塑性成形装备及自动化课程教学大纲

金属塑性成形原理一、课程说明课程编号：080103Z10课程名称：金属塑性成形原理/Principles of Metal Plastic Forming课程类别：专业教育学时/学分：40/2.5（其中实验学时：4）先修课程：工程力学(材料力学) 或弹性力学、工程材料或材料性能学适用专业：机械设计制造及其自动化（材料成型及控制工程，机械制造，工程装备等方向），车辆工程，微电子科学与工程教材、教学参考书：[1]李尧主编, 金属塑性成形原理(“十二五”规划教材)，机械工业出版社，2013[2]运新兵主编, 金属塑性成形原理(“十二五”规划教材)，冶金工业出版社，2012[3]董湘怀主编, 金属塑性成形原理，机械工业出版社，2011[4]万胜狄主编，金属塑性成形原理，机械工业出版社，1995[5]李尧主编, 金属塑性成形原理(“十二五”规划教材)，机械工业出版社，2013[6]运新兵主编, 金属塑性成形原理(“十二五”规划教材)，冶金工业出版社，2012[7]董湘怀主编, 金属塑性成形原理，机械工业出版社，2011二、课程设置的目的意义本课程设置的目的是科学、系统地阐明金属塑性变形的基础与规律，使学生掌握金属塑性加工的基本原理和共性问题，包括塑性加工力学、塑性加工材料学和塑性加工摩擦学等。

通过学习初步了解金属塑性成形的物理基础、力学基础理论，熟悉塑性成形中的摩擦、塑性成形中的不均匀变形，掌握塑性成形力学的求解方法等，为学习后续的塑性加工工艺与技术课程（轧制与挤压、锻造成形、旋压成形、汽车覆盖件与板料冲压成形、特种微纳制造等）作理论准备，为合理制定各种塑性变形工艺奠定理论基础。

本课程是机械设计制造、车辆工程和微电子制造等涉及金属塑性成形技术相关专业的技术基础课程，特别是机械设计制造专业（材料成型及控制方向）的(必修)核心课。

三、课程的基本要求（一）知识要求（1）掌握金属塑性加工过程的热力学条件及应力应变分析的基本概念和基本理论。

金属塑性成形原理课程教学大纲课程名称：金属塑性成形原理课程编号：16118587学时/学分：32/2.0开课学期：5适用专业：材料成型及控制工程课程类型：专业方向选修课一、课程的目的和任务目的：通过本课程的学习其目的是科学地、系统地阐明金属塑性变形的基础与规律，为学习后续的工艺课程作理论准备，为合理制定塑性变形工艺奠定理论基础。

任务：掌握金属塑性变形体中应力、应变的大小、分布及其相互关系，确定变形由弹性状态过渡到塑性状态的力学条件；掌握变形和变形力的求解模式。

掌握金属塑性变形机理以及塑性变形与化学成分、金属组织状态之间的关系；研究热力学条件及摩擦与润滑等因素对变形过程的影响，确定由弹性状态到塑性状态过渡的条件。

二、课程的基本要求1.知识要求：掌握金属塑性加工过程的热力学条件及应力应变分析的基本概念和基本理论。

熟悉和掌握塑性加工过程中金属变形的微观与宏观的基本规律，以及各种基本变形力学方程，能推导典型塑性加工问题的应力与应变计算公式。

掌握金属在塑性加工过程中组织性能的变化及金属的塑性、变形抗力、断裂等与加工条件的关系。

能按照要求或给定公式进行变形程度、应变速度、工件尺寸与变形力能参数等计算。

根据所学知识，对金属的流动、产品质量等有关因素进行相应分析，能基本制定或选择出优质、高产、低消耗的生产工艺。

2.能力要求：能够初步运用所学的塑性成形理论解决实际生产中的工程问题；并对已有的成形方案能从理论上给予解释说明；在此基础上探索的提出金属成形较合理的工艺措施和方法。

3.素质要求：培养学生理论联系实践、运用扎实的理论解决金属塑性成形中的工程问题。

三、课程基本内容和学时安排第一章绪论（1学时）知识点：金属塑性加工的定义、分类、特点、地位、发展概况；本课程的性质、内容、意义、发展概况。

第二章金属塑性变形的力学基础（14学时）知识点：应力分析：外力、内力、应力概念；点的应力状态概念、描述方法；斜面应力的确定；应力边界条件；应力张量定义与性质；应力不变量；主应力图；应力张量分解；应力平衡微分方程；应变分析：位移、位移增量、应变、几何方程；点的应变状态概念、描述方法；任意方向上应变的确定；应变张量与不变量；应变张量分解；应变协调方程概念与意义，塑性变形体积不变，应变增量张量定义、意义，全量应变与增量应变关系；金属塑性变形过程和力学特点；Tresca与Mises屈服条件，二者的差异；加载与卸载准则，加载路径概念；增量理论与与全量理论；变形抗力概念，加工硬化曲线，影响变形抗力因素；平面应变问题与轴对称问题。

塑性力学教学大纲塑性力学教学大纲引言：塑性力学是一门研究材料在超过其弹性极限时的变形和破坏行为的学科。

它在工程领域中有着广泛的应用，涉及到材料的设计、结构的稳定性以及工程结构的安全性等方面。

为了系统地教授塑性力学知识，制定一份完整的教学大纲是非常重要的。

一、课程目标1. 理解塑性力学的基本概念和原理；2. 掌握材料的塑性行为及其数学描述方法；3. 理解塑性力学在工程领域中的应用；4. 培养学生解决工程实际问题的能力。

二、课程内容1. 弹性力学回顾1.1 弹性力学的基本假设1.2 弹性力学的基本方程1.3 弹性力学的解析方法2. 塑性力学基础2.1 塑性力学的基本概念2.2 塑性力学的基本假设2.3 塑性力学的应变硬化规律3. 塑性力学的数学描述3.1 应力张量和应变张量3.2 应力应变关系3.3 应力应变率关系4. 塑性力学的本构关系4.1 线性硬化模型4.2 可退化线性硬化模型4.3 等效塑性应变模型5. 塑性力学的变形理论5.1 塑性流动规律5.2 应力场的计算方法5.3 塑性流动的数值模拟方法6. 塑性力学的应用6.1 塑性力学在结构设计中的应用6.2 塑性力学在金属成形加工中的应用6.3 塑性力学在地质工程中的应用三、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解，系统地介绍塑性力学的基本概念、原理和方法。

2. 实验教学：组织学生进行塑性力学实验，加深对理论知识的理解和应用。

3. 计算模拟：引导学生运用计算机软件进行塑性力学问题的数值模拟，培养解决实际问题的能力。

4. 案例分析：通过分析实际工程案例，让学生了解塑性力学在工程实践中的应用。

四、教学评估1. 课堂测验：通过课堂小测验，检测学生对基本概念和原理的掌握程度。

2. 实验报告：要求学生撰写实验报告，评估其对实验过程和结果的理解能力。

3. 课程设计：要求学生完成一份塑性力学相关的课程设计，考察其综合运用所学知识的能力。

结语：塑性力学作为一门重要的工程学科，对于培养工程技术人才具有重要意义。

先进材料塑性成形方法及设备一、课程介绍《先进材料塑性成形方法及设备》是材料成型及控制工程专业学生的一门专业选修课。

该课程注重学生基础知识与实际生产相关知识体系的构建，旨在帮助学生拓展视野，为学习后续课程做必要的知识储备，培养分析问题以及解决问题的能力，使学生能够将理论知识与实际经验相结合，为以后的工作打下坚实的基础。

本课程较为系统地论述了各种先进材料（铝合金、镁合金、钛合金、高强度钢、铝锂合金）的组织与性能，以及塑性成形方法的基本原理、工艺、特点和设备等专业知识。

要求学生了解在汽车、飞机、航空航天等领域广泛应用的先进材料的组织和性能，熟悉多种先进塑性加工方法的成形工艺及设备结构。

本课程包含先进材料与塑性成形方法及设备两部分内容，共3章，教学部分共包含理论30学时，实验2学时，以期末考试形式结课。

Introduction"Plastic forming methods and equipment of advanced materials" is a professional elective course for students majoring in materials forming and control engineering. The course focuses on the construction of students' basic knowledge and practical production-related systems. It aims to help students broaden their horizons, make the necessary knowledge reserves for learning follow-up courses, and develop analytical and problem-solving skills. The combination will lay a solid foundation for future work.This course systematically discusses the organization and properties of various advanced materials, including aluminum alloy, magnesium alloy, titanium alloy, high strength steel, aluminum lithium alloy, as well as1the basic principles, processes, features and equipment of plastic forming methods. Students are required to understand the organization and performance of advanced materials widely used in the automotive, aircraft, aerospace and other fields, and familiar with the forming process and equipment structure of a variety of advanced plastic processing methods. This course consists of two parts: advanced materials and plastic forming methods and equipment. There are 3 chapters in the course. The teaching part includes 30 hours of theory teaching and 2 hours of experiment. The exam form is open-book examination.课程基本信息二、教学大纲1、教学目的《先进材料塑性成形方法及设备》是材料成型及控制工程专业学生的一门专业选修课。

塑性成形CAE教学大纲-山东大学课程中心《塑性成形CAE》教学大纲一、本课程的性质和任务《塑性成形CAE》是材料成型及控制工程专业模具方向的主干课程之一，其任务是根据已有的专业基础知识，掌握如何应用常用的有限元仿真软件解决实际工程问题。

主要介绍材料塑性成形数值模拟过程中应用非常广泛的两种有限元模拟分析软件：用于板料成形分析的Dynaform软件和用于体积成型分析的Deform软件。

本课程重点以工程实际问题为例，详细讲解用塑性成形分析软件解决问题的过程，掌握用板料成形软件DYNAFORM和体积成形软件DEFORM的模型建立、网格划分、前处理、计算求解及后处理分析等过程，特别是根据后处理分析结果，预测塑性成形过程中裂纹、起皱、减薄失稳等缺陷，进而指导实际的生产过程。

通过对本课程的由浅入深的应用实例的完整介绍和学习，使学生初步掌握应用CAE分析软件解决工程实际问题的技能，为今后的工作打下良好的基础，以满足用人单位对板料成形CAE分析人才的迫切需求。

二、本课程的基本教学要求(1) 掌握塑性成形CAE基本概念，有限元法的基本概念，有限元法分析的基本过程。

(2) 掌握体积成形模拟软件DEFORM和板料成形模拟软件DYNAFORM的操作和使用，能使用上述软件分析各种塑性成形过程的金属流动以及应变、应力、温度等物理场的分布，提供材料流动、模具充填、成形载荷、模具应力、缺陷形成等信息；提供模具仿真及其他相关的工艺参数分析数据。

三、课程内容与学时分配（24学时）第一部分塑性成形CAE基础知识总共2学时第一章绪论1.1 课程简介1.2 塑性成形CAE特点1.3 课程任务要求第二章有限元基础知识2.1 有限元方法概括2.2 有限元分析的步骤2.3 有限元网格划分2.4 有限元法分析的实例第二部分板料成形软件DYNAFORM 总共11学时第三章初识ETA/DYNAFORM 1学时3.1 系统结构概述3.2模型的建立3.3 DYNAFORM分析过程的流程第四章S梁的成形过程分析实例 5学时4.1 数据库操作4.2 网格划分4.3 定义压边圈4.4 快速设置4.5 分析参数设置与求解计算4.6 后处理分析4.7 分析报告手册自动设置分析实例-双动拉延成形 2学时第五章圆筒形制件的拉深成形过程分析3学时5.1 圆筒形制件的工艺分析5.2 创建三维模型5.3 数据库操作5.4 网格划分5.5 传统设置5.6 设置分析参数及求解计算5.7 后置处理第三部分体积成形过程模拟软件DEFORM 总共11学时第六章DEFORM6.1软件及功能介绍 1学时6.1 DEFORM软件简介6.2 DEFORM6.1的主界面6.3 DEFORM-3D软件的模块结构6.4 DEFORM-3D操作流程概述第七章方砖墩粗成形过程分析4学时7.1 DEFORM模拟的前处理设置7.2 启动求解器进行模拟运算7.3 方砖墩粗后处理结果分析第八章方环墩粗模拟分析2学时8.1 创建新项目8.2 创建新对象8.3 设定对称边界条件8.4 对象间关系的设定8.5 模拟控制信息设定和生成数据库8.6方环墩粗后处理第九章道钉成形模拟分析4学时9.1 工件与外界的热传导模拟9.2 工件与下模热传递模拟9.3 第一锻造过程9.4 锻造第二过程四、教材主讲教材：《塑性成形CAE》，张存生编，山东大学讲义, 2013年。

《材料成型装备及自动化》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：材料成形装备及自动化英文名称：Material Forming Equipment and Automation二、课程编码及性质课程编码：0809571课程性质：专业核心课，必修课三、学时与学分总学时：48学分：3.0四、先修课程机械原理、机械设计、工程控制基础、液压传动、材料加工工程五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。

六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是本专业的核心课程之一，其教学目的主要包括：1. 系统全面掌握材料成形装备及自动化方向的专业知识，具备应用这些知识分析、解决材料成型及控制工程专业中的成形装备及其自动化控制复杂问题的能力；2. 掌握各种类材料成形设备的工作原理、结构特点、应用范围、控制方法等，具备操作、调控设备及仪器参数，进行测控和维护的能力；3. 理解不同材料的成型特点与共性问题，掌握金属材料成形（含铸、锻、焊）、高分子塑料成形、快速成形等典型工艺装备及其自动化控制系统，具备针对不同需求设计研发各类材料成型新设备的能力；4．了解材料成形装备及自动化技术的发展前沿，掌握其发展特点与动向，具备研发高端材料成型装备及控制系统的基础与能力。

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）材料的种类繁多，成形方法及装备各异，本课程以介绍材料的成形装备为主体、以讲述成形装备的自动化为重点；2）在全面了解与掌握材料成形装备种类及结构特点的基础上，重点学习金属材料成形、高分子塑料成形、快速成形等装备及其自动化技术；3）课程将重点或详细介绍各种材料成形装备及方法中的主要设备和自动化程度较高的新型设备，而对次要设备或较旧式设备只作简要介绍或自学。

4）重点学习的章节内容包括：第2章“金属液态成形装备及自动化”（8学时）、第3章“金属塑性成形装备及自动化”（8学时）、第4章“金属连接成形装备及自动化”（8学时）、第6章“快速成形装备及控制”（6学时）。

塑性成形课程设计方案一、课程目标知识目标：1. 让学生理解塑性成形的基本概念，掌握金属材料的塑性变形原理。

2. 使学生了解不同塑性成形工艺的特点及适用范围，如锻造、挤压、拉伸等。

3. 引导学生掌握塑性成形工艺参数对成形件质量的影响，如变形程度、变形速度、温度等。

技能目标：1. 培养学生运用塑性成形原理分析和解决实际问题的能力。

2. 提高学生动手操作塑性成形设备的能力，熟练掌握基本操作步骤。

3. 培养学生运用计算机辅助设计软件进行塑性成形工艺设计和模拟的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对塑性成形技术的兴趣，激发其探索金属加工领域的热情。

2. 培养学生的团队合作精神，使其在小组讨论和实践中学会互相尊重、协作。

3. 增强学生的环保意识，了解塑性成形工艺在资源利用和环境保护方面的意义。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够阐述塑性变形原理，并举例说明其应用。

2. 学生能够分析不同塑性成形工艺的优缺点，并选择合适的工艺解决实际问题。

3. 学生能够运用所学知识，设计简单的塑性成形工艺，并进行模拟分析。

4. 学生能够熟练操作塑性成形设备，掌握基本操作步骤，并注意安全事项。

5. 学生能够在小组合作中发挥积极作用，共同完成塑性成形工艺设计和实践任务。

6. 学生能够关注塑性成形技术在环保方面的作用，提出改进措施，为可持续发展贡献力量。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 塑性成形基本概念：介绍塑性变形、塑性成形工艺、弹性极限、屈服极限等基本概念。

2. 金属材料的塑性变形原理：讲解金属材料的塑性变形机制，如滑移、孪生等，以及影响金属材料塑性的因素。

3. 塑性成形工艺：详细介绍锻造、挤压、拉伸、弯曲等常见塑性成形工艺的原理、特点和应用。

4. 塑性成形工艺参数：讲解变形程度、变形速度、温度等工艺参数对成形件质量的影响。

5. 塑性成形设备与操作：介绍常见塑性成形设备的功能、结构及操作步骤，强调安全注意事项。

鞍山科技大学课程教学大纲课程名称: 塑性变形原理英文名称: The Principle of the Metal Plastic Deformation课程编号: 3010061学时数:40其中实验学时数: 4 课外学时数: 0学分数:2.5适用专业:材料科学与工程专业（材料加工工程方向）一、课程的性质、目的和任务本课程是压力加工专业主要理论课程的教材，它的任务是为轧制等塑性加工过程的物理模拟和数学模拟打下必要的专业理论基础。

本课程较为全面的向学生介绍了塑性加工过程的变形力学和热力学条件以及这些条件对加工变形的影响规律；同时讲解了钢材外形尺寸变化和组织性能控制的基本规律以及拟定加工变形制度的理论依据。

二、课程教学内容的基本要求、重点和难点（一）金属塑性加工的力学和热力学条件理解金属塑性加工中工件所受的力以及热力学条件，熟练掌握应力和变形图示的绘制方法；重点掌握应力、应力图示。

难点：变形程度和变形速度。

（二）金属塑性变形的不均匀性熟练掌握金属塑性变形的不均匀性、工作应力、基本应力、附加应力、残余应力的一般概念；理解变形及应力不均匀分布所引起的后果及减轻的措施；重点：变形及应力不均匀分布的原因；难点：不均匀变形的应力分析及产生原因。

（三）金属的塑性熟练掌握金属塑性的概念及测定方法、描述塑性的指标、超塑性的基本概念；了解金属的超塑性；重点：影响塑性的主要因素及提高塑性的途径；难点：金属的超塑性（四）金属在塑性加工变形中组织性能的变化理解回复与再结晶的基本知识，熟练掌握回复、再结晶、织构、蓝脆、加工硬化、纤维组织等基本概念。

了解在温加工变形中组织性能的变化；重点：在冷、热加工变形中组织性能的变化；难点：在温加工变形中组织性能的变化。

（五）金属在加工中的断裂理解断裂的物理本质，熟练掌握韧性断裂、脆性断裂的概念；重点与难点：分析金属塑性加工中的各种断裂原因及预防措施。

（六）金属的变形抗力熟练掌握变形抗力基本概念、测定方法以及变形抗力的计算；理解影响变形抗力的主要因素；重点：加工硬化曲线的绘制以及类型；难点：影响变形抗力的主要因素。

《塑性成型设备》教学大纲适用专业：模具设计与制造三年制专科学分与学时：2 学分 36 学时一、课程性质与任务本课程是模具设计与制造专业的专业选修课。

主要讲授通用曲柄压机、热塑性塑料注射成形机和普通液压机。

本课程要求学生了解设备的工作原理和工作过程、设备的调整与使用方法；掌握设备的特点及用途、技术参数以及设备的主要结构。

使学生具备模具、成形工艺、成形设备三方面的综合知识与技能，做到：能够根据成形工艺、模具结构因素，正确选用设备、调整并使用设备。

二、本课程的授课内容第一章通用曲柄压力机（一）教学内容1．通用曲柄压力机的结构组成、工作原理及分类2．曲柄滑块结构及曲柄压力机的主要零部件3．辅助装置4．通用曲柄压力机的主要技术参数、规格型号及压力机的选用（二）教学要求1．掌握内容：通用曲柄压力机的结构组成、工作原理、主要技术参数、规格型号及压力机的选用2．熟悉内容：曲柄滑块的结构及主要零部件的结构3．了解内容：曲柄压力机的辅助装置第二章其它压力机（一）教学内容1．冷挤压力机2．双动拉深压力机3．多工位压力机4．精冲压力机（二）教学要求1．掌握内容：冷挤压力机的工作原理及基本结构2．了解内容：双动拉深压力机、多工位压力机及精冲压力机的基本结构第三章塑料注射成型机（一）教学内容1．注射成形机的组成、工作过程及用途2．注射成形机的结构3．注射成形机的液压、电器及水路系统4．注射成形机的主要技术参数及规格型号5．注射成形机的使用及安全措施6．其它注射成形机的简介（二）教学要求1．掌握内容：注射成形机的主要零部件结构、合模装置的类型和安装模具厚度调节的方法，注射成型机的主要技术参数及规格型号，注射成型机的使用和工艺参数的调节。

2．熟悉内容：注射成形机的组成、工作过程、用途3．了解内容：注射成形机的液压、电器及水路系统和注射机的使用与安全措施，及其它注射成形机第四章液压机（一）教学内容1．液压机的工作原理、特点及分类2．液压机的基本结构、主要技术参数和液压、电器系统及安全保护措施3．其它液压机简介（二）教学要求1．掌握内容：液压机的工作原理、特点、分类及液压机的主要技术参数2．熟悉内容：液压机的基本结构类型、液压、电器系统及安全保护措施3．了解内容：其它多种液压机的基本结构和用途三、本课程的考核方式本课程属于考查课，开卷考试。