计教学大纲一、课程基本信息中文名称：复合材料课程设计英文名称：CourseDesignofCompositeMaterials课程代码：19047205课程性质：以周开设的独立实践教学环节（复合材料及加工技术方向）学分：2总学时：2周适用学院及专业：材料科学与工程学院高分子材料与工程专业先修课程：材料科学基础B、高分子化学、高分子物理、复合材料成型工艺及模具、材料表面与界面、高分子复合材料物理性能等。开课单位：材料科学与工程学院材料化学系二、课程设计性质、目的课程设计性质：复合材料课程设计是为高分子材料与工程专业复合材料及其加工技术方向设置的工程设计类实践教学环节，为后续设计类的毕业环节及走上高分子及其复合材料相关领域工作岗位奠定基础。课程设计目的：学生通过该课程的学习，能够强化专业素养、工匠精神和创新意识，提升团结协作、共同进步的意识，发扬中华民族团结奋进优良传统，崇尚科学创新，达到立德树人的育人目标；使学生能够加深对聚合物基复合材料的制备、成型加工、结构设计及性能表征方面知识的理解；使学生具备对先进复合材料结构设计、制备及加工成型的综合设计能力，对复合材料结构性能的理解及分析方法的运用能力，提高学生主动地发现问题和寻找解决问题的能力，提升对实际工程问题的分析能力及解决能力。三、课程设计教学目标本课程支撑毕业要求指标:1.3、2.3、3.3、6.2、8.3、9.2、10.1、11.1。通过本课程设计，学生应具备以下能力：目标1：掌握聚合物基复合材料设计的相关基础理论及工程知识，具备对聚合物基复合材料相关的制备、加工、结构设计、性能优化等工程问题进行分析与设计的能力。（支撑毕业要求指标点1.3）目标2：具备运用复合材料设计的基本原理、相关文献、标准规范等对聚合物基复合材料的材料开发、结构设计及工艺设计等复杂工程问题进行分析和评价，并得到有效结论的能力。（支撑毕业要求指标点2.3）目标3：具备对聚合物基复合材料的材料设计、结构设计及成型工艺优化等环节提出合理设计方案的能力，对设计方案进行分析、评价与改进的能力，并在设计过程中体现对原有材料和结构的创新理念，培育优秀的专业综合素养及工匠精神。（支撑毕业要求指标点3.3）目标4：具备分析、判断聚合物基复合材料的生产加工等工程实践和解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化影响的能力，并理解应承担的责任。（支撑毕业要求指标点6.2）目标5：了解工程设计实践中相关的工程规范及工程伦理要求，能够自觉遵守职业道德和规范。（支撑毕业要求指标点8.3）目标6：在设计工作分组执行中，能够在团队中完成个体所承担的任务，具有良好的团队合作意识和协作组织能力，能够发挥团队作用，发扬中华民族团结奋进优良传统。（支撑毕业要求指标点9.2）目标7：具备撰写符合规范的复合材料课程设计说明书及相关设计文稿的能力。（支撑毕业要求指标点10.1）项目教学目标与毕业要求的关系矩阵教学目标毕业要求指标点达成途径考核方式目标11.3掌握复合材料工程设计的相关知识，具备针对高分子及其复合材料相关的制备、加工、结构设计、性能优化等工程问题进行分析与设计的能力。课堂讲授答疑设计说明书目标22.3具备运用复合材料设计的基本原理、高分子材料及复合材料的相关文献、标准规范等对材料的结构设计、材料开发及工艺流程及复杂工程问题进行分析和评价，并得到有效结论的能力。分组讨论答疑设计说明书目标33.3能够对材料成型加工及复合等环节提出合理设计方案，设计合理的材料结构及成型工艺，并对设计方案进行分析、评价与改进，并体现创新意识。课堂讲授答疑分组讨论设计说明书答辩图纸或实物目标46.2能够分析、判断专业工程实践和解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。课堂讲授讨论案例设计说明书答辩目标58.3能够自觉遵守职业道德和规范，并具备在工程实践中履行岗位责任的能力。课堂讲授案例讨论设计说明书答辩目标69.2具有良好的团队合作意识和协作组织能力，能够发挥团队作用。分组讨论平时表现答辩目标710.1具备撰写符合工程规范的报告及设计文稿的能力。课堂讲授答疑设计说明书答辩四、课程设计内容与要求设计内容：本课程内容是针对实际工程问题，要求学生设计以高分子材料为基础材料的复合材料或复合材料制品。要求学生在课程设计中遵循技术先进、经济合理的原则，进行复合材料及制品结构设计、成型工艺性分析，力学计算或复合材料性能分析等，得到以材料、制件、模型或设计图纸等形式的课程成果，以提高学生综合运用高分子复合材料相关专业知识的能力和实践操作能力。（1）下发任务书，设计选题：在教师指导下，针对“新型树脂基体与复合材料”、“复合材料制造工艺与结构设计”、“超轻建筑复合材料”、“高性能复合材料”及“建筑功能复合材料”等领域按设计小组进行选题，根据设计课题收集有关设计资料及设计标准进行方案分析。（支撑毕业要求指标点1.3、2.3、9.2）（2）根据选题方向，小组分配任务，进行复合材料体系的选择、确定成型方式及工艺参数，确定合理的设计方案。（支撑毕业要求指标点1.3、2.3、3.3、9.2）（3）按照初步设计方案进行材料、制件、模型或设计图纸的初步试制和绘制。（支撑毕业要求指标点3.3）（4）对所得材料、构件、模型及图纸进行主要性能的测试、理论模拟或计算，对设计进行校核优化。（支撑毕业要求指标点2.3、3.3）（5）根据调整方案，进行材料、构件、模型及图纸定稿，进行经济效果、社会效应、环境因素等综合分析。（支撑毕业要求指标点6.2、8.3）（6）编写设计说明书。说明书包括设计任务、方案、计算过程、工艺过程、经济核算、，并附必要的图、表、算式、参考资料来源等。（支撑毕业要求指标点10.1）（7）完成设计说明书并提交图纸，进行设计答辩，根据教师指导意见对设计方案及设计成果进行整理归档。（支撑毕业要求指标点3.3）设计要求：（1）要求学生在课程设计中以新型聚合物基复合材料的设计为背景，遵循先进、节能、节材、环保等评价原则，符合工程实践对环境与社会的可持续发展理念。通过对方案筛选、优化、验证，有效、科学、循序渐进地培养学生的工匠精神和专业素养。（2）编写课程设计说明书一份，不少于5000字，其中包括不少于10篇参考文献。（3）说明书应采用工程语言，配合插图，简明扼要地说明设计的主要内容、依据、计算过程，所用公式和数据应标明出处。说明书装订成册。（4）图纸：如设计中需要图纸表达，要求制图的规则、单位符号符合国家相应标准。图纸布局应合理、整洁、美观，主要尺寸标注齐全及有关说明。（5）实物：如有实物产品，如材料、构件及模型，按照工程规范，标明主要材料、参数等。（6）设计答辩，提升学生对课程设计认识深度，考查学生的团队合作意识、协作组织和沟通能力，激发学生对高分子建筑材料设计与开发的兴趣，培养、激发学生的社会责任感，崇尚科学创新，践行工匠精神。五、考核和成绩评定方式本课程从平时表现、设计说明书和答辩三方面综合考核，评定成绩，采用五级制。具体为：（1）平时表现：20%；（2）设计说明书40％；（3）答辩40％。六、指导书和参考文献1．指导教材指导书由指导教师编写。2．主要参考教材和参考文献[1]美国CMH-7协周委员会，复合材料手册：聚合物基复合材料：材料应用、设计和分析，上海，上海交通大学出版社，2015[2]徐竹,复合材料成型工艺及应用,北京，国防工业出版社，2010[3]童忠良，新型功能复合材料制备新技术，北京，化学工业出版社，2017[4]汪泽霖,树脂基复合材料成型工艺读本,北京，化学工业出版社，2017[5]益小苏,先进树脂脂基复合材料高性能化理论与实践,北京，国防工业出版社，2011七、说明