东北大学材料成型力学
材料成型力学课程教学改革
示 内容。 利用多媒体技术的交互性 ， 使演讲形式能与 补 ，灵活使用多媒体技术 ，以加深学生的印象和记
学 生实 时沟 通和交 流 ， 达到 信息互 动 的 目的。
点， 在什么位置安排何种媒体 ， 都要经过缜密思考 。 代的， 教师的传道 、 授业 、 解惑也不是通过多媒体展 深刻反映主题思想 ， 是多媒体课件的核心 目标。 具体 示所能完成的。如果只是注重多媒体教学而淡化甚
制作 时 ， 任课教 师是 编剧 、 策划 人 ， 也 是导 演 。 教学 过 至用其替代人与人之间的感情交流，现代媒体成 了 程 由任课 教师来 设计 ，课 堂教 学 出现 的各种情 况 由 教学 机器 ， 教师则 成 了机械 手 ， 显然 达不 到提 高教 学 教师来 掌 握 。 教师 在制 作多 媒体教 学 软件 时 ， 充分 利 效果 目的。
用多媒体技术的多维性 ， 扩展信息处理的空问范围，
应 该 明确 ，多媒体 教学 只能作 为教 学过 程 的补
采用链 接 技术将 授课 内容 与 相关 内容相 联 系 。运 用 充 ，是辅 助教师 和学生 教 与学 的过 程 。在课 堂 教学
多媒体技术的集成性 ， 根据课程内容融合多种媒体 ， 中， 应把传统教学方式和多媒体教学方式结合起来 ，
多媒 体教 学是 在传统 教学 基础 上增加 了多媒体
制 作课 件需 要大量 原始 资料 ，可从 现场 拍摄 或
这一 特殊 工具 ， 而不 是抛 弃原 有 的传 统教 学手段 。 在 从成品录像带及 网上教学资源中撷取。 然后 ， 借助多
东北大学材料成型力学ppt课件
a
f
在边界点，r = R 时，σr=0, rz 0 ; 由剪应力互
等 zr 0 则边界处满足塑性条件
h
zr r o
r
za ra
2
3
2 zra
s2
R
za s
z
s
2 s
3h
(R r)
7
(3) 接触表面分区情况
由
r rb f zb k
则
zb
s
3f
f k
f f z
rb
（1） f < 0.58，d/h >2[η(f )+1] 三区共存
（2） f < 0.58, 2[η(f)+1]≥d/h≥2 两区共存，常摩擦应力区消失
（3） 当d/h≤2， f为任何值，接触表面只有摩擦应力递减区
（4） f ≥0.58 两区共存,常摩擦系数区消失
9
4） 摩擦应力递减区接触表面压应力分布曲线方程
m 称为摩擦因子，取值0-1
5
（5）其他假设
3.2 圆柱体镦粗
3.2.1 接触表面压应力分布曲线方程
（1） 常摩擦系数区接触表面压应力分布曲线方程
{ f f z
d r 2 f z 0
dr
h
d r d z 0
z
z
a
f
zr r
ho
r
d z 2 f z 0
dr
h
在边界点，r=R时，σr=0,
2f
zb s e h (Rrb ) rb d ( f )
h 2h
常 常摩
摩 摩擦
擦 系 数 区
擦 应 力 区
应 力 递 减 区
8
( f ) 1 ln f 3
东北大学材料科学与工程学院
现பைடு நூலகம்领导
（表格资料来源： ）
谢谢观看
截止到2021年6月，学院现设有材料科学与工程和功能材料（隶属材料学二级学科）、材料成型及控制工程 （隶属材料加工工程二级学科）、材料物理（隶属材料物理与化学二级学科）、材料科学与工程（中外合作办学） 5个本科生专业，属于材料科学与工程一级学科的材料工程及分别属于相应二级学科的材料学、材料加工工程、材 料物理与化学4个硕士和博士研究生专业以及材料科学与工程博士后流动站。现有在校学生3294人，其中本科生 1603人，硕士研究生1255人，博士研究生436人。
办学历史
1950年，东北工学院物理冶金专业及金属压力加工专业创建，这两个专业分别是材料科学与工程专业及材料 成型及控制工程专业的前身 。
1958年，材料物理专业创办 。 2012年，功能材料专业创办 。 1996年10月，由东北大学原钢铁冶金系、有色金属冶金系、材料科学与工程系、热能工程系、金属压力加工 系合并组建东北大学材料与冶金学院。 2015年12月15日，东北大学材料与冶金学院拆分为东北大学冶金学院级东北大学材料科学与工程学院 。
截至2017年3月，学院拥有国家级特色专业2个，省级精品课程2门 。 国家级特色专业：材料科学与工程专业、材料成型及控制工程专业 省级精品课程：材料成形金属学、材料的力学性能 表格数据截至2017年3月 （表格资料来源： ）
文化传统
院训：厚德为料，铸智成材
院风：求真拓新，明辨笃行
学院院徽：
院徽设计创意：1、整体颜色用冷色调，显示科学与技术研究的谨性；2、中间四面体设计，一方面表达新材 料的研发是从成分-结构-工艺-性能四个方面开展，也是材料发展的核心，其中顶点是性能（或功能 performance），是最终最为重要部分；另一方面也表示晶体结构，这是材料科学研究的核心内容之一：MSE是材 料科学与工程的缩写；3、中间的齿轮代表工程，也凸显出路甬祥院士对材料未来发展提出的“料成材，材成器” 理念。也意味着材料必要走向实用化，才能显示出新材料的意义。这也与东北大学王国栋院士提出的材料发展思 路一致；4、外圈中东北大学英文表达国际化，汉字“东北大学”用张学良先生的题字表达对学校历史的传承 。 学院院徽
材料成型力学 ppt课件
（1） 常摩擦系数区接触表面压应力分布曲线方程
{ f f z
d r 2 f z 0
dr
h
d r d z 0
z
z
a
f
zr r
ho
r
d z 2 f z 0
dr
h
在边界点，r=R时，σr=0,
2 f r
z Ce h
rz=0 ; 由剪应力互等，
yx x ho
ppt课件
l/2
3
x
3
假设
正应力在y轴方向上均匀分布
剪应力在y轴方向上呈线性分布
x d x
x dx
yx 2 f
y h
d x 2 f 0
dx h
从变形体上截取分离体 d x h 2 f dx 0
z
f
同理，圆柱体镦粗时r 方向力平衡 微分方程简化为
0
2
1
Tx
2
kDdD
tan
同理
dN
n
dx
f k
f f z
2 f (Rr)
zh se h
rb
R
zn
s
2 s
3h
(R r)
r rb
f
f zb
k, zb
s
3f
zn
s
3f
2 s
3h
(rb
r)
ppt课件
常 常摩
摩 擦 系 数 区
摩 擦 应 力 区
擦 应 力 递 减 区
多媒体课件
材料成形力学
东北大学材料成型专业培养计划
复变函数与积 分变换*
学 与
B150200011
大学物理(工 科)㈠*
自 然 科
B150200012
大学物理(工 科)㈡*
学
B150200031
大学物理实验 (工科)㈠*
40 2.5 4 68 4.25 2 14.9% 68 4.25 3 32 2 3
B150200032
大学物理实验 (工科)㈡*
24 1.5 4
节，总学分至少达到228.25学分，其中，实践类环节（包含实 践教学环节、理论教学环节中学位课的实验、上机、设计） 55.38学分，课外7.25学分；各门课程成绩达到合格，毕业设 计（论文）获得通过，同时达到学校对本科毕业生提出的德、 智、体、美等诸方面的要求后方可毕业。
十一、教学进程表
周/ 学期
1
课 程 分 课群
(注
成 绩 记
专 业
期号
称
学 时 讲实 上设课
基 础
B190100310
计算机硬件技 术基础*
48 3 5
教
以上所列课程共计46.50学分，至少达到40.50学分（其
育
中学位课34.00学分)。
系
列
B110700230 环境概论Δ
24 1.5 7
B141500090
企业经济管理 Δ
32 2 4
B161100010
中国近现代史 纲要*
32 2 2
2012版
材料成型及控制工程
Material Processing and Control
一、统编序号：1103 二、专业代码：080302 三、学位、学制：工学学士学位,学制为4年 四、专业简介
材料成型及控制工程专业是国家级特色专业建设点和辽宁 省示范性专业，专业依托的二级学科 “材料加工工程”为国 家重点学科。本专业拥有轧制技术及连轧自动化国家重点实验 室，是材料电磁过程研究教育部重点实验室的依托学科之一。 材料成型及控制工程专业的教学内容和研究方向涵盖固态成 形、液态成形、半固态成形及液固成形一体化等先进成形方 式，具有在学科交叉点开展前沿领域研究的优势和承担综合性 大规模开发项目的能力。目前已经初步形成了教学和科研水平 高、实验设备先进、师资力量雄厚、学术水平高，能培养高层 次人才的集教学、科研及研究生培养为一体的基地 本专业 2009年被评为国家级特色专业建设点。 五、培养目标及专业范围
东北大学《材料科学导论X》期末考试必备真题集(含答案)84
材料科学导论单选题1.材料的性质是在元器件或设备实现预期的使用性能而得到利用的。
即材料的使用性能取决于（ B ）。
A材料的组成B材料的基本性能C材料的结构D材料的合成与加工工艺2. 钢铁、有色金属、玻璃、陶瓷、高分子材料等的原材料多数来自（ D ）、为矿物资源，形成于亿万年之前，是不可再生的资源。
因此，在材料生产中必须节省资源、节约能源、回收再生。
A. 工业B农业C材料加工行业D采掘工业3. 高分子材料、金属材料和无机非金属材料，不论其形状大小如何，其宏观性能都是由（ B ）。
A它的化学成分所决定的B其化学组成和组织结构决定的C其加工工艺过程所决定的D其使用环境所决定的4. 腐蚀一旦发生，材料或制品就会（ D ）；所以腐蚀是材料设计和选择时不得不考虑的重要因素。
A大受影响B性能显著下降C服务寿命缩短D以上所有5. 晶体的宏观形貌可以是（D ）。
A.一维的B二维的C三维的D上述所有6. 范德华键是永远存在于分子间或分子内非键结合的力，是一种（A ）。
A相互吸引的力B相互排斥的力C具有决定性的力D非常强烈的键合方式7. 空间技术的发展对材料提出了愈来愈高的要求，石油化工、能源开发等方面的反应装置、热交换器、核燃料，要求材料的（D ）也日益严格。
A.耐高温性B耐腐蚀性C耐磨性C以上所有8. 高性能的材料如果（ C ）不高就等于低性能。
A材料耐磨性B有用性C可靠性D安全性9. 材料的制备技术和成型加工技术是一个国家经济发达程度的标志之一。
这是因为最终体现材料作用的是其制品的（D ），材料只有经过各种成型加工手段，形成最终产品(制品)，才能体现其功能和价值。
A品种B数量C质量D以上所有10. 社会因素主要是（ D ）。
这些问题与材料有关，有时往往会否决对材料的选择。
这是材料选择的最后阶段应考虑的。
A环境问题B地理条件问题C气候条件D环境问题和政策问题11. 在重视环境因素的潮流中，人们提出了的（B ）理念。
东北大学材料成型工艺学第二篇(二)解剖
时最佳模角为45－60°。
平模挤压时形成死区，模角取60°。
五、挤压工具
1、挤压筒
作用：容纳金属。
外套
1） 结构
中套
一般由二层或三层过盈热
内套
装组成，分别称为内套、中
套和外套，目的是：Hale Waihona Puke 使筒壁中的应力分布均匀（降低
筒壁中的应力峰值）；b 筒
磨损后只需更换内套，不必
更换整个挤压筒，可节约材
料。
各套之间的配合可以是圆柱形的（a）、带一定锥度 的（b、c）或带止口的（d）。圆柱形衬加工容易，但 更换困难；锥形衬加工困难，但更换容易；带止口衬与 圆柱形衬基本相同，只是热装时依靠止口自动找准。
挤压力：轴通过垫片作用在坯料上使之从模孔中流出 的力，是指曲线上的最大力。
挤压力是制订工艺、选择设备、校核工具强度的依据。
影响因素：有很多，如摩擦、
应力
金属性质、挤压温度、变形程
度、模角等。
模角逐渐增大过程中，一方面
弯曲变形增大，导致挤压力升
高；另一方面摩擦面减小，导
模角
致挤压力减小，结果存在一最 佳模角，使挤压力最小。挤压
外径D应比筒内径小ΔD， ΔD太大，易形成局部脱皮挤 压，残留在筒内的金属在下次挤压时可能包覆在制品上形 成起皮、分层等缺陷；挤压管材时不能有效地控制穿孔针 的位置，导致管材偏心。 ΔD太小，易导致垫片与筒摩擦， 加速挤压筒的磨损。 ΔD值与筒的内径和挤压方式有关， 具体见P93。
内径d由穿孔针的外径决定，一般比穿孔针的外径大0.3 －0.4，间隙太大，不能校正穿孔针在筒中的位置，还可 能导致金属回流包住穿孔针。间隙太小易划伤穿孔针。
长度： L轴 L筒 l（ 5－ 1m 0 ） m
东北大学材料学科介绍
东北大学材料学科介绍－材料先进制备与处理技术研究领域一、研究领域简介先进材料制备与处理技术本领域主要从事激光应用技术、材料电磁场制备技术、表面防护技术、焊接与热处理技术及装备的研究与开发。
迄今已经形成了一个多学科交叉的研究领域。
近年来承担国家973计划、863计划、国家自然科学基金等各级各类科研项目15项，总经费400万元；公开发表学术论文200余篇，其中被SCI、EI、ISTP收录近百篇次，出版专著及教材4部；获科技成果奖励15项，其中省部级科技进步一等奖3项、二等奖5项、三等奖2项；本研究领域现有材料表面技术、热处理及焊接技术、和特殊外场处理技术三个研究方向。
二、学术带头人简介刘常升，1963年1月出生，博士，教授，博士生导师。
现任东北大学材料与冶金学院院长。
兼任中国材料研究学会青委会理事、辽宁省机械工程学会理事和材料工程学会理事长，教育部材料先进制备技术工程中心副主任。
1999年获国务院颁发的政府特殊津贴奖励。
2000年获第二届“辽宁省青年科技奖”二等奖奖励。
2000年入选教育部高校中青年骨干教师资助计划。
2001年入选教育部“跨世纪优秀人才培养计划”。
2003年当选沈阳市十大杰出青年。
1995年获得辽宁省科技进步奖一等奖，2001年获得中国冶金科学技术奖二等奖和辽宁省科学技术奖（自然科学）三等奖。
出版《激光表面改性与纳米材料制备》专著，申报国家发明专利1项，发表学术论文120篇。
赵骧，1956年生，工学博士，教授，博士生导师。
1982年7月毕业于东北工学院（现东北大学）金属材料专业；1987年获硕士学位后留校任教；1990年赴日本东京大学工学部金属材料系留学；1993年获博士学位；1995年至1998年在日本东北大学工学部材料晶界设计讲座任教；回国后在东北大学材料与冶金学院材料研究所任教。
1999年至今多次以客座教授身份赴法国Metz大学进行科研合作。
1994年和2002年分别被评为东北大学优秀共产党员和先进教育工作者。
东大金属凝固原理第六章
15
二、单晶生长的方法 根据熔区的特点，单晶生长的方法可以分为正常凝 固法和区熔法。
(一) 正常凝固法
正常凝固法制备单 晶，最常用的有坩 埚移动、炉体移动 及晶体提拉等单向 凝固方法。
16
1、坩埚移动或炉体移动单向凝固法 最常用的是将尖底坩埚垂直沿炉体逐渐下降，单 晶体从尖底部位缓慢向上生长；也可以将“籽晶”放 在坩埚底部，当坩埚向下移动时， “籽晶”处开始
8
二、单向凝固的方法
1.发热剂法
型壳(精密铸造壳型)放在绝热箱中，底部放水 冷结晶器,浇铸金属后，在上部盖发热剂，使 上部金属处于高温，四周绝热,下部冷却,建立 自下而上的凝固条件。
缺点:无法调节GL 和R，制备小型柱状晶铸件(叶
片)。
9
2.功率降低法(P.D法) 加热线圈分成两段， 铸件不移动，型壳加热到 一定温度，向型壳内加入 过热的金属液，切断下部
1
§６-1 定向凝固工艺
单向凝固又称单向结晶，是使金属或合金由熔 体中单向生长晶体的一种工艺方法。单向凝固是用 于制备单晶、柱状晶和内生复合材料的凝固工艺方 法。其中最重要的工艺参数是：
GL-固液界面前沿液相中的温度梯度
R-固液界面前沿推进速度，晶体生长速度。
GL/R是控制晶体长大形态的重要判据（影响界面 稳定性） 在提高GL的条件下，增加R，才获得所要求的晶体 形态，细化组织，改善质量，并且提高单向凝固铸 件的生产率。
向右，每重熔一次都有提纯作用，纯度提高一
次，经多次重熔，得到高纯材料。
25
26
区域提纯效果与K0和搅 拌程度有关。 K0越小， 搅拌越好，提纯效果越 好。感应加热，电磁搅 拌，液相溶质分布均匀， 界面前沿溶质浓度低， 固相中的溶质少，提纯 效率高。
《材料成型力学》课教学手段改革初探
形势下高素质、 有创 新能力的现代 化复合 型人材 的培养要求。
关键词 材料成型力学 教学手段 改革
文献标识码： Ａ 中图分类号 ： Ｇ６ ４ ２
本 文探讨 了在教学中 ， 在 充分发挥 多媒 体技 术和传统教 绘 图笔直接在大屏幕上写 出类似板书效果的文字等等 。这有 学手段优势的基础上 ， 如何将两者有机 整合在一起 ， 实现寓教 利于吸引学生的注意力 ，引导学生 的思路。当教师在多媒体 于乐的 目的， 既提高 了同学们的学习兴趣， 又提高了教学效果 教室给学生上课时 ， 利用 多媒体计算机所具有的计算、 存储 、
甚至用其替代人与人之间的感情交流 ，现代媒体成了教学机 上课时不能完全依赖多媒体技术 ，不能把课堂当作是课件展 器， 教师则成 了机械手， 显然是达不到提高教学效果的 目的。 因此 。我们牢 固树立 多媒体教学只能作 为教学过程的补充 ， 是辅助教师和学生教与学 的过程 。在多媒体教学方式和传统 参考 文献 教学方式中适 时切换并使其互补， 灵活使用多媒体技术 ， 以加
的 几 点 体会 。 ｌ 精 心 制 作 课 件
查询、 绘 图、 动画、 发声等功能 ， 通过硬件平台调用各种 电脑软
件， 把文字、 图形、 图像 、 音响 、 视频 、 仿真等信息进行组合 ； 同 课件是 多媒体教学必 需的组成部分 ， 具体制作时 ， 任课教 时操作计算机、 视频成像器等各种媒体， 采用投影、 播放、 现场
２树立正确 的指导思想
在应用多媒体教学过 程中，把握课 堂教学活动 的主体是 相结合， 展示动态变化过程 ， 加深学生 的印象和记忆 ， 达到最 人这一原则。无论采 用何 种教学方 式，课堂 教学活动 中教师 佳 教 学 效 果 。 的主导地位与学生的主体地位 是不可动摇的。课堂 中的动态 交流， 不仅仅是知识的流动 ， 还有任课教师与学生， 学生与学 ５结论
2019材料成型及控制工程专业怎么样、学什么、前景好吗
2019材料成型及控制⼯程专业怎么样、学什么、前景好吗 材料成型及控制⼯程专业在专业学科中属于⼯学类中的材料类，其中材料类共17个专业，材料成型及控制⼯程专业在材料类专业中排名第1，在整个⼯学⼤类中排名第3位。
下⾯是店铺给⼤家带来的材料成型及控制⼯程专业怎么样、学什么、前景好吗，供⼤家参考! 1、材料成型及控制⼯程专业简介 材料成型及控制⼯程专业是材料科学、成型⼯艺与⾃动控制技术的综合与交叉，培养具有材料成型加⼯基础理论与应⽤能⼒，受到现代⼯程师训练，从事材料制备、加⼯⼯艺及设备的设计与开发，科学研究、⽣产管理、经营销售等⽅⾯⼯作⼯程技术⼈才。
本专业设两个专业⽅向，分别为⾦属成型及模具专业⽅向和塑料成型及模具专业⽅向。
2、材料成型及控制⼯程专业主要课程 ⼯程图学、⼯程⼒学、⼯程材料、机械原理、机械设计、制造技术基础、弹塑性⼒学、电⼯电⼦学、微机原理及应⽤、材料成型技术基础。
3、材料成型及控制⼯程专业培养⽬标 培养⽬标 培养德、智、体、美全⾯发展的，基础扎实、富有创新意识、适应海外、港澳台地区社会和内地社会需要，具有创新精神和实践能⼒，可在材料成型⽅⾯从事科学研究、加⼯⼯艺设计、成形模具设计及⽣产组织管理的⾼级科技⼈才。
培养要求 本专业学⽣主要学习材料科学及各类热加⼯⼯艺的基础理论与技术和有关设备的设计⽅法，受到现代机械⼯程师的基本训练，具有从事各类热加⼯⼯艺及设备设计、⽣产组织管理的基本能⼒。
4、材料成型及控制⼯程专业就业⽅向与就业前景 本专业的就业前景不错，毕业⽣可以从事材料成型与控制⼯程领域的设计制造、科学研究、材料成型设备与模具设计开发以及⽣产运⾏管理等⼯作。
5、材料成型及控制⼯程专业⽐较不错的⼤学推荐，排名不分先后 1. 上海交通⼤学 A+ 2. 哈尔滨⼯业⼤学 A+ 3. 清华⼤学 A+ 4. 华南理⼯⼤学 A+ 5. 西北⼯业⼤学 A+ 6. 北京科技⼤学 A 7. 华中科技⼤学 A 8. 东北⼤学 A 9. 吉林⼤学 A 10. 天津⼤学 A 11. 同济⼤学 A 12. 西安交通⼤学 A 材料成型及控制⼯程专业毕业⽣起薪好的⼤学 数据显⽰材料学专业毕业⽣起薪最好的是海南⼤学，其次是华东理⼯⼤学;排名学校分值1海南⼤学￥60002华东理⼯⼤学￥47993东南⼤学￥45004南昌⼯程学院￥43755北京理⼯⼤学￥43335北京理⼯⼤学￥4333 6郑州⼤学￥4250 7北京航空航天⼤学￥3999 8⼭东科技⼤学黄岛校区￥3900 9西安交通⼤学￥3899 10清华⼤学￥3875。
东北大学考研金属塑性成型力学课后答案解析
1-6 已知物体内某点的应力分量为xσ=yσ=20MPa，xyτ=10MPa，其余应力分量为零，试求主应力大小和方向。
解：zyxIσσσ++=1=40MPa2222)(zxyzxyxzzyyxIτττσσσσσσ+++++-==-300 MPa22232xyzzxyyzxzxyzxyzyxIτστστστττσσσ---+==03004023=+-σσσ1σ=30MPa2σ=10 MPa3σ=01-7已知变形时一点应力状态如图1-34所示，单位为MPa，是回答下列问题？（1）注明主应力；（2）分解该张量；（3）给出主变形图；（4）求出最大剪应力，给出其作用面。
解：（1）注明主应力如下图所示：（2）分解该张量；⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---11666765＋＝（3）给出主变形图（4）最大剪应力127523113±=+-±=-±=σστ MPa 其作用面为1-8已知物体内两点的应力张量为a 点1σ=40 MPa ，2σ=20 MPa ，3σ=0；b 点：y x σσ==30 MPa ，xy τ=10 MPa ，其余为零，试判断它们的应力状态是否相同。
解：a 点MPa I 603211=++=σσσ)(1332212σσσσσσ++-=I =-800 MPa 3213σσσ=I =0z y x I σσσ++=1=60 MPa2222)(zx yz xy x z z y y x I τττσσσσσσ+++++-==-800 MPa 22232xyz zx y yz x zx yz xy z y x I τστστστττσσσ---+==0 其特征方程一样，则它们的应力状态相同。
1-10 某材料进行单向拉伸试验，当进入塑性状态时的断面积F=100mm 2，载荷为P=6000N ； （1）求此瞬间的应力分量、偏差应力分量与球分量； （2）画出应力状态分解图，写出应力张量； （3）画出变形状态图。
东北大学材料成型及控制工程专业就业前景
东北大学材料成型及控制工程专业就业前景
材料成型及控制工程(本科类) 培养目标：本专业主要研究各种材料成形的工艺方法、质量控制以及材料成形的机械化和制动化。
是集材料制备与成形及过程自动化为一体的综合性学科。
本专业培养冶金及装备制造业需要的材料成形科研、生产及管理方面的高级工程技术人才，通过根底课及专业课的学习，掌握材料成形的根底知识，具备新材料、新产品、新工艺开发的能力。
主要课程：数学、工程力学、机械原理及零件、金属学及热处理、电工与电子技术、材料成形力学、材料成形理论与工艺、材料成形机械设备、微机原理与计算机应用、材料成形过程控制及自动控制理论等。
毕业生适应范围：本专业的毕业生适合工业企业、科研和设计单位以及高等院校，从事与材料制备与成形有关的科研、教学、技术开发、技术改造及经营管理等方面的工作。
此外，本专业非常注重培养学生多方面的综合能力，尤其是适应未来信息社会快速高效开展的能力，使毕业生掌握一定的新材料、新能源、信息科学与技术、自动化、计算机等诸多相关领域的知识和技术，学生的就业面大大拓宽，符合未来社会对综合型人才的要求。
本专业毕业生普及冶金、机械、汽车、航空航天、电子、信息、交通、建筑等国民经济各个领域，社会需求量大。
同时，毕业生可报考各高校和研究部门的研究生，品学兼优者可直接攻读硕士或博士学位。
东北大学材料学导师介绍
东北大学材料学导师介绍单玉桥男，1954年生人，教授。
主要研究方向：材料表面技术。
作为课题执行负责人完成了国家超导中心下达的熔融织构YBaCuO高温超导体镀银防护层的研究，高温超导体故障电流限制器的研究基础课题及攻关课题。
作为课题负责人完成省科委下达的熔融织构YBCO超导体水蒸气腐蚀及其表面防护的应用基础研究项目。
发表学术论文23篇，SCI和EI收录10篇。
获冶金工业部科技进步二等奖、三等奖各一次，省教委年度科技进步三等奖。
教授课程《材料的腐蚀与防护》、《材料化学》。
连法增男，1945年生人，教授，博士生导师。
主要研究方向：功能材料。
从事无磁瓷封定膨胀合金、永磁合金、新型铁基晶态、纳米晶稀土永磁材料、高饱和磁感铁氮化合物、非晶软磁材料及其应用等领域研究。
新型稀土铁基永磁材料及其制造工艺等项目分获国家科技进步一等奖，部、省科技进步二等奖、三等奖等。
获国家授权专利两项。
中国仪器仪表材料学会理事、中国金属学会功能材料分会理事，辽宁省应用磁学会副理事长，《功能材料》和《金属功能材料》杂志编委。
获全国高等学校先进科技工作者称号，国家人事部授予“中青年有突出贡献专家”；享受国务院政府特殊津贴。
教授《工程材料学》、《磁性能与应用设计》、《磁性物理学》等课程。
主编出版《工程材料学》和《材料物理性能》。
刘常升男，1963年生人，教授，博士生导师。
现任东北大学教务处处长。
主要研究方向：材料表面科学与技术、激光应用技术。
承担国家“973”和“863”计划课题、国家自然科学基金、博士点基金和企业合作项目。
出版《激光表面改性与纳米材料制备》等专译著，申报国家发明专利3项，发表学术论文150余篇。
获辽宁省科技进步一等奖等科技奖励5项。
兼任中国材料研究学会青委会理事、中国腐蚀与防护学会青委会委员、辽宁省机械工程学会理事和材料工程分会理事长、2004年薄膜与涂层国际会议组织与技术委员会委员。
曾入选教育部“跨世纪优秀人才培养计划”，教育部高校中青年骨干教师资助计划，辽宁省百千万人才工程百人层次，当选沈阳市十大杰出青年，享受政府特殊津贴。
材料成型及控制工程专业就业前景(6篇)
材料成型及控制工程专业就业前景（6篇）专业概述本专业以先进制造业为背景，加强材料科学与工程、计算机模拟技术和先进制造技术等学科的交叉渗透。
将传授知识、能力培养与素质教育紧密结合，注重材料成型与控制工程和模具计算机应用能力的训练。
专业面向企业实际，培养学生的创新精神，使之基础理论扎实、知识信息面宽、实践动手能力强、综合素质高，具备金属塑性成型工艺及模具设计技术、塑料成型工艺与模具设计技术和计算机模拟技术，以及装备制造技术综合交叉应用的能力，成为掌握金属成型、塑料成型工艺和装备系统理论及应用技术的复合型高级工程技术人才。
课程设置工程力学、电工与电子技术、程序设计基础、塑性成形原理、CAD/CAM基础、冲压工艺及模具设计、塑料成型与模具设计、模具计算机应用、模具设计及制造、冲压和注塑专业外语、模具CAD/CAM实习与实训等。
2023年材料成型及控制工程专业就业前景材料成型及控制工程是研究热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题，是国民经济发展的支柱产业。
随着各种新材料在各行各业中的广泛应用，加之我国新材料行业的产业结构调整与材料成型设备新技术的发展紧密相关，因此对既有材料科学知识，又能掌握材料成型设备设计和制造技术的高级科技人才的需求将有所增加，材料成型及控制工程专业就业前景也越来越广阔。
材料成型及控制工程是材料、机械、控制、计算机等多学科交叉融合的工程技术专业，主要研究金属材料、非金属材料、超导材料、微电子材料及特殊功能材料的成型设备与工艺、成型过程的自动化与智能控制、质量检测和可靠性评价等。
近几年该专业毕业生就业率在60%左右，重点高校就业率在80%左右。
今后一段时间内，该专业人才仍会有较大需求，但供大于求的现象仍然存在，考生要注意自己的专业方向，根据目前的制造业的发展情况来看，总体的职业岗位数量可能会维持稳定而略有一点点地增长，但增长的幅度不会很大。
八、课程编码-东北大学材料科学与工程学院
附件6学术型博士研究生培养方案材料科学与工程（0805）一、学科简介与研究方向(一)学科简介东北大学材料科学与工程学科是我国冶金与材料领域最早建立的学科之一，涵盖材料物理与化学、材料学、材料加工工程3个二级学科，具有学科齐全、理工结合等特点。
本学科1962年起开始培养研究生，1981年具有首批硕士、博士学位授权点，1998年被批准为博士学位授权一级学科，2007年被评为一级学科国家重点学科，并于同年设立博士后流动站。
依托本学科，建有“轧制技术及连轧自动化国家重点实验室”、“材料电磁过程研究教育部重点实验室”、“材料各向异性与织构教育部重点实验室”和发改委与地方共建的“材料电磁冶金国家工程实验室”、“金属材料微结构设计与控制辽宁省重点实验室”、“教育部新材料与功能材料网上合作研究中心”、“新材料技术辽宁省高校重点实验室”和“辽宁省金属防护专业技术服务中心”等科研教学基地。
本学科以金属材料和无机非金属材料为重点，以功能材料为发展前沿，以金属材料升级换代和新材料研制为使命，围绕工艺绿色化、装备智能化和产品高质化开展基础研究、应用基础研究及关键共性技术研究，在行业关键共性技术和高端金属材料产品两方面实现突破，为材料的研制、生产和应用提供原创性理论和关键技术。
学科立足国际前沿，致力于建设高层次复合型人才培养、科研与成果转化和学术交流的国际一流基地，使学科成为推动材料发展、促进材料技术进步和服务经济社会及国防建设的典范。
(二)研究方向：(1)材料设计、模拟与仿真(2)低维材料的制备、结构与性能(3)材料微结构与性能的调控(4)新型功能材料的制备、结构与性能(5)高性能陶瓷及粉末冶金材料(6)材料表面技术(7)材料电磁过程研究(8)材料塑性成形理论与工艺(9)材料成形过程智能控制(10)金属材料成形与热处理装备智能化(11)金属材料短流程工艺与理论(12)材料腐蚀与防护二、培养目标本学科培养热爱祖国，拥护中国共产党的领导，拥护社会主义制度，遵纪守法，品德良好，诚实守信，身心健康，具有良好的科研道德和敬业精神，具有服务国家、服务人民的社会责任感，在本学科掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，熟悉本学科理论研究和工程技术的前沿动态，具有独立从事科学研究工作的能力，在科学或专门技术上做出创造性成果的高级专门人才。
东北大学成型力学博士考题
第一题： 泛 函 可变化的函数称为可变函数，随可变函数而变的量，称为泛函。
常应变单元 B 矩阵中的元素都是常量，单元中各点的应变分量也都是常量这种单元就是常应变单元。
形状因子(,)(,,)k N x y k i j m =是节点坐标的函数，只决定于单元的形状、节点配置和插值方式，所以把(,)k N x y 称为形状函数或者形状因子。
虚位移场：在u S 上满足0i v δ=，在U 内满足,,1()2ij i j j i u u δεδδ=+的位移场i u δ成为虚位移场。
[D]矩阵：与材料有关的弹性矩阵，对平面应力状态[]2101011002E D νννν⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥-⎢⎥⎣⎦[B]矩阵：单元应变矩阵，它可以写成分块形式[]ijm B B B B ⎡⎤=⎣⎦，而子矩阵[]1(,,)2ii i ib Bc i j m A c bi ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦由于,,,,,i j m i j m b b b c c c 都是常量，所以矩阵[B]中的元素都是常量，因而单元中各点的应变速率分量也都是常量，故通常称为这种单元为常应变单元。
等参单元：具有相同的形式，用同样个数的相应结点值做参数，并具有完全相同的形状函数作为这些结点值前面的系数，具有这样特征的单元称为等参单元。
第二题：采用能量法解平辊轧制矩形件：1、采用hill 速度场，并设x cb φ=则得速度场如下：xx x''x x y x x x x x 'xz x x U 1v =C h b b b U 1v =y =v y C h b b b h v =v zh ⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩式中 000Uv h b C =，为秒流量；()x x b b x =为轧件宽度的一半。
由于'[]x yy b x xv b v ==，则满足稳定轧制过程条件。
2、由于'',xxzx x yx x z R y b v v h v v b ====则该速度场满足表面的边界条件。
东北大学材料成型工艺学第二篇(一).
2 基本概念
挤压：对放在容器（挤压筒）内的坯料一端施以压力，使 之从特定的空隙（模孔）中流出而成型的塑性加工方法。
穿孔针 模
模座
锁 键
欲完成挤压需有： 1）产生动力的装臵： 挤压机 2）传递动力、容纳 坯料、控制制品尺寸 和形状的工具： 轴、筒、模、穿孔针、 垫片、模座、锁键
P
））
轴
筒
垫片 坯料
制品
B 棒、线材 棒材：D>6mm；分类与管材类似；大多是半成品， 进一步加工成各种零件，如弹簧，螺栓、螺母等； 线材： D<6mm；多以盘状供货，广泛应用于仪器仪 表、电子电力部门，如电线电缆等。 C 型材 非圆截面材，又称经济断面材（可提高材料的利用 率）；铝、钢型材较多；
许多型材只能用压力加工法生产，如钢轨、变断面型 材等。
斜轧穿孔
铸造 弯形 焊接
拉拔 轧管 拉拔
成 品
挤压：生产灵活、产品质量好，适用于品种、规格多、 产量小（有色金属）的场合，但成本高、成品率低；
斜轧穿孔：生产率、成品率高；成本低；但制品形状 尺寸精度差；尺寸规格受限制；多用于产量大的钢坯生 产，有色金属厂基本没有； 铸造：产品的尺寸规格少、质量差、性能低；主要用 于生产大尺寸、性能要求不高的产品，如下水管； 轧管：道次变形量大，几何损失少，适于难变形合金， 能缩短工艺流程，也是提供长管坯的主要方法（使盘管 生产得以实现），但形状、尺寸精度差； 拉拔：是获得精确尺寸、优质表面和性能的主要方法； 焊管：效率高、成本低，但性能、质量差。
2）产品的生产方法
产品的生产一般可分两步; 坯料制取（开坯）：充分利用金属在高温时的塑性对 其进行大变形量加工，如热挤、热轧、热锻 制品的获得：进行目的在于控制形状、尺寸精度、提 高综合性能的各种冷加工，如冷轧、拉拔、冲压
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3
0.35 0.40 0.45 0.50 0.58
24.42
8.78
4.48
2.66
1.67
1.09
0.71
0.46
0.28
0.14
0.00
（1） （2） （3） （4）
f < 0.58，d/h >2[η(f )+1]
三区共存
f < 0.58, 2[η(f)+1]≥d/h≥2 两区共存，常摩擦应力区消失
0
n
s
1
P PS
例
将D=20㎜，H=4㎜ 的退火紫铜板冷镦粗 至h=1㎜，已知f =0.2，该料冷变形程度 为75%时的σs= 500MPa，求镦粗力.
3.3 挤压 3.3.1
P
填 充
挤压力及其挤压的四个阶段
P
过 渡
稳 定 挤 压
填 充 挤 压 终 了 过 渡 稳 定 挤 压 挤 压 终 了
Px ( x d x )
4
( D dD ) 2 x
4
D2
4
D( Dd x 2 x dD )
根据静力平衡
4 D( Dd
Px N x Tx 0
1 2 dD ) DdD kDdD 0 x x n 2 2 tan
xc
未变 形区
l
xb
变形区
：挤压系数
xa
（3）未变形区
f
1 3
s k
xc
4
D f Db lb xb
2 b
4
Db2
p xc xb
p (1 1
s
4 lb Db 3
模 子 制 品定 径 区 ） 死 区
zr
rz 0 ; 由剪应力互
0
则边界处满足塑性条件
h
zr r o
R
r
za ra
2
3
2
zra
s
2
za s
z s
2 s (R r) 3h
(3)
接触表面分区情况
由
r rb
zb
f zb k
f f z
在C 区与B 区的分界面上
zb
由于h d ,
1 ( D 2 d 2 ) s ( D d ) h 4 2
zb
d 2 s Dd
rb
2d s (1 ) Dd
ra s (1
2d ) Dd
p za
za
d 2 s (1 ) Dd
xa
4
2 Da f Da l a
xa
1区
Da
xa 2 s
la Da
rn
f
la
（2）变形区
dx dD 2 tan
e
1 s k 3
ds
dD 2
dx D d cos 2
e
ds
n
d
D+dD
x d x
x
dx
dx
Px N x Tx 0
s
2l a 4 lb cot ) ln l Da 3 3 Db
P
p
s
s
4
2 Db
xc
未变 形区
f f
lb
（
xb
Db Da lb lb 2 tan
2 D0 l b l 0 2 Db
未变形区长度
镦粗后的坯料长度
例题3.2
单孔挤压T1紫铜棒，挤压筒直径为ф185㎜，坯料 尺寸为ф180×545㎜，制品尺寸为ф60㎜，挤压 温度Т=860℃，挤压速度为=28㎜ /s，la=5mm, 求 挤压力。
dN n
2
kDdD
1 tan
同理
dNx n
dx D d cos 2
dx D D d sin n dx d tan cos 2 2
Nx
2
0
n
D tan ddx nD tan dx n DdD 2 2
根据以面投影代替力投影法则，作用在微分球面上法向 压力在水平方向上的投影为
2 Db 1852 l 2 9.5 2 Da 60
2 Db2 Da 1852 602 89.5% 2 2 Db 185
0.5 45%
查Т1紫铜的变形抗力σs=45MPa
P (1 2l 1 4 lb cot ) ln l a Da 3 3 Db
面元ds摩擦力
面元ds摩擦力在轴线上分力 单元体摩擦力在轴线上分力
dT e
dx D d cos 2
dT x e
dx D D d cos e dx d cos 2 2
2
Tx kdx
0
D d kDdx 2
dD dx 2 tan
Tx
多媒体课件
材料成形力学
主 讲
王平
材料与冶金学院
东北大学
第三章
工程法的概念
3.1 工程法简化条件
工 程 法
y
0
y
y
0, k
f
（1） 屈服准则的简化 假设工具与坯料的接触表面为主平面， 或者为最大剪应力平面
x
平面变形
x
y 4 2 xy K 2
2
x y 2k
r rb
f f zb k , zb s
3f
常 摩 擦 系 数 区 常 摩 擦 应 力 区
摩 擦 应 力 递 减 区
zn
s
2 s (rb r ) 3f 3h
3.2.3 平均单位压力计算公式
P z 2 rdr
d 2 0
P
4
p 2 P s Db s 4
3.3.4 管材挤压力公式 （1）用固定穿孔针挤压管材 lb
xc
Db
f f
f f
Da
D
xc
p
s
1 Dd ln l 1 cot 3
2l a lb 4 Da d 3 Db d
2
3
2
s
2
za s
z s e
2f ( Rr ) h
（2） 常摩擦应力区接触表面压应力分布曲线方程
f k
{
d r 2 ( k ) 0 dr h
d r d z 0
d z 2 k 0 dr h
z
z
f
a
在边界点，r = R 时，σr=0, 等
行程
挤压杆 垫 片
行程
模 子 制 品 垫 片 坯 料 挤压筒 模 子 制 （ 品 定 径 区 ）
坯 料
挤 压 筒
（
定 径 区 ） 未变 形区
变形区
未变 形区
变形区
死 区
(a) 正向挤压
( b ) 反向挤压
3.3.2 棒材单孔挤压时的挤压力公式 （1）定径区 平衡时
rn f
f 0.5 s
f k
rb
则
s
3f
2f ( R rb ) h
zb s e
rb d ( f ) h 2h
常 摩 擦 系 数 区
常 摩 擦 应 力 区
摩 擦 应 力 递 减 区
1 ( f ) ln f 2f
f
( f )
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
P
p
s
s
4
2 ( Db d2)
3.4 拉拔
概念及应力、应变特点
3区
f
n
2区 1区
P
x
r
s1
空拉
s0
r
棒材
3.4.1 棒、线材拉拔力计算公式 （1） 塑性区
f n
Db
Da d x x n
dD 2
ds
D dx d 2 cos
h
yx x o
l/2
x
假设
正应力在y轴方向上均匀分布 剪应力在y轴方向上呈线性分布
x d x x dx
yx y
2 f h
d x 2 f 0 dx h
从变形体上截取分离体
d x h 2 f dx 0
z
f
同理，圆柱体镦粗时r 方向力平衡
微分方程简化为
s
S
4 D
2
b
d
2
3.3.5
穿孔力公式
r
穿孔力
r
z
r z
p
A
B
r
h T d T C
P
P P 'T
z
z
za ra s
h
在A 区与B 区的分界面上
p
A
B C
T T d P
ra rb
rb zb s
x y 0
d x d y 0
轴对称变形
z r
3
2
3
2
zr
s
2
0, k
f
r z s