材料成型自主设计性专业综合实验

材料成型及控制工程专业综合实验报告实验报告：材料成型及控制工程专业综合实验一、实验目的：1.掌握材料成型及控制工程的基本原理；2.学习并了解材料成型及控制工程的实际应用；3.提高实验操作技巧和实验数据分析能力。

二、实验仪器和材料：1.数控铣床：用于完成加工实验；2.数控线切割机：用于完成线切割实验；3.材料样品：使用铝合金和塑料材料。

三、实验内容：1.数控铣床实验：a.将铝合金材料夹在数控铣床上，设定加工参数；b.进行铣削操作，实现铝合金材料的加工成型；c.调整加工参数，观察对加工结果的影响。

2.数控线切割机实验：a.将塑料材料放置在数控线切割机上，设定切割参数；b.进行线切割操作，实现塑料材料的切割成型；c.调整切割参数，观察对切割结果的影响。

四、实验过程：1.数控铣床实验：a.将铝合金材料夹在数控铣床上，设定加工参数，包括切削速度、进给速度、转速等；b.打开数控铣床电源，进行加工操作，观察铝合金材料的加工成型情况；c.根据加工结果，调整加工参数，观察对加工结果的影响。

2.数控线切割机实验：a.将塑料材料放置在数控线切割机上，设定切割参数，包括切割速度、电弧电压、电弧电流等；b.打开数控线切割机电源，进行切割操作，观察塑料材料的切割成型情况；c.根据切割结果，调整切割参数，观察对切割结果的影响。

五、实验结果及分析：1.数控铣床实验结果：a.观察到不同的加工参数对铝合金的加工效果有明显影响，例如切削速度过快会导致切削不够充分，切削速度过慢则会导致切削效果不理想；b.通过不断调整加工参数，得以实现较为满意的加工成型结果。

2.数控线切割机实验结果：a.观察到不同的切割参数对塑料材料的切割效果有明显影响，例如切割速度过快可能导致切割不完全，切割速度过慢则可能引起材料熔化；b.通过不断调整切割参数，得以实现较为满意的切割成型结果。

六、实验总结：材料成型及控制工程是一门综合性很强的工程学科，通过本次实验，我们了解到了材料成型和控制工程的基本原理和实际应用情况。

《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验教学大纲
《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求
《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求
《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求
《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求
《综合实验》（材料成型与控制工程专业）实验项目教学基本要求
法；掌握C02焊焊接T艺，了解影响C02焊丁艺的|刃索，掌握焊接电流、电弧电压、焊接速度、保护气流量对焊缝成形的影响。

管、夭平、漏斗、移液管、滤纸、玻璃棒、烘箱、浓度为5%的焦磷酸钠溶液、摆动式筛砂、软毛刷、蜡光纸、放大镜、偏光显微镜等。

对实验报告的要求：
1、记录自己及同组同学（不同含水量）的实验结果（含水量、紧实率、标准试样重、透气率、湿压强度），用表格表示，绘制含水量与透气率、紧实率、湿压强度的关系曲线，分析含水量与紧实率、标准样重、透气率、湿压强度的关系。

2、整理含泥量、颗粒组成、颗粒形状及表面状态等实验数据，并制定成表，评价测定的原砂质量如何，并提出适用范围。

4.要求用正规实验报告纸，书写清晰。

实验课程名称：材料成型CAE综合实验实验项目名称自主设计焊接接头冷却过程的温度场和应力场实验成绩实验者专业班级组别同组者实验日期年月日第一部分：实验预习报告（包括实验目的、意义，实验基本原理与方法，主要仪器设备及耗材，实验方案与技术路线等）（一）实验目的对焊接接头应力及温度场分析是材料成型CAE中较为复杂的问题，它涉及到热与结构耦合等问题。

在焊接过程中，焊接接头的温度场会直接影响到焊接接头最终的组织和性能，是焊接过过程数值模拟的主要任务；焊接接头的应力场则对焊接结构产品的使用性能至关重要。

通过对焊接接头温度场和应力场的有限元模拟，学习用ANSYS对实际工程问题进行数值分析的过程。

（二）基本原理和方法1）基本原理：有限元法是一种离散化的数值计算方法。

离散后的单元和单元之间只通过节点相联系，所有场变量（位移、应力、温度等）都通过节点进行计算。

对于每个单元，选取适当的插值函数，使得在子域内部、子域分界面上以及子域与外界分界面上都满足一定的条件。

然后把所有单元的方程都组装起来，就得到整个结构的方程组。

求解方程组，就可以得到方程的近似解。

用ANSYS软件进行有限元分析，整个过程（以结构分析为例）可分为：前处理：建立几何模型；对几何模型进行离散化处理等。

加载求解：根据作用力等效原则将每个单元所受的载荷移置到该单元的节点上；根据边界条件修改刚度方程，消除刚体位移；求解整体刚度方程，得到节点位移；根据相应方程求解应力和应变等。

后处理：利用计算机图形方式，将计算结果以变形网格、等值线、彩色云图、动画等方式进行显示与分析等。

2）方法：方法：命令流的执行通常从输入框中读入：将“Filename.txt”中的命令采用复制的方式，粘贴到输入框中，按“Enter”键即可执行。

一次可复制一条、多条直至整个命令流文件。

（三）实验内容某一圆环由环形钢板和铁板焊接而成，焊接材料为铜，如图为其纵截面的1/2。

圆盘初始温度为800℃，将圆环放置于空气中进行冷却，周围空气为30℃，对流系数为120W/(m2℃)。

摘要金属材料的热处理后的力学性能取决其内部组织的改变状况，内部组织可以通过金相显微镜对其进行综合分析，力学性能可通过静拉伸试验、硬度试验、冲击试验、疲劳试验、磨损试验中仪器的使用获得。

热处理工艺的制订则有赖于正确掌握成分，淬火温度，冷却速度与组织、性能之间的关系。

一般热处理的基本操作有退火、正火、淬火及回火等。

本实验通过对40Cr淬火温度、冷却速度、回火的综合实验设计，使其每一种热处理影响因素都在单一变量和对照的条件下实现了分析，从而得出了40Cr的金相组织、硬度等相关性能随热处理工艺的变化而发生变化，主要介绍40Cr正火、淬火（水冷）后的组织性能特点。

关键字：仪器使用、原理、40Cr、热处理、金相分析目录第一章仪器的使用及原理1.1 金属力学性能试验1.1.1 静拉伸试验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 21.1.2 硬度试验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 21.1.3 冲击试验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 41.1.4 疲劳试验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 41.1.5 磨损实验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 4 1.2 金相综合分析1.2.1 金相显微镜的构成原理及使用‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥41.2.2 钢件的火花鉴别法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5 1.3 钢的热处理1.3.1 碳钢的热处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥61.3.2 结构钢的淬透性测定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥61.3.3 离子氮化‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6 1.4 铸造综合实验1.4.1中频感应电炉‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥61.4.2真空热压炉‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥61.4.3铸造合金流动性测定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7第二章40Cr热处理及金相分析2.1实验目的‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥72.2实验材料及设备‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥72.3 实验工艺制定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥72.4 实验结果及分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥92.5 2号试样（正火+淬火水冷））具体过程及分析‥‥‥102.6实验总结‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12致谢‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12参考文献‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12第一章仪器的使用及原理1.1金属力学性能实验1.1.1静拉伸试验一、使用及原理静拉伸试验在油压式万能试验机上进行。

对材料成型及控制工程专业实践教学的思考关键词：实践教学；材料成型及控制工程；创新方法；思维能力；实用性【中图分类号】g642毋庸置疑，实践教学同理论教学是紧密联系、不可分割的一对共生体，其共同服务于专业教学中。

随着新课改进程的持续加快，材料成型及控制工程专业更加重视实践教学，这无疑对于学生综合实践能力的考评与培养有着积极意义与关键作用。

本文通过描述本专业在实践教学中的发展状况，对完善和创新实践教学给出一些可行性的见解和实施方法。

一、材料成型及控制工程实践教学的发展现况1、实践教学所需经费投入不够，实习基地的建设规模有待扩大如今，材料成型及控制工程专业的高校内实习基地已初步成型，依照实践教学的客观要求，陆续建成了专业化实验室以及有限的校内、外实习基地。

然而，在校园以外，技术发达的独资、合资企业通常不会承接实习生就业，由于规模化的大型国有企业吸引众多实习生的参观，因而便不乐意主动邀请学生实习，而有条件为学生提供较多实习机会的企业却都是些设备、器械欠发达、经营管理不善的单位。

除此之外，由于同行业市场竞争日渐激烈化、白热化，企业在接待学生实习时，会有意识地保护专利及自有技术，对学生实习也持”不积极”的态度。

随着近些年来，对本行业安全生产的注重以及自动化技术的日新月异，对学生亲自接触岗位实习也带来一定的负面效应。

2、实践教学的定位不尽合理事实上，本专业的实践教学仍处在理论教学的被支配地位，实践教学的理念并未能依照素质教育的推进发生根本性转变，仍以”知识灌输”为主导精神，缺乏创新思维的培养。

在教学规划中，以知识的传授为导向的理论教学，其界限十分模糊，任务需要十分明确，逐步产生一套较为可靠的理论教学内容体系，也不乏教学考评。

但实践教学并未有凸显自身教学特征以及对学生实践能力进行科学考评的有效办法。

3、师资队伍与职业实践教学的客观需要不相协调就目前来讲，从事本专业实验教学的教师大都文凭较低、教学能力十分有限，仅擅长于空洞的理论说教，缺乏”实验室教学”的操作经验；在教学中片面地给向学生模拟演示实验的过程，以致于广大学生并未从内心真正理解实验项目在实际工程中所处的作用和地位，所以学生仅能被动地仿效，不利于职业技能和专业素质的训练。

材料成型及控制工程专业双学位双专业培养方案（2009级执行）一、培养目标本专业培养适应海峡西岸经济区，尤其是厦门市经济与社会发展需要，德、智、体、美全面发展，具备机械科学、材料科学基础知识和应用能力，能够在材料成型的相关领域内，从事技术开发、设计、制造、试验研究、生产组织管理等工作的应用型高级专门人才。

二、培养要求本专业学生主要学习材料科学基础和机械设计与制造的基础理论，学习微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识，受到现代机械工程师的基本训练，具有进行产品设计、制造及设备控制、生产组织管理的基本能力。

毕业生应获得以下几个方面的知识、能力和素质：：1.具有较扎实的自然科学基本理论知识、较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力，特别是有较好的人文素质；2.具有本专业所必需的制图、计算、实验、测试、调研、文献检索和基本工艺操作等基本技能和较强的计算机应用能力；3.较系统地掌握本专业必需的技术理论基础知识。

主要包括力学、机械学、电工与电子技术、材料科学基础、机械制造技术基础、材料成型原理、市场经济及企业管理等基础知识；4.掌握模具设计的基本原理、设计方法、模具材料及制造的相关知识，了解学科前沿和发展趋势；5.具有对材料成型过程、模具设计及快速模具制造技术进行技术经济分析和管理的初步能力；6.基本掌握一门外语，能顺利阅读本专业的外文书刊，并有一定的听说能力；7.具有较强的团队精神和合作能力；8.了解体育运动的基本知识，掌握科学锻炼的知识和方法，为以后的工作学习提供健康的体魄。

三、学制、授予学位和相近专业1.学制：两年。

2.授予学位：工学学士。

3.相近专业：机械设计制造及其自动化，材料科学与工程。

四、课程设置（涉及外系、部开课的课程名称，请和相关系部确认）1.主干学科：机械工程，材料科学与工程。

2.主要课程：机械原理、机械设计、材料科学基础、材料成型原理、塑料成型工艺与模具设计、冲压工艺与模具设计、粉末冶金技术、计算机在材料成型中的应用。