《焊接结构》课程大纲Word下载.docx
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四、先修课程
材料力学，金属学及热处理，金属力学性能，焊接冶金学
五、授课对象
本课程面向材料成型及控制工程专业本科生开设，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）
本课程是第七学期开设的一门专业模块选修课。
教学目标包括：
1、焊接结构是焊接技术应用于工程实际产品的主要表现形式，也是在许多工业部门应用最为广泛的金属结构，课程将使学生获得焊接结构方面的基本知识；
2、从典型的焊接结构出发，掌握焊接结构的特性和发展前沿，掌握其基本理论知识和特性，扩大焊接结构方面的知识广度；
3、在全面理解与掌握焊接结构特点的基础上，重点学习焊接应力与变形、焊接接头承载特性、焊接结构的脆性断裂、焊接结构和接头的疲劳强度、焊接结构类型及其力学特点、焊接结构设计的内容，成为新时代高素质的材料成形加工人才；
4、学生在生产实习、课程设置、实验课等实践环节中获得对焊接方向的兴趣及感性认识，具有能对焊接结构相关复杂工程问题进行分析解决的能力。
表1课程目标对毕业要求的支撑关系
毕业要求及其指标点
本课程目标对毕业要求的支撑关系
毕业要求
指标点
毕业要求1：
工程知识
能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。
1.1掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的数学基础知识。
1.2掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的物理、化学等自然科学基础知识。
1.3掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的工程力学基础知识。
课程目标3
1.4掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的工程检测与控制基础知识。
1.5系统掌握了专业知识，能够将所学知识用于解决材料成型及控制工程复杂问题。
毕业要求2：
问题分析
能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。
2.1能够应用工程数学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。
如：
复杂的模具设计。
2.2能够应用物理、化学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，获得有效结论。
物理综合实验。
2.3能够应用力学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，获得有效结论。
工程力学综合实验。
2.4能够应用工程科学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，获得有效结论。
工程控制实验中的建模与分析。
毕业要求3：
设计/开发解决方案
能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等因素。
3.1了解机械工程、材料成型及控制工程问题特征，掌握解决复杂工程问题的设计方法。
3.2在考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等制约因素的前提下，能够设计（开发）针对复杂材料成型及控制工程问题的解决方案，具备设计（开发）满足特定材料成型及控制工程需求的系统、单元（部件）或工艺流程的能力。
3.3在设计（开发）过程中，具有追求材料成型及控制工程复杂问题创新解决的态度和意识，掌握了基本的创新方法，清楚创新方向及领域。
课程目标2、
课程目标4
毕业要求4：
研究
能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。
4.1掌握材料热加工成形原理及特点，能够采用科学方法，具备合理设计材料成型及控制工程（模具）复杂实验、开展科学研究的能力。
4.2掌握材料成型及控制工程原理及主要工艺，能够采用科学方法，正确构建并实施材料成型及控制工程综合实验，得出正确结果的能力。
4.3能正确使用和处理实验数据，通过信息综合处理，具备对复杂的材料成型及控制工程实验结果进行正确分析能力。
4.4了解常见的材料成型及控制工程常用设备、实验仪器及实验方法，具备调控设备及仪器参数，进行测控和维护的能力。
毕业要求5：
使用现代工具
能够针对复杂工程问题，开发、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，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。
5.1掌握文献检索、资料查询、现代网络搜索工具的使用方法。
5.2了解材料成型及控制工程专业重要资料来源及获取方法。
5.3具备应用各类文献、信息及资料进行复杂材料成型及控制工程实践的能力。
5.4掌握复杂材料成型及控制工程问题的预测与模拟方法，理解其局限性。
毕业要求6：
工程与社会
能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。
6.1了解与工程相关的国家方针、政策与法律法规，能够评价工程实践对社会、健康、安全、法律以及文化的影响。
6.2了解材料成型及控制工程专业特点及其对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，能够正确评价复杂成型及控制工程问题解决方案的优劣。
6.3能正确认识材料成型及控制工程各种复杂工艺对于客观世界和社会的影响，理解并能够承担的相应工程和社会责任。
课程目标2、课程目标4
毕业要求7：
环境和可持续发展
能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。
7.1了解材料成型及控制工程的专业特征、学科前沿和发展趋势，正确认识本专业对于社会发展的重要性。
7.2能正确理解和评价材料成型及控制工程复杂问题实施对环境保护及社会可持续发展等的影响。
7.3在解决复杂的材料成型及控制工程的实际问题中，能够正确理解并考虑工程实践对环境、社会可持续发展的影响。
毕业要求8：
职业规范
具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。
8.1具有人文社会科学素养，理解世界观、人生观的基本意义及其影响。
8.2了解中国国情，理解中国可持续科学发展道路以及个人的做人规范，具有较高的社会责任感。
8.3在工程实践中，理解工程师的职业性质、职业责任,具备工程师的职业道德
8.4具有健康的体质和良好的心理素质，能较好地履行责任。
毕业要求9：
个人和团队
能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。
9.1具备较宽广的本学科基础知识和较高的个人素质，能够在多学科背景下，承担个人及团队成员的作用。
9.2具备良好的团队协作精神，善于和团队其它成员协作、互补、交往。
9.3能够承担团队负责人角色，具备综合团队成员意见和建议，进行合理决策之领导能力。
毕业要求10：
沟通
能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。
并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。
10.1较好地掌握了一门外语，了解不同文化的差异，具有一定的跨文化交流能力。
10.2了解本专业领域及其相关行业的国内外的技术现状，具有较强的业务沟通能力与竞争能力。
10.3能够应用现代工具撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令，就复杂的专业工程问题进行有效沟通和交流。
毕业要求11：
项目管理
理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。
11.1了解机械及材料工程管理和经济决策的基本知识，理解并掌握工程管理原理与经济决策方法。
11.2具备应用工程管理和经济决策知识实践的工作能力，具有一定的组织、管理及领导能力，能够较好地通过口头或书面方式表达自己的想法。
11.3具有较强的综合归纳能力，能在多学科环境中加于应用。
毕业要求12：
终身学习
具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。
12.1对终身学习的重要性，有自觉的意识和正确的认识。
12.2能够采用合适的方法，自我学习、提高的能力。
12.3能够适应社会进步与发展，与时代同步。
七、教学重点与难点：
教学重点：
1）焊接结构内容繁多，涉及材料、冶金、热传导、力学等多学科知识，本课程以介绍焊接结构应力与变形为主体、以讲述各类焊接结构的设计、断裂与疲劳为重点；
2）在全面了解与掌握焊接结构特点的基础上，重点学习焊接应力与变形、焊接接头承载特性、焊接结构的脆性断裂、焊接结构和接头的疲劳强度、焊接结构类型及其力学特点、焊接结构设计等内容；
3）课程将重点或详细介绍不同焊接接头形式的应力分布、评定焊接结构断裂与疲劳的方法和防治措施，对复杂力学公式与方程的推导只作简要介绍或自学。
4）重点学习的章节内容包括：
第1章“焊接应力与变形”（8学时）、第3章“焊接结构的脆性断裂”（6学时）。
教学难点：
1）焊接结构课程是理论性极强的课程之一，公式繁多，许多结论难以直观感受，本课程将密切结合学生的生产实习、课程设置及先修课程的试验等实践环节，培养学生对焊接结构的认识及设计能力，提高授课质量与效果。
2）通过本课程学习，要求掌握各类接头形式的焊接结构的特点、应用范围、性能等，具备合理选择或设计焊接结构的能力。
八、教学方法与手段：
教学方法：
（1）采用现代化教学方法（含PPT演示，设备照片，影像资料等）进行讲授，以提高教学效果及效率；
（2）采用课堂教学与学生交流讨论等方式，进行课堂互动，吸引学生的注意力、激发学生的学习热情，提高学生的学习效果。
教学手段：
（1）以常见的、典型的电弧焊、点焊焊接接头为讲解对象，深入分析焊接结构应力分布及其对断裂和疲劳强度的影响，使学生具备选择或设计满足特定需求的焊接结构的能力；
（2）结合本专业生产实习以及科研案例，有的放矢地做好课堂教学准备工作，加深学生对焊接结构的理解与掌握，提高授课质量与效果；
（3）上课期间多与生进行讨论交流，提高课堂互动频率与水平。
九、教学内容与学时安排
（1）总体安排
教学内容与学时的总体安排，如表2所示。
表2基本教学内容与学时安排
序号
课程内容
课堂（学习、讨论）学时
课外（准备、复试、实践）学时
1
绪论
焊接应力与变形
8
3
焊接接头
4
焊接结构的脆性断裂
6
5
焊接接头和焊接结构的疲劳强度
焊接结构类型及其力学特点
7
焊接结构设计
（2）具体内容
各章节的具体内容如下：
绪论（2学时）
1.焊接性分析,构件焊接性（材料—焊接适应性,设计—焊接可靠性,制造—焊接可行性）;
2.焊接结构概述，特点，优点，应用范围；
3.本课程的内容范围,结构和学习要求。
第一章焊接应力与变形（8学时）
1.1内应力的产生
内应力及其产生原因,热应力及相变应变,焊接引起的内应力.
1.2焊接应力与变形的形成过程
简单杆件的应力与变形；
不均匀温度场下的应力与变形；
焊接引起的应力与变形
1.3焊接残余应力
焊接残余应力的分布,焊缝纵向残余应力,焊缝横向残余应力,焊接相变赢利,拘束焊接赢利,点焊,喷涂及火焰切割时的残余应力;
焊接残余应力的影响,残余应力的测量.减少残余应力的措施：
必要性,设计措施,选材措施,制造工艺措施（包括焊前措施,焊时措施,焊后措施）
1.4焊接残余变形
1.4.1焊接变形的一些基本概念
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