《金屬塑性成形CAE技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《金屬塑性成形CAE技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101134223310課程名稱（中/英文）：金屬塑性成形CAE技術(shù)/CAETechnologyforMetalPlasticForming課程類別：專業(yè)必修課程學(xué)分：2總學(xué)時(shí)：32理論學(xué)時(shí)：16實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：16適用專業(yè)：材料成型及控制工程適用對(duì)象：本科先修課程：三維建模軟件及應(yīng)用、塑性成形原理教學(xué)環(huán)境：多媒體教室開(kāi)課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡(jiǎn)介1．課程任務(wù)與目的本課程任務(wù)主要為使學(xué)生掌握板材塑性成形基本理論，板材成形極限、板材塑性成形有限元原理，以及金屬塑性成形CAE技術(shù)，該技術(shù)主要利用有限元技術(shù)對(duì)塑性成形的應(yīng)力、應(yīng)變進(jìn)行模擬分析，預(yù)測(cè)應(yīng)力集中、開(kāi)裂、變形等缺陷，對(duì)板材成形過(guò)程進(jìn)行模擬分析；解決復(fù)雜板成形問(wèn)題，如彎曲、拉深成形等典型板料沖壓工藝，液壓成形、滾彎成形等特殊成形工藝，為板料成形工藝及模具設(shè)計(jì)提供幫助。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生能掌握有限元分析軟件的使用，通過(guò)仿真進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以獲得最佳的工藝方案和工藝參數(shù)，增強(qiáng)工藝的穩(wěn)定性、降低材料消耗、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。2．對(duì)接培養(yǎng)的崗位能力掌握板材塑性成形基本理論，板材成形極限、板材塑性成形有限元原理、，以及金屬塑性成形CAE技術(shù)，能夠利用有限元技術(shù)對(duì)板材塑性成形過(guò)程進(jìn)行模擬分析，具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力。三、課程教學(xué)目標(biāo)1.課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2]能夠綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)對(duì)材料成型領(lǐng)域工程典型問(wèn)題進(jìn)行分析建模。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3]能夠用圖紙、設(shè)計(jì)說(shuō)明書等形式表達(dá)設(shè)計(jì)成果，體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5.2]能夠根據(jù)現(xiàn)代材料成型方法，開(kāi)發(fā)或選擇使用恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)代專業(yè)設(shè)備或者測(cè)試技術(shù)解決材料成型復(fù)雜工程問(wèn)題，同時(shí)能夠充分認(rèn)識(shí)各種方法和技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和存在問(wèn)題。2.課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，具體內(nèi)容如下1．了解金屬材料成型過(guò)程所用到的基本原理以及金屬塑性成形CAE技術(shù)的概念、方法、特點(diǎn)及用途，具有分析、選用相關(guān)現(xiàn)代模擬手段進(jìn)行工程問(wèn)題模擬仿真能力；（支撐畢業(yè)要求2.2）2．了解金屬塑性成形CAE模擬軟件及其應(yīng)用范圍、應(yīng)用環(huán)境、工作界面、基本操作；熟悉利用CAE軟件進(jìn)行參數(shù)化建模的基本命令、建模方法及建模技巧；（支撐畢業(yè)要求3.3）3．熟練掌握模擬軟件的基本操作過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬手段的工程應(yīng)用的能力；能夠根據(jù)具體工程問(wèn)題選用軟件對(duì)工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)進(jìn)行模擬仿真，并根據(jù)模擬結(jié)果分析、解決問(wèn)題或優(yōu)化工藝參數(shù)；熟悉國(guó)際材料成型計(jì)算機(jī)模擬與仿真發(fā)展趨勢(shì)，具有一定的國(guó)際視野和交流能力。（支撐畢業(yè)能力要求5.2）四、課程教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配和具體安排（一）學(xué)時(shí)分配主題或知識(shí)點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)完成課程教學(xué)目標(biāo)講課實(shí)驗(yàn)實(shí)踐主題或知識(shí)點(diǎn)1板材成形性能理論22001、3主題或知識(shí)點(diǎn)2板材成形極限理論22001、3主題或知識(shí)點(diǎn)3板材成形性能評(píng)估及測(cè)試22001、3主題或知識(shí)點(diǎn)4板材成形有限元理論22001、3主題或知識(shí)點(diǎn)5板材成形CAE分析關(guān)鍵技術(shù)22001、2、3主題或知識(shí)點(diǎn)6模擬軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能51401、2、3主題或知識(shí)點(diǎn)7拉深成形過(guò)程模擬分析51401、2、3主題或知識(shí)點(diǎn)8液壓脹形過(guò)程模擬分析62401、2、3主題或知識(shí)點(diǎn)9拼焊沖壓過(guò)程模擬分析62401、2、3合計(jì)3216160（二）實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)安排序號(hào)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類型實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐要求每組人數(shù)備注1模擬軟件基本操作4綜合性必做12拉深成形過(guò)程模擬4綜合性必做13液壓脹形過(guò)程模擬4綜合性必做14拼焊沖壓過(guò)程模擬4綜合性必做1五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計(jì)主題1板材成形性能理論1．教學(xué)內(nèi)容板材成形基本理論、板材成形有限元發(fā)展概述、板材成形CAE分析技術(shù)發(fā)展概述。2．教學(xué)重點(diǎn)板材成形基本理論。3．教學(xué)難點(diǎn)板材成形基本理論。4．教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，授課過(guò)程中采用問(wèn)題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法，在教與學(xué)過(guò)程中可以隨時(shí)提問(wèn)，展開(kāi)討論，教師啟發(fā)式引導(dǎo)等方式，同時(shí)在課程中添加思政內(nèi)容。主題2板材成形極限理論1．教學(xué)內(nèi)容沖壓成形極限、分散性和局部失穩(wěn)準(zhǔn)則、沖壓成形極限曲線的應(yīng)用。2．教學(xué)重點(diǎn)沖壓成形極限、分散性和局部失穩(wěn)準(zhǔn)則、沖壓成形極限曲線的應(yīng)用。3．教學(xué)難點(diǎn)沖壓成形極限。4．教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，授課過(guò)程中采用問(wèn)題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法，在教與學(xué)過(guò)程中可以隨時(shí)提問(wèn)，展開(kāi)討論，教師啟發(fā)式引導(dǎo)等方式，同時(shí)在課程中添加思政內(nèi)容。主題3板材成形性能評(píng)估及測(cè)試1．教學(xué)內(nèi)容板料成形性能評(píng)估、板料成形性能測(cè)試。2．教學(xué)重點(diǎn)板料成形性能評(píng)估、板料成形性能測(cè)試。3．教學(xué)難點(diǎn)板料成形性能評(píng)估、板料成形性能測(cè)試。4．教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，授課過(guò)程中采用問(wèn)題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法，在教與學(xué)過(guò)程中可以隨時(shí)提問(wèn)，展開(kāi)討論，教師啟發(fā)式引導(dǎo)等方式，同時(shí)在課程中添加思政內(nèi)容。主題4板材成形有限元理論1．教學(xué)內(nèi)容有限元計(jì)算的要點(diǎn)和特點(diǎn)、有限元計(jì)算與板料成形模擬、有限元求解算法。2．教學(xué)重點(diǎn)有限元計(jì)算與板料成形模擬、有限元求解算法。3．教學(xué)難點(diǎn)有限元計(jì)算與板料成形模擬、有限元求解算法。4．教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，授課過(guò)程中采用問(wèn)題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法，在教與學(xué)過(guò)程中可以隨時(shí)提問(wèn)，展開(kāi)討論，教師啟發(fā)式引導(dǎo)等方式，同時(shí)在課程中添加思政內(nèi)容。主題5板材成形CAE分析關(guān)鍵技術(shù)1．教學(xué)內(nèi)容板材成形CAE分析關(guān)鍵技術(shù)概述、材料各向異性屈服準(zhǔn)則的運(yùn)用、單元類型選擇、網(wǎng)格劃分、邊界條件處理、常用板料成形CAE軟件。2．教學(xué)重點(diǎn)材料各向異性屈服準(zhǔn)則的運(yùn)用、單元類型選擇、網(wǎng)格劃分、邊界條件處理。3．教學(xué)難點(diǎn)材料各向異性屈服準(zhǔn)則的運(yùn)用、單元類型選擇、網(wǎng)格劃分、邊界條件處理。4．教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，授課過(guò)程中采用問(wèn)題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法，在教與學(xué)過(guò)程中可以隨時(shí)提問(wèn)，展開(kāi)討論，教師啟發(fā)式引導(dǎo)等方式，同時(shí)在課程中添加思政內(nèi)容。主題6模擬軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能1．教學(xué)內(nèi)容軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其基本功能。2．教學(xué)重點(diǎn)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其基本功能。3．教學(xué)難點(diǎn)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其基本功能。4．教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，授課過(guò)程中采用問(wèn)題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法，在教與學(xué)過(guò)程中可以隨時(shí)提問(wèn)，展開(kāi)討論，教師啟發(fā)式引導(dǎo)等方式，同時(shí)在課程中添加思政內(nèi)容。主題7拉深成形過(guò)程模擬分析1．教學(xué)內(nèi)容拉深成形過(guò)程模擬分析。2．教學(xué)重點(diǎn)拉深成形過(guò)程模擬分析。3．教學(xué)難點(diǎn)拉深成形過(guò)程模擬分析。4．教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，授課過(guò)程中采用問(wèn)題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法，在教與學(xué)過(guò)程中可以隨時(shí)提問(wèn)，展開(kāi)討論，教師啟發(fā)式引導(dǎo)等方式，同時(shí)在課程中添加思政內(nèi)容。主題8液壓脹形過(guò)程模擬分析1．教學(xué)內(nèi)容液壓脹形過(guò)程模擬分析。2．教學(xué)重點(diǎn)液壓脹形過(guò)程模擬分析。3．教學(xué)難點(diǎn)液壓脹形過(guò)程模擬分析。4．教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，授課過(guò)程中采用問(wèn)題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法，在教與學(xué)過(guò)程中可以隨時(shí)提問(wèn)，展開(kāi)討論，教師啟發(fā)式引導(dǎo)等方式，同時(shí)在課程中添加思政內(nèi)容。主題9拼焊沖壓過(guò)程模擬分析1．教學(xué)內(nèi)容拼焊沖壓過(guò)程模擬分析。2．教學(xué)重點(diǎn)拼焊沖壓過(guò)程模擬分析。3．教學(xué)難點(diǎn)拼焊沖壓過(guò)程模擬分析。4．教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用課堂多媒體授課，授課過(guò)程中采用問(wèn)題互動(dòng)式、討論式、案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法，在教與學(xué)過(guò)程中可以隨時(shí)提問(wèn)，展開(kāi)討論，教師啟發(fā)式引導(dǎo)等方式，同時(shí)在課程中添加思政內(nèi)容。六、學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定1.課程考核方式及比例本課程考核學(xué)生獲取知識(shí)的能力、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力；考核方式采用考勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、期末考試等多種形式、多個(gè)階段的全過(guò)程考核：其中出勤10%、作業(yè)10%、課堂表現(xiàn)10%、實(shí)驗(yàn)20%和期末考試50%。學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定表考核方式平時(shí)成績(jī)期中考試期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測(cè)驗(yàn)答辯項(xiàng)目小論文實(shí)驗(yàn)√√√√√成績(jī)比例%10101020502.課程目標(biāo)考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重本課程教學(xué)目標(biāo)與考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重如表所示：課程教學(xué)目標(biāo)與考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重表課程教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)考核評(píng)價(jià)方式權(quán)重（%）過(guò)程性考核實(shí)驗(yàn)期末考試合計(jì)出勤及課堂表現(xiàn)作業(yè)教學(xué)目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)2.263615~2030~35教學(xué)目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)3.363615~2030~35教學(xué)目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)5.284815~2035~40合計(jì)201020501003.成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定及考核標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估項(xiàng)目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及課堂表現(xiàn)（20%）無(wú)遲到、早退、曠課現(xiàn)象。積極參加課堂討論，并有自己獨(dú)到的見(jiàn)解，能夠準(zhǔn)確回答問(wèn)題，并有自己獨(dú)到的見(jiàn)解偶爾有遲到、早退現(xiàn)象。較為積極參加課堂討論，能夠準(zhǔn)確回答問(wèn)題，并提出自己的見(jiàn)解有遲到、早退現(xiàn)象。能夠主動(dòng)參加課堂討論，能夠回答問(wèn)題有遲到、早退、偶爾有曠課現(xiàn)象。參與課堂討論，基本能回答相關(guān)問(wèn)題遲到、早退、曠課較多。不能有效參加課堂討論，回答不出所有問(wèn)題作業(yè)（10%）能夠獨(dú)立完成作業(yè)，作業(yè)完成質(zhì)量?jī)?yōu)秀，能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問(wèn)題，并獲得正確結(jié)論能夠獨(dú)立完成作業(yè)，完成質(zhì)量較高，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問(wèn)題，并獲得正確結(jié)論能夠獨(dú)立完成作業(yè)，完成質(zhì)量符合要求，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問(wèn)題，并獲得有效結(jié)論基本能夠獨(dú)立完成作業(yè)，部分題目解答存在抄襲現(xiàn)象，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問(wèn)題的能力基本符合要求不能獨(dú)立完成作業(yè)，存在明顯抄襲現(xiàn)象，不具備運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問(wèn)題的能力實(shí)驗(yàn)（20分%）實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表規(guī)范。能夠正確完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問(wèn)題，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行深入的討論，提出自己的見(jiàn)解。實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表基本規(guī)范。能夠完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問(wèn)題，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行討論，提出意見(jiàn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)基本合理，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，圖表基本規(guī)范。能夠基本完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中中提出的問(wèn)題，對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行討論。實(shí)驗(yàn)報(bào)告基本能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)圖表齊全，基本完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)報(bào)告不能獨(dú)立完成，存在抄襲現(xiàn)象，報(bào)告中提出的問(wèn)題沒(méi)有或基本沒(méi)有回答。課程教學(xué)目標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估項(xiàng)目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教學(xué)目標(biāo)1熟練掌握金屬材料成型過(guò)程所用到的基本原理以及金屬塑性成形CAE技術(shù)的概念、方法、特點(diǎn)及用途，具有分析、選用相關(guān)現(xiàn)代模擬手段進(jìn)行工程問(wèn)題模擬仿真能力。準(zhǔn)確掌握金屬材料成型過(guò)程所用到的基本原理以及金屬塑性成形CAE技術(shù)的概念、方法、特點(diǎn)及用途，具有較好的分析、選用相關(guān)現(xiàn)代模擬手段進(jìn)行工程問(wèn)題模擬仿真能力。掌握金屬材料成型過(guò)程所用到的基本原理以及金屬塑性成形CAE技術(shù)的概念、方法、特點(diǎn)及用途，具有一定的分析、選用相關(guān)現(xiàn)代模擬手段進(jìn)行工程問(wèn)題模擬仿真能力?；菊莆战饘俨牧铣尚瓦^(guò)程所用到的基本原理以及金屬塑性成形CAE技術(shù)的概念、方法、特點(diǎn)及用途，具有基本的分析、選用相關(guān)現(xiàn)代模擬手段進(jìn)行工程問(wèn)題模擬仿真能力。不能掌握金屬材料成型過(guò)程所用到的基本原理以及金屬塑性成形CAE技術(shù)的概念、方法、特點(diǎn)及用途，不具有分析、選用相關(guān)現(xiàn)代模擬手段進(jìn)行工程問(wèn)題模擬仿真能力。教學(xué)目標(biāo)2熟練掌握金屬塑性成形CAE模擬軟件及其應(yīng)用范圍、應(yīng)用環(huán)境、工作界面、基本操作；具有利用CAE軟件進(jìn)行參數(shù)化建模的基本命令、建模方法及建模技巧。準(zhǔn)確掌握金屬塑性成形CAE模擬軟件及其應(yīng)用范圍、應(yīng)用環(huán)境、工作界面、基本操作；具有較好的利用CAE軟件進(jìn)行參數(shù)化建模的基本命令、建模方法及建模技巧。掌握金屬塑性成形CAE模擬軟件及其應(yīng)用范圍、應(yīng)用環(huán)境、工作界面、基本操作；具有一定的利用CAE軟件進(jìn)行參數(shù)化建模的基本命令、建模方法及建模技巧?；菊莆战饘偎苄猿尚蜟AE模擬軟件及其應(yīng)用范圍、應(yīng)用環(huán)境、工作界面、基本操作；具有基本的利用CAE軟件進(jìn)行參數(shù)化建模的基本命令、建模方法及建模技巧。不能掌握金屬塑性成形CAE模擬軟件及其應(yīng)用范圍、應(yīng)用環(huán)境、工作界面、基本操作；不具有利用CAE軟件進(jìn)行參數(shù)化建模的基本命令、建模方法及建模技巧。教學(xué)目標(biāo)3熟練掌握模擬軟件的基本操作過(guò)程，能夠根據(jù)具體工程問(wèn)題選用軟件對(duì)工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)進(jìn)行模擬仿真，并根據(jù)模擬結(jié)果分析、解決問(wèn)題或優(yōu)化工藝參數(shù)。準(zhǔn)確掌握模擬軟件的基本操作過(guò)程，能夠較好的根據(jù)具體工程問(wèn)題選用軟件對(duì)工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)進(jìn)行模擬仿真，并根據(jù)模擬結(jié)果分析、解決問(wèn)題或優(yōu)化工藝參數(shù)。掌握模擬軟件的基本操作過(guò)程，能夠一定程度上的根據(jù)具體工程問(wèn)題選用軟件對(duì)工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)進(jìn)行模擬仿真，并根據(jù)模擬結(jié)果分析、解決問(wèn)題或優(yōu)化工藝參數(shù)。基本掌握模擬軟件的基本操作過(guò)程，能夠基本根據(jù)具體工程問(wèn)題選用軟件對(duì)工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)進(jìn)行模擬仿真，并根據(jù)模擬結(jié)果分析、解決問(wèn)題或優(yōu)化工藝參數(shù)。不能掌握模擬軟件的基本操作過(guò)程，不能根據(jù)具體工程問(wèn)題選用軟件對(duì)工程問(wèn)題的