武汉理工大学工程力学专业卓越工程师培养方案.docx

1、武汉理工大学工程力学专业卓越工程师培养方案工程力学专业“卓越工程师培养方案试 点 方 案二一一年二月1. 专业根本情况武汉理工大学工程力学专业是在老一辈著名力学家王龙甫教授的关心和指导下，经过几代人的努力，不断开展、壮大起来的。自1986年本专业开始招生时起，以著名力学家王龙甫先生为学术带头人的团队就确立了坚决保证办学质量的根本原那么，举全系之力悉心培育。由于具备坚实的根底知识，较强的分析、解决问题的能力及计算机应用能力、较好的综合素质和创新精神，本专业毕业生受到社会和市场的广泛欢送。近几年来毕业生一次性就业率均到达95%左右，有超过30%的毕业生考取力学、结构工程、材料、汽车工程、计算机等专

2、业的硕士研究生，遍布北京大学、清华大学、浙江大学、同济大学、大连理工大学、北京航空航天大学、中科院力学研究所等高校和院所。2006年力学实验中心获批为湖北省力学实验教学示范中心，2021年工程力学专业被批准为湖北省高等学校本科品牌专业，2021年被教育部确定为第六批国家级特色专业。除本科专业外，本专业目前已拥有力学一级学科博士点、力学博士后流动站、力学一级学科硕士点和力学一级湖北省重点学科。本专业近年来先后承当了国家重大根底研究工程973工程课题、国家平安重大根底研究工程军工973工程子课题、国家自然科学基金国际合作重大工程、国家自然科学基金重点工程、国家863高技术工程、国家自然科学基金工程

3、、教育部新世纪优秀人才方案工程、湖北省杰出青年基金工程等一批高水平科研工程，年均科研总经费在600万元以上，获得了多项省部级及以上科研奖励。2006年在教育部组织的力学一级学科评估排名工作中，我校力学学科在全国参评的41所高等学校中排名第23位。其中，科学研究排名第14位，人才培养排名第20位。2. 实施卓越工程师培养方案的根底2.1以我校汽车行业特色和车辆工程卓越工程师试点专业为根底汽车产业已经是我国国民经济的支柱产业，对牵动我国的经济社会开展发挥着重要作用，在市场需求的巨大拉动和国家产业政策的扶植下，我国汽车产业近些年来一直保持健康、快速的开展态势。但是，相对欧美日等汽车工业先进国家而言，

4、我国汽车产业在产品自主研发、形成自主品牌的能力、支撑汽车产业持续开展的智力支持和人力资源等方面，尚有较大差距。我国汽车产业要想缩小差距，改变目前“大而不强的产业面貌，最终形成竞争优势，实现对欧美日汽车产业的超越，迫切需要人数较多的应用创新型工程技术人才。武汉理工大学车辆工程专业始建于1958年，是武汉理工大学的一个传统特色专业，由于专业在国内具有悠久历史，为我国汽车及相关工业培养了大批人才，已成为湖北省乃至黄河以南地区汽车工业开展的重要人才培训基地。汽车是武汉理工大学的三大行业特色之一，长期以来，我校与汽车行业的联系十分密切，行业企业对学校的办学发挥了重要的引导和指导作用，反过来学校也成为为行

5、业企业输送科技成果、工程技术人才和提供智力支持的重要源地。因此，我校车辆工程专业于2021年获批第一批卓越工程师方案试点专业。汽车产品的问世需要进行大量的有限元分析模拟，从零部件到整车，从固体到流体和传热，从静态力学特性到动态、碰撞、疲劳、断裂和可靠性，从传统材料到复合材料在汽车零部件的应用，从传统能源到新能源的应用，从设计过程到零部件的制造、整车的组装过程，等等。同时，汽车零部件和整车的力学性能的测试也非常重要，包括静态应力应变、动态和冲击特性、动平衡、振动和噪声、疲劳、新材料应用的力学行为，等等。有限元分析模拟和力学性能测试分析正是工程力学专业学生的特长所在，与车辆工程专业学生能优势互补，

6、本专业将借助卓越工程师方案的试点，在人才培养上，培养具备扎实的有限元分析模拟和力学实验测试能力，能够有效配合车辆工程专业人才，开展汽车科学研究和汽车整车及零部件产品设计开发、试验、制造等领域工作的应用创新型工程技术人才。2.2以工程力学专业的深厚沉淀和雄厚实力为根底2.2.1 学科专业实力较强本学科是在我校老一辈力学专家王龙甫等先生的直接领导下创立并开展壮大的，学校1984年获得流体力学博士点，2003年获得固体力学博士点，2005年获得力学一级学科博士点，1999年建立力学博士后流动站。固体力学1994年为第一批省级重点学科，2003年再次批准为湖北省重点学科，是学校“211工程建设的学科之

7、一。学科特色十分鲜明，主要表现在力学与材料科学、力学与土木结构工程、力学与船舶海洋工程的交叉融合方面，有材料复合新技术国家重点实验室、道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室、高速船舶工程教育部重点实验室等作为科学研究基地支撑。力学学科已形成以博士生导师和年轻博士为主的5支学术梯队。主要研究方向为：智能结构及其结构动力学。自1994年以来，重点针对两大方面开展研究：其一，智能材料的功能与结构一体化的力学行为；其二，结构振动的损伤识别与智能控制。前者包括：智能材料的组分结构与性能、智能材料的力热电磁耦合效应及其失效理论、智能材料本构关系等研究；后者包括：结构动力特性的智能系统的损伤自诊断的在线信息实验

8、方法、以及智能材料作为结构振动控制的调节器和驱动器来实现结构振动反响的半主动和主动控制，形成了以研究本征智能材料与结构有机结合的智能结构体系为主要特色和优势：在碳纤维机敏混凝土智能材料功能特性及其力学行为方面在国际重要学术刊物上发表了系列文章，并作为原创性成果被国际同行的广泛引用等；建立了基于智能控制装置的智能主动和智能半主动控制算法，建立了智能控制装置设置位置优化的设计方法。新型材料力学。随着材料科学技术的进步，功能材料向高效能、高可靠性、高灵敏度、智能化和功能集成化的方向开展，结构材料呈现出复合化、高韧性、高比强、耐磨损、抗腐蚀、耐高温、低本钱和高可靠性的趋势。新型材料的不断涌现，给力学学

9、科提出了一系列的崭新课题。我校力学学科依托本校的优势学科，结合国防、航空航天、土木、汽车与能源等工程领域中的几类重要新型材料，集中了以翟鹏程教授为学术带头人的较强的学术队伍，致力于将新材料的力学研究同材料复合新技术和新材料的开展与应用相结合，在陶瓷金属梯度材料宏细观力学与设计理论、高性能热电材料的力学根底研究以及太阳能热电光电复合发电新技术的力学根底研究等方面，取得了一系列创新性成果，形成了具有鲜明特色且有一定影响的“新型材料力学研究方向。复合材料工艺力学。本研究方向以航空、汽车、化工、国防等工业为应用背景，致力于高性能树脂基复合材料结构设计及低本钱制造技术关键问题的理论、实验与数值模拟研究，

10、重点包括：复合材料力学与结构设计；复合材料成型工艺力学理论；复合材料液体成型与预浸料成型工艺过程的理论模型与数值模拟、质量控制与工艺参数优化。该研究方向从上世纪八十年代开始得到了多项国家自然科学基金、国家科技攻关工程和国防科研工程的资助，在复合材料液体模塑成型数值模拟、复合材料产品计算机辅助设计与工程应用方面形成了自己的特色和优势。应用流体力学。本研究方向1983年获得船舶流体力学博士点，1998年经国务院学位委员会批准调整为流体力学博士点。经过25年的建设，建设了大型船舶流体力学实验基地、风洞实验室等良好的实验条件，积累了博士研究生培养经验。本方向的主要特色一是结合船舶工程、工业与环境等，开

11、展船舶流体力学和工业与环境流体力学研究，二是结合数学与数理统计学开展流体力学计算的理论研究，都取得了国际前沿学术水平的成果。岩土工程力学。岩土介质中存在着许多地质结构面以及具有多孔特性，使对岩土介质的动静态力学特性研究变得困难和复杂。本研究方向以岩土工程生态环境保护与恢复、加固防治为应用背景，致力于岩土体的动静力学特性、岩土工程结构的变形分析、稳定性评价与加固优化设计、监测预报及环境保护、岩土工程计算软件开发的研究。本研究方向在环境岩土力学、计算岩土力学、裂隙岩体力学等三个方面取得了重要的研究进展并形成了自己的特色。在2006年国务院学位办组织的一级学科评估中，我校力学学科排在第23位，省内仅

12、次于华中科技大学。本学科的整体实力与国内一流水平相比尚有差距。但在与材料学科交叉的研究方向上本学科处在国内先进水平。今后5年，将坚持以特色求开展，建立以研究材料的力学行为为特色的研究基地；在跨物质层次和多尺度力学、信息力学、制造力学等最新研究领域中寻求创新，使之在该领域处在国内外前沿阵地。2.2.2 学科专业培养条件优越，办学效果和声誉良好武汉理工大学工程结构与力学系是安世亚太ANSYS-CHINA公司授权的技术支持中心和软件培训中心，目的旨在加强ANSYS软件在华中地区通用机械、土木、汽车、船舶、航空航天等行业的推广与效劳，我单位拥有多名经验丰富的CAE培训讲师，每年都进行多期ANSYS软件

13、的培训工作。武汉理工大学工程结构与力学系已拥有ANSYS、MSC-MARC和ABAQUS大型商用有限元软件资源，曙光天潮TC4000高性能刀片式计算机集群和浪潮英信NL230D塔式工作站等硬件资源。计算机集群包括1个管理节点+20个计算节点，浮点运算能力理论峰值为1.07万亿次/秒，大大提高了计算效率，为解决大型工程计算问题提供有力的保障。本一级学科的专业实验室情况如下表，包括固体力学实验室、高温高压研究室、材料与结构数值模拟研究室、复合材料结构研究室、智能材料与结构实验室、流体力学实验室、结构试验室、岩土工程实验室，良好的实验条件为本专业的人才培养提供了有力的保障。本一级学科的专业实验室情况

14、简表实 验 室名 称实验室面积m2设备台、件合计万元以上固体力学实验室3607335高温高压研究室700127材料与结构数值模拟研究室1001210复合材料结构研究室100103智能材料与结构实验室300179流体力学实验室6005223结构试验室35013524岩土工程实验室3106811从老一辈力学家王龙甫教授在原武汉建材学院开办力学师资班，1982年开始招收固体力学硕士研究生，1986年工程力学专业开始招收本科生，开展至今，在武汉理工大学南湖新校园已矗立起一栋五层力学大楼，工程力学专业已走过了30多年的光芒历史。在科学研究方面，形成了特色鲜明的新材料的力学根底、智能材料结构的力学理论、复

15、合材料成型工艺力学和工程结构分析等科研方向，其中有限元数值模拟及材料与结构的力学行为测试都是必不可少的研究环节，这些研究成果被积极引入到本科专业教学实践中，不断促进教学水平的提高，形成了科研与教学的良性循环。如今，工程力学专业已是桃李满天下，培养出了一大批优秀的毕业生，他们都已成为国内外科研、教育、设计、施工、管理等岗位的骨干，为本专业赢得了很好的声誉。2.2.3与汽车有关的有限元计算模拟和实验测试教学成效斐然本专业早在2002年便开设了学科必修课?有限元分析与应用?以及该课程的课程设计，该课程在简要介绍有限元根本概念和根本理论的根底上，主要结合汽车工程结构中的应用实例，着重使用有限元软件AN

16、SYS对汽车零部件及整车的静力和动力特性进行求解分析。让学生将力学理论与工程实践相结合，为今后解决实际问题打下根底。下面列举了局部教学、科研过程中所应用的与汽车有关的有限元计算模拟和实验测试的分析实例：1、汽车车架的有限元分析与结构优化设计利用有限元分析软件，对某车车架进行了有限元分析，计算出了车架的应力分布、弯曲强度，并依据计算结果对初始设计提出了改良意见，使其结构能够更好地满足强度和刚度要求。2、汽车轮胎支撑体的有限元分析对汽车轮胎支撑体在设计载荷、转弯及制动情况下的应力进行了有限元分析，得到了轮胎支撑体在上述三种载荷共同作用下的应力场，确定了危险点的位置及数值，为改良设计及工艺提供了理论依据。3、汽车保险杠非线性有限元分析应用ANSYS