天津自考材料成型工艺课程考试大纲.docx
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天津自考材料成型工艺课程考试大纲
天津市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：
材料成型工艺课程代码：
3450
第一部分课程性质与目标
－、课程的性质与特点
材料成型工艺是高等教育自学考试材料成型与控制技术专业的一门重要的专业基础课。
本课程理论性较强，需结合现场实际讲授基本知识点以便于学生掌握理解。
二、课程目标与基本要求
设置本课程的目的是使考生获得材料成型过程中必要的基本理论和基本知识，通过系统的学习使学生掌握塑性变形力学基础知识，理解相关的基本概念、基本理论及其运算方法；熟悉轧制原理的基础知识；掌握轧制压力、轧制力矩的计算，为今后学习专业课、从事技术工作、解决生产实际问题及学习新的科学技术奠定必要的基础。
通过本课程学习要求考生：
1、掌握金属压力加工方法的特点和分类
2、理解应力图示和变形图示的表示方法
3、熟悉塑性变形基本定律的应用和特点
4、分析提高塑性和降低变形抗力的具体措施
5、分析轧制条件、宽展和前滑的计算和应用
6、掌握轧制压力的计算过程，熟悉主电机校核内容
7、具有建立轧制时连轧参数的方法
8、具有确定挤压参数和拉拔参数的能力
三、与本专业其他课程的关系
学习本课程的考生必须先掌握高等数学和机械工程材料等方面的基本知识，特别是金属材料的性能特点和热处理方法等相关知识的掌握，为本课程的学习打下基础。
第二部分考核内容与考核目标
第一篇金属塑性变形理论
第一章塑性变形的力学基础
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解金属压力加工方法、特点及现状，提高专业认识，熟悉力的分析和应力状态，理解塑性变形的实质和基本定律，掌握变形量的表示方法和计算，为后续学习打好基础。
二、考核知识点与考核目标
（一）金属压力加工的定义和方法（一般）
识记：
金属压力加工的定义，常见的金属压力加工方法，轧制的类型和目的
（二）力与变形（一般）
识记：
力的类型，变形的类型及区别
（三）应力状态及其图示（重点）
识记：
应力的定义，应力状态的含义和基本类型
理解：
典型金属压力加工方法的应力状态及其图示表示方法
应用：
常见的轧制、挤压、拉拔的应力状态分析
（四）变形图示和变形力学图示（重点）
识记：
变形图示的基本类型和变形力学图示的构成
理解：
根据应力状态确定变形图示的方法
应用：
确定变形力学图示的计算
（五）变形量的表示方法（重点）
识记：
绝对变形量、相对压下量、变形系数的含义
理解：
总延伸系数与各道次延伸系数的关系；延伸系数、压下系数和宽展系数的关系；确定轧制道次的方法
应用：
延伸系数、压下系数和宽展系数的计算；确定平均延伸系数、轧制道次的方法
（六）外摩擦（次重点）
识记：
外摩擦与机械摩擦比较具备的特点，轧制速度的定义和计算方法
理解：
摩擦定律的内容；冷轧和热轧的摩擦系数的计算方法；影响摩擦系数的因素
应用：
冷轧和热轧的摩擦系数的计算
第二章塑性变形基本定律
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握体积不变定律；最小阻力定律；移位体积与变形速度；不均匀变形定律的基本知识，分析变形过程中的各种现象，具有初步计算变形参数的能力和分析问题的能力。
要求明确学习定律的意义，为制定生产工艺打下坚实基础。
二、考核知识点与考核目标
（一）体积不变定律（重点）
识记：
体积不变定律的基本内容和应用场合
理解：
体积不变定律的应用方法和计算场合
应用：
不同轧制产品的延伸系数计算式
（二）最小阻力定律（次重点）
识记：
最小阻力定律的基本内容
理解：
最小阻力定律的验证方法和分析轧制时延伸总是大于宽展
（三）移位体积与变形速度（次重点）
识记：
移位体积与变形速度的定义和表示方法
理解：
轧制变形速度和轧制速度的关系
应用：
移位体积的计算应用，变形速度的计算应用
（四）不均匀变形（次重点）
识记：
均匀变形、不均匀变形的定义；基本应力、附加应力的概念
理解：
不均匀变形形成的原因；分析各种不均匀变形的附加应力类型；减少不均匀变形的措施
第三章金属的塑性、变形抗力和屈服条件
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应熟悉塑性、超塑性、变形抗力的基本概念，掌握极限屈服方程的应用，分析提高塑性和降低变形抗力的具体措施。
二、考核知识点与考核目标
（一）金属的塑性（重点）
识记：
塑性、超塑性的定义
理解：
影响塑性的因素；提高塑性的途径
（二）变形抗力与屈服条件（重点）
识记：
变形抗力的定义；极限应力状态
理解：
应力状态方程式的假设条件
应用：
屈服条件及其应用计算
第四章塑性变形中的断裂
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握断裂的基本类型；压力加工中的金属断裂。
要求结合生产实际熟悉常见的断裂类型，如何防止断裂的产生。
二、考核知识点与考核目标
（一）断裂的基本类型（一般）
识记：
断裂的基本类型及形成原理
（二）压力加工中金属的断裂（次重点）
理解：
影响压力加工断裂的因素和不同压力加工中金属的断裂形式
第二篇轧制理论
第五章轧制过程的建立
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握简单轧制条件、实现轧制的条件、平均工作辊径与平均压下量、三种典型轧制情况、轧制变形区的应力状态基本知识。
要求分析问题由浅入深，解决生产实际的轧制情况。
二、考核知识点与考核目标
（一）简单轧制条件（一般）
识记：
轧辊具备的条件，轧件具备的条件
（二）实现轧制的条件（重点）
识记：
咬入角、变形区的定义，轧件实现咬入的条件，轧件实现稳定轧制的条件
理解：
变形区长度计算公式的推导，轧件实现咬入的条件的推导过程，分析轧件和轧辊的受力情况，理解轧件充填变形区的过程，压下量与轧辊直径、咬入角的关系推导，改善咬入的基本措施
应用：
压下量的计算公式和最大压下量的确定方法
（三）平均工作辊径与平均压下量（重点）
识记：
工作辊径的定义，轧制速度的定义，箱形孔平均工作直径的计算公式
理解：
箱形孔的平均直径推导意义
应用：
平均压下量的确定方法，平均高度法确定平均工作辊径
（四）三种典型轧制情况（次重点）
识记：
三种典型轧制情况的含义
理解：
三种典型轧制情况的基本特征
（五）轧制变形区的应力状态（次重点）
理解：
影响轧制应力状态的因素
第六章轧制时的宽展、前滑和后滑
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握宽展的种类及组成；影响宽展的因素；宽展的计算公式；轧制时的前滑与后滑的计算和分析。
要求理解各种影响因素，熟悉公式中各参数确定方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）宽展的种类与组成（一般）
识记：
宽展的三种类型并比较大小，单鼓形宽展的三部分组成
理解：
宽展沿轧件宽度上的分布，研究宽展的意义
（二）影响宽展的因素（重点）
识记：
压下量、轧辊直径、轧件宽度、轧制道次、张力对宽展的影响
理解：
摩擦系数对宽展的影响推导过程和其它影响因素
应用：
各种影响因素的定性分析，解释实际生产中的现象
（三）宽展的计算公式（重点）
应用：
宽展的计算公式的应用，特别是艾克隆德公式与其它公式的区别
（四）轧制时的前滑与后滑（重点）
识记：
前滑与后滑的定义及表示方法，前滑的测定方法，中性角与中性面
理解：
中性面、前滑、后滑的关系，秒流量相等的原则
应用：
前滑和中性角的计算方法
（五）影响前滑的因素（次重点）
识记：
辊径、摩擦系数、相对压下量对前滑影响的分析
理解：
辊径、摩擦系数、相对压下量、轧件宽度、张力对前滑的影响
第七章轧制压力
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握轧制压力概念；接触面积计算；平均单位压力计算。
要求不同轧制情况会选用不同的经验公式，准确制定轧制压力参数。
二、考核知识点与考核目标
（一）轧制压力的概念（一般）
识记：
轧制压力的定义，平均单位压力的概念及表达式
理解：
平均单位压力的假设调节
（二）接触面积的计算（次重点）
识记：
典型轧制的接触面积的计算方法
理解：
考虑弹性压扁时的接触面积计算方法
应用：
简单轧制条件、孔型轧制中的按接触弧长计算接触面积
（三）平均单位压力的计算（重点）
理解：
典型轧制的各种公式应用条件
应用：
采利柯夫、恰古诺夫、斯通公式的基本形式和应用
第八章轧制力矩与主电机容量校核
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握辊系受力分析；轧制力矩的确定；轧机传动力矩的组成与计算；主电机容量校核。
要求分析过程详细，准确计算电机容量参数。
二、考核知识点与考核目标
（一）辊系受力分析（一般）
理解：
简单轧制情况、单辊驱动情况、张力作用情况、四辊轧机情况下的受力及力矩计算
（二）轧制力矩的确定（次重点）
识记：
按金属对轧辊的作用力计算轧制力矩
理解：
按能耗曲线确定轧制力矩的方法
应用：
典型轧制力矩的计算方法
（三）轧机传动力矩的组成和计算（重点）
识记：
主电机轴上传动轧辊的力矩类型、轧机效率
理解：
力矩的计算方法
应用：
轧制力矩、附加摩擦力矩、空转力矩、动力矩的计算
（四）主电机容量的校核（重点）
识记：
主电机容量的校核的内容
理解：
轧制图表与静力矩图的关系，不同轧制条件下动力矩图的绘制
应用：
电机的过载与发热的校核
第九章轧制时的弹塑性曲线与张力方程
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握轧件的塑性曲线；轧机的弹性曲线；轧制时的弹塑性曲线；轧制弹塑性曲线的实际意义；连轧基本理论。
要求建立连轧理论，熟悉各种曲线意义。
二、考核知识点与考核目标
（一）轧件的塑性曲线（一般）
识记：
轧件塑性曲线的基本形式及影响因素
（二）轧机的弹性曲线（一般）
理解：
轧机弹性曲线的基本形式及轧机刚性系数
（三）轧制时的弹塑性曲线（次重点）
理解：
轧制时弹塑性曲线的构成及各种因素对轧件厚度的影响
（四）轧制弹塑性曲线的实际意义（次重点）
识记：
轧制弹塑性曲线的实际意义体现的几个方面
（五）连轧基本理论（重点）
理解：
连轧理论的基础是流量方程、张力方程；张力自动调节的作用
应用：
各种方程的应用
第三篇挤压原理
第十章概述
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握技压法的概念和常用类型，理解其特点，要求熟悉挤压生产的应用现状。
二、考核知识点与考核目标
（一）挤压的基本方法（一般）
识记：
挤压的定义，挤压的分类
（二）挤压法的优缺点（一般）
理解：
挤压法的优点和缺点
（三）挤压生产的发展与现状（一般）
理解：
挤压生产的应用现状
第十一章挤压时的金属变形规律
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握正技压、反挤压的金属流动趋势，理解其基本理论，要求熟悉影响挤压时金属流动的因素。
二、考核知识点与考核目标
（一）不同挤压阶段的金属流动特点（一般）
理解：
研究金属流动的意义与方法，正挤压时的金属流动特点
（二）反挤压时的金属流动（一般）
理解：
反挤压时的金属流动趋势，与正挤压时的金属流动比较
（三）影响金属流动的因素（一般）
理解：
接触摩擦与润滑的影响，工具与锭坯温度的影响，金属强度特性的影响，工具结构与形状的影响
（四）挤压时的典型流动类型（次重点）
理解：
四种流动模式
第十二章挤压力
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握挤压力的影响因素及各种计算公式，要求熟练使用公式，确定各参数，完成计算任务。
二、考核知识点与考核目标
（一）影响挤压力的因素（一般）
理解：
挤压温度与变形抗力、变形程度、挤压速度与流出速度、摩擦与润滑、挤压模角、制品断面形状、锭坯长梦轩阁度、挤压方法对挤压力的影响
（二）挤压力的实测方法（一般）
理解：
利用压力表、电气测力仪测挤压力的原理及方法
（三）计算挤压力的理论公式（次重点）
理解：
解析法的特点，皮尔林公式的含义及形式
（四）挤百万读压力计算公式中的参数确定（重点）
理解：
Si、Szho、Szhl、Szh的确定，摩擦系数的确定
（五）其它挤压力计算公式（重点）
理解：
普罗卓洛夫公式、塞茹尔内公式基本形式
应用：
穿孔力、穿孔应力的计算，挤压力的计算
第四篇拉拔理论
第十三章拉拔概述
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握拉拔的概念，分类和特点，要求熟悉变形程度指数的计算方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）拉拔方法及特点（一般）
识记：
钢丝拉拔的基本概念，拉拔孔的区段
理解：
拉拔的定义，拉拔方法的分类，拉拔的特点
（二）拉拔的变形程度指数及其计算（重点）
识记：
延伸系数、压缩率、延伸率
理解：
拉拔参数的计算
应用：
变形程度指数之间的关系及计算
第十四章拉拔时的变形分析和应力分布
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握稳定和安全拉拔的条件，钢丝在模孔内的受力分析，金属在变形区的流动特性，要求分析金属在变形区内的应力分布规律。
二、考核知识点与考核目标
（一）实现拉拔的条件（重点）
识记：
稳定和安全拉拔的条件
理解：
钢丝在模孔内的受力分析
（二）金属在变形区的流动特性（重点）
识记：
金属在拉拔变形区的流动特性结论
理解：
变形区质点的流动趋势，分析实际金属的拉拔现象
（三）金属在变形区内的应力分布规律（重点）
理解：
轴向应力分布，径向应力分布，反拉力及其对变形特性和受力状态的影响
第十五章拉拔时工作条件的影响
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握润滑剂的类型和导入方式，发热的危害和冷却的方法，变形工作条件的分析，要求根据断口形状分析拉拔时的断丝原因。
二、考核知识点与考核目标
（一）拉拔时接触摩擦的特点和润滑剂的导入（一般）
识记：
润滑剂的类型和导入方式
（二）拉拔时钢丝和模具的发热及冷却（次重点）
理解：
发热的危害和冷却的方法
（三）变形工作条件的分析（重点）
识记：
总压缩率，拉拔速度对产品质量的影响
理解：
模具角度及材质对拉拔工作的影响
应用：
总压缩率，拉拔速度，模具角度及材质，带反拉力的拉拔，旋转模子的拉拔工作条件分析
（四）拉拔时的断丝原因及断口形状（次重点）
理解：
分析拉拔时的断丝原因，断口形状
第十六章拉拔力及拉丝机功率计算
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握影响拉拔力的因素，实测法，经验公式的应用，普通拉丝机、带反拉力的连续式拉丝机功率的计算方法。
要求熟练使用经验公式。
二、考核知识点与考核目标
（一）影响拉拔力的因素（一般）
理解：
被加工金属的性质、模子的角度、拉拔速度对拉拔力的影响
（二）拉拔力的确定（重点）
理解：
实测法，经验公式的应用
应用：
熟练使用各种经验公式
（三）拉丝机功率的计算（重点）
理解：
功率的计算步骤和方法
应用：
普通拉丝机、带反拉力的连续式拉丝机功率的计算方法
第十七章拉拔产品的应力状态与力学性质
一、学习目的与要求
通过本章的学习，学生应掌握盘条性能、拉拔工艺参数对拉拔后钢丝性能的影响，金属弹性变形及模具对拉拔材料的影响，拉拔条件对拉拔产品的物理性能和力学性能的影响，影响残余应力的因素。
要求会分析残余应力产生的原因及消除残余应力的方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）拉拔后钢丝性能的变化（一般）
理解：
盘条性能、拉拔工艺参数对拉拔后钢丝性能的影响
（二）金属弹性变形及模具对拉拔材料的影响（一般）
理解：
金属弹性变形及模具对拉拔材料的影响
（三）拉拔条件对拉拔产品的物理性能和力学性能的影响（次重点）
识记：
接触摩擦和润滑的影响，拉模工作角度的影响
理解：
拉拔后缠绕时弯曲的影响，变形区的温度和拉拔速度的影响
应用:
反拉力的影响，变形分散度的影响，拉拔方向的影响
（四）拉拔过程中的残余应力（次重点）
识记：
残余应力的几种类型
理解：
影响残余应力的因素，分析残余应力造成的危害
应用：
生产实际中常用的消除残余应力的方法
第三部分有关说明与实施要求
一、考核的能力层次表述
本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。
各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：
识记：
能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。
理解：
在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。
应用：
在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。
二、指定教材
《金属压力加工理论基础》段小勇主编冶金工业出版社出版2004年版
三、自学方法指导
1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。
2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。
3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。
4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。
5、由于本课程理论性较强，学习时应注意联系实际理解必要的知识难点，并保证及时完成习题和作业。
四、对社会助学的要求
l、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。
3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增减内容，以免与大纲脱节。
4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。
5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。
6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。
7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。
8、助学学时：
本课程共5学分，建议总课时90学时。
助学学时分配如下：
章次
内容
学时
第一章
塑性变形的力学基础
5
第二章
塑性变形基本定律
7
第三章
金属的塑性、变形抗力和屈服条件
5
第四章
塑性变形中的断裂
2
第五章
轧制过程的建立
5
第六章
轧制时的宽展、前滑和后滑
8
第七章
轧制压力
8
第八章
轧制力矩与主电机容量校核
8
第九章
轧制时的弹塑性曲线与张力方程
2
第十章
挤压概述
2
第十一章
挤压时的金属变形规律
8
第十二章
挤压力
5
第十三章
拉拔概述
2
第十四章
拉拔时的变形分析和应力分布
5
第十五章
拉拔时工作条件的影响
5
第十六章
拉拔力及拉丝机功率计算
8
第十七章
拉拔产品的应力状态与力学性质
5
合计
五、关于命题考试的若干规定
（包括能力层次比例、难易度比例、内容程度比例、题型、考试方法和考试时间等）
l、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。
试题覆盖到章，适当突出重点。
2、试卷中对不同能力层次试题比例大致是：
“识记”为10％、“理解”为25％、“应用”为65％。
3、试题难易程度应合理：
易、较易、较难、难比例为2：
3：
3：
2。
4、每份试卷中各类考核点所占比例约为：
重点占65％．次重点占25％，一般占10％。
5、试题类型一般分为：
填空题、判断改错题、名词解释题、单项选择题、双项选择题、简答题、分析题、计算题等。
6、考试采用闭卷笔试，考试时间为150分钟，采用百分制评分，60分及格。
六、题型示例（样题）
（－）填空题
1、轧制的三种类型是、、。
（二）判断改错题
1、多道次小变形有利于提高金属的塑性。
（）
（三）名词解释题
1、变形抗力：
（四）单项选择题
1、轧件实现咬入的条件是。
（a）咬入角小于或等于摩擦角。
（b）咬入角大于或等于摩擦角。
（c）咬入角小于或等于2倍的摩擦角。
（d）咬入角大于或等于2倍的摩擦角。
（五）双项选择题
1、对金属塑性的影响因素，下列说法正确的是。
（a）增加含碳量，可提高塑性。
（b）提高变形温度，可提高塑性。
（c）多道次小变形可提高塑性。
（d）增加合金元素，可提高塑性。
（f）提高轧制速度，可提高塑性。
（六）简答题
1、宽展有哪几种类型？
（七）分析题
1、分析拉拔时产生断丝的原因有哪些？
（八）计算题
1、在650开坯轧机上，一箱形孔轧制出的轧件尺寸为100×200毫米（高度×宽度），轧辊的辊缝为10毫米，轧辊转数为100转/分，计算该道的平均轧制速度。
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