《材料成型及控制工程导论》教学大纲
材料成型及控制工程导论课件
产品质量。同时，智能化控制系统还可以实现生产过程的自动化和智能
化，大大降低劳动成本。
绿色制造与可持续发展
01
环保材料
随着环保意识的不断提高，使用环保材料已经成为制造业 的必然趋势。环保材料需要具备可循环利用、可降解等特 性，如生物降解塑料、再生能源等。
02 03
节能减排
节能减排是实现可持续发展的必要手段。通过采用先进的 制造技术和设备，可以大大降低生产过程中的能源消耗和 环境污染。如采用高效节能电机、优化生产线布局等措施。
案例四：建筑钢结构焊接变形控制技术研究
总结词
建筑钢结构焊接变形控制技术研究是材料成型及控制 工程领域中的一项重要应用，对于提高建筑钢结构的 质量和安全性具有重要意义。
详细描述
建筑钢结构是现代建筑中的重要结构形式，其质量和 安全性直接影响到建筑的整体性能和安全。为了提高 建筑钢结构的质量和安全性，需要对其焊接变形进行 控制。具体包括对焊接参数的选择、焊接顺序的安排、 焊接后的处理等环节进行精细的控制，以及采用先进 的检测和校正技术，如激光扫描、三维重构等，实现 建筑钢结构的高精度、高质量制造。
汽车制造业的发展趋势
随着科技的不断进步，汽车制造业也在不断发展，如智能化制造、数字化工艺、 绿色制造等技术的应用都将对汽车制造业的发展产生重要的影响。
航空航天领域
航空航天领域中材料成型及控制工程的应用
航空航天领域对于材料的要求非常高，需要具备轻质、高强度、高耐温等特性，而材料成型及控制工程技术的应 用可以满足这些要求。如钛合金、复合材料、高温合金等材料的制备都需要借助材料成型及控制工程技术。
03
工艺的研究，实现对材料性能的精确控制和优化。
材料成型及控制工程的发展历程与重要性
材料成型计算机控制
从学科分类来看，材料成型及控制工程专业横跨三个一级学 科：材料科学、冶金工程技术与机械工程。本专业是多学科交叉 的综合学科。
学科分类
• 国务院学位委员会学科评议组 《授予博士、硕士学位 和培养研究生的学科、专业目录》(1997年颁布) 0805 材料科学与工程 080501 材料物理与化学 080502 材料学 080503 材料加工工程 0806 冶金工程 080601 冶金物理化学 080602 钢铁冶金 080603 有色金属冶金
课外阅 读
其它
(需明确)
1
材料成型及控制工程专 业发展概况、材料 成型及控制工程专 业人才培养方案 材料成型及控制工程专 业金属压力加工方 向发展概况 材料成型及控制工程专 业焊接方向发展概 况 材料成型及控制工程专 业锻压方向发展概 况 课外阅读 总 计
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0 14
材料成型及控制工程专业的认知
• 历史沿革
20世纪50年代初期，中国在全面学习苏联的 做法中，形成了“专业对口”、“学以致用”的 本科教育思想。各学校纷纷成立了铸造、锻压、 焊接、热处理等按行业领域划分专业。在当时特 定的历史时期，这种做法对推动中国高等教育的 发展和为国民经济建设培养人才起到了重要的作 用。但由此也产生了很多问题，诸如：专业设置 过窄、人文素质教育薄弱、教学内容陈旧、教学 方法偏死、培养模式单一等。
学科分类
GB/T 13745-2009学科分类与代码 （本标准由全国信息分类编码标 准化技术委员会归口）
一级学科
材料科学 （430） 冶金工程技术 （450） 机械工程 （460） 轧制（45045）
《材料成型原理》教学大纲(金属凝固原理及塑性成形原理部分,基础知识点概括,考研必备)
§ 9–1 液态金属的脱氧 先期脱氧（焊接） 、预脱氧（熔炼） 、沉淀脱氧、扩散脱氧、真空脱氧；各种脱氧原理 的概念及优、缺点；锰、硅沉淀的脱氧的比较，温度、熔渣的性质对其脱氧效果的影响； § 9–2 液态金属的脱碳反应 液态金属的脱碳精炼反应原理、目的及工艺原则； § 9–3 液态金属的脱硫 液态金属的脱硫原理及脱硫效果的影响因素、目的及工艺原则； § 9–4 液态金属的脱磷 液态金属的脱磷原理及脱磷效果的影响因素、目的及工艺原则；
小于 180o，所以，非均质形核功Δ G he 远小于均质形核功Δ G ho ， 越小，Δ G he 小，夹杂界面
的非均质形核能力越强，形核过冷度越小； §3-4 晶体长大 液-固界面自由能及界面结构类型、本质及其判据；晶体长大方式
第四章 单相及多相合金的结晶
本章从凝固过程溶质再分配的规律谈起，着重讨论所涉及到的“成分过冷”条件及其对 合金凝固组织的影响规律、 单相固溶体合金及多相合金的凝固。 并为后续章节的内容的讨论 奠定基础。 §4-1 凝固过程中溶质再分配
《材料成型原理》教学大纲
总学时： 96→ 总学分： 6 一、 课程的目的和任务 《材料成型原理》 是材料成形及控制专业主要的院定必修课之一。 本课程的任务是对材 料的凝固成形、塑性成形、焊接成形等近代材料成形技术中共同的物理现象、基本规律及各 成形技术的基本原理、理论基础、分析问题的方法加以阐述，使学生对材料成形过程及原理 有深入广泛的实质性理解，为后续的成形技术具体工艺方法、设备控制等课程的学习，为开 发新材料及其成形技术、分析和解决成形过程中的质量缺陷问题奠定理论基础。 二、 本课程的基本要求 1. 了解液态金属和合金的结构、性质，掌握液态金属与合金凝固结晶的基本规律及结 晶过程中的伴随现象，了解冶金处理对凝固组织与材料性能的影响。 2. 掌握材料成形过程中的物理、化学冶金现象及内部规律 。 3. 掌握塑性成形力学基础理论、塑性成形过程中的分析方法与原理。 三、 与其它课程的联系与分工 本课程的理论基础是数学、物理、物理化学、冶金传输原理、工程力学、金属学与热处 理。本课程重点在于阐述成形技术的理论基础、基本原理、分析问题的方法，而不涉及具体 成形工艺方法及参数。 各种具体的成形工艺方法、 原理过程及控制等将在后续专业课程中学 习。 四、 课程内容与学时分配 章次 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 十三 十四 十五 十六 十七 十八 十九 内容 绪论 液态金属的结构和性质 凝固温度场 金属凝固热力学与动力学 单相及多相合金的结晶 铸件宏观组织及其控制 特殊条件下的凝固与成形 液态金属与气相的相互作用 液态金属与渣相的相互作用 液态金属的净化与精炼 焊接热影响区的组织与性能 凝固缺陷及控制 粉末冶金原理 金属塑性成形的物理基础 应力分析 应变分析 屈服准则 材料本构关系 金属塑性变形与流动问题 塑性成形力学的工程应用 总学时数 2 4 6 4 4 2 4 4 4 4 4 12 4 4 6 4 3 8 4 9 课堂讲授学时数 2 4 4 4 4 2 4 4 4 4 4 8 4 4 6 4 3 6 2 9 2 2 4 2 实验时数
材料成型与控制工程专业导论与职业生涯规划课程教学大纲.doc
《材料成型与控制工程专业导论与职业生涯规划》课程教学大纲二、课程简介《材料成型与控制工程专业导论与职业生涯规划》课程是材料成型专业学生的一门学科基础必修课程，是一门介绍材料成型与控制工程的发展历程、主要研究领域、研究方法与工具、历史贡献和发展趋势及国际前沿的课程。
本课程的目的和任务是使大一新生了解材料成型专业主要专业基础课和专业课的概要介绍，从而提升学生对自己所学专业的相关课程、知识结构、能力素质要求、专业应用前景及就业前景有初步的认识和了解。
本课程的学习为学生进行其他学科基础课程和专业课程的学习、学习生涯规划奠定重要基础。
三、课程目标结合专业培养目标，提出本课程要达到的目标。
这些目标包括：1、知识与技能目标：通过本课程的学习，使学生了解材料成型基础、材料科学基础、金属热处理学、机械设计及制图基础、理论力学及材料力学基础、模具设计基础、材料成型设备原理、模具制造技术等的材料成型研究领域的基本原理、分析方法和应用领域；了解材料成型专业的就业领域及其在社会各界所发挥的作用；了解材料成型产品及模具生产管理与营销的基本策略；了解材料成型的最新技术及其在珠三角发展趋势。
2、过程与方法目标：通过本课程的学习，了解材料成型与控制工程的基本理论和基础知识，引导学生理解材料成型经典问题的典型分析思路与方法，培养学生应用材料成型的理论与方法解决实际问题的基本思维方式，提升学生对材料成型工程师所必备的技能与能力结构的理解，加深学生对材料成型工程师职业生涯的认识。
3、情感、态度与价值观发展目标：通过本课程的学习，使学生树立具备材料科学及材料成型的基础知识和较强的工程实践和设计能力的专业学习基本目标，具备认真、严谨、求实、创新、敬业的工作精神和学习态度，具有自信、团结协作的工作作风。
四、与前后课程的联系本课程是材料成型大一新生的第一门学科基础课程，它没有先修课程。
本课程的内容是机械制图、材料科学基础、材料成型基础、材料力学、机械设计基础及模具制造工艺学等后续课程的基础。
材料成型及控制工程导论
材料成型及控制工程导论材料成型及控制工程导论是材料科学与工程专业的一门重要课程，旨在介绍材料成型的基本原理、方法和技术，并深入探讨材料成型过程中的控制工程方法和理论。
本文将从材料成型的定义、分类、原理和方法入手，探讨材料成型及控制工程导论的相关内容。
第一部分：材料成型的基本概念和分类材料成型是指通过加工材料使其获得所需形状和性能的过程。
材料成型广泛应用于各个领域，包括金属加工、塑料加工、陶瓷制品、复合材料等。
根据成型工艺的不同，材料成型可以分为熔融成型、固态成型和粉末冶金成型等几种基本分类方式。
第二部分：材料成型的原理和方法材料成型的原理主要包括物理原理、化学原理和力学原理。
物理原理指的是利用物质的物理性质进行成型，如熔化、凝固、热膨胀等。
化学原理是指利用材料的化学性质进行成型，如化学反应、溶解、沉积等。
力学原理是指利用外力对材料进行加工，如拉伸、压缩、挤压等。
材料成型的方法主要包括热成型、冷成型、热机械成型和化学成型等。
热成型是指通过加热材料使其变形，如热轧、热挤压等。
冷成型是指在常温下对材料进行成型，如冷轧、冷挤压等。
热机械成型是指通过加热和机械力对材料进行成型，如锻造、压铸等。
化学成型是指利用化学反应对材料进行成型，如溶胶凝胶法、化学气相沉积等。
第三部分：材料成型中的控制工程方法和理论材料成型过程中的控制工程方法和理论起着至关重要的作用。
控制工程方法主要包括控制系统的建模、设计和优化。
控制系统的建模是指将材料成型过程抽象为数学模型，以便分析和优化。
控制系统的设计是指根据成型要求和控制目标确定合适的控制策略和参数，以实现所需的成型效果。
控制系统的优化是指通过改进控制策略和参数，提高材料成型的质量和效率。
材料成型中常用的控制工程理论包括PID控制、自适应控制和模糊控制等。
PID控制是一种常用的经典控制方法，通过调节比例、积分和微分三个参数，实现对材料成型过程的精确控制。
自适应控制是指根据成型过程的实际情况自动调整控制策略和参数，以适应不同的工况变化。
《材料成型检测及控制》课程教学大纲(本科)
《材料成型检测及控制》课程教学大纲英文名称：Measuring and Controlling of Material Forming process课程类型：学科基础课课程要求：必修学时/学分：56/3.5（讲授50 学时、实验6 学时）适用专业：材料成型及控制工程一、课程性质与任务材料成型检测及控制是材料成型及控制工程专业学生学习和掌握各类检测器件工作原理、控制理论及应用，和成型装备中常用液压传动过程及控制的学科基础课。
通过本门课程的学习，掌握材料加工领域中温度、压力、速度、位移等常用的非电量检测原理基础和技术、实例应用；掌握自动控制原理；掌握接触器控制、液压传动系统及其控制的基本理论和实际应用。
本课程是工科学生将来学习材料成型工艺、材料成型设备、材料成型过程控制等课程的理论和实践基础。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本方法的讲解；在培养实践能力方面着重工程应用能力和基本工程设计技能的训练，使学生对材料工程中检测与控制技术有较深入的了解并具备一定的创新设计能力。
二、课程与其他课程的联系#学生在学习本课程之前除学习高等数学、大学物理等基础课程外，还必须先行学习电工技术基础、电子技术基础、材料工程导论、材料科学基础、工程制图、机械设计、专业认识实习等课程。
学生学完本课程，为材料成形设备、材料成形工艺、专业生产实习等后续课程的学习打下坚实基础。
三、课程教学目标1.了解检测与控制的物理量、技术手段、检测方法，掌握材料成型应用中常用检测器件基本原理、应用方式方法和信号处理原则，具备传感器选择与利用的基本能力，具备检测信号处理的基本能力，支撑毕业能力要求1.1、2.1、3.2；2、学习自动控制理论知识，掌握时域分析的方法和手段，掌握一般控制系统的驱动控制技术，具备成型控制系统的分析和计算能力，支撑毕业能力要求1.1、2.1、3.2；3.学习并掌握液压传动基础原理、基本控制回路及其控制方法，具备复杂液压成型设备的分析和计算能力，支撑毕业能力要求1.1、2.1、3.2；4.理解材料成型过程检测与控制科学原理与实验方法，掌握典型控制系统实验方法，获得实验技能的基本训练，培养学生的工程实践学习能力，培养追求创新的意识和自主学习意识，支撑毕业能力要求4.2；5.培养学生树立正确的设计思想，了解检测与控制设计相关规范和制约因素，具备运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力，并能够利用电气原理图、系统结构图等进行书面交流，支撑毕业能力要求10.1；五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）六、教学方法本课程以课堂教学和综合实验练习为主，结合课堂讨论、上网自学等教学手段和形式完成课程教学任务。
材控导论
、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
二、培养目标和培养范围
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。
培养范围：
1、具有较为扎实自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及素质；
2、系统掌握材料成型与控制工程专业领域的宽广的理论基础知识和应用技术，主要包括力学、机械学、电工与电子技术、材料成型理论、材料加工工程等；
3、具有材料成型与控制工程专业所需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能；
4、熟悉本专业领域各个方向的专业技术，了解学科的前沿及发展趋势；
5、具有较好的外语能力、自学能力，富有创新精神，具备较高综合素质。
三、就业方向
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。
四、主干课程
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。
五、教学课程（标△号为内地生必修课，标*号为境外生必修课）
材料成型及控制工程专业（本科、学制四年）教学课程
具体教学课程以当年教学计划为准。
材料成型原理---教学大纲
《材料成型原理1》课程教学大纲课程代码：050131007课程英文名称：Principle of Material Processing 1课程总学时：40 讲课：34 实验：6 上机：0适用专业：材料成型及控制工程专业大纲编写（修订）时间：2017年7月一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标《材料成型原理1》是材料成型与控制工程专业开设的一门培养学生掌握专业基础理论和工程设计能力的主干专业基础课，主要讲授材料成型及控制工程的基本理论，包括塑性变形应力与应变分析、塑性变形屈服准则与增量理论、塑性变形力能参数计算方法等材料成形力学方面知识。
在专业培养计划中，它起到由基础理论课向专业方向课过渡的承上启下的作用。
本课程在教学内容方面除了基础理论和基本方法以外，通过实例分析，着重培养学生分析和解决材料成型及控制工程专业工艺实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1．掌握材料成型及控制工程专业的基础理论及分析方法，初步具备分析和解决材料成型及控制工程专业工程实际问题的能力；2．树立正确的学习态度和设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策；3．了解本课程在材料成型及控制工程专业领域的地位和作用；4．了解材料成型及控制工程基础理论的发展现状以及发展方向；（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握材料成型及控制工程专业的基础理论知识，包括材料基本成形方法、以及应用等知识。
2.基本理论和方法：掌握材料变形过程的金属流动规律、应力状态和应变状态，掌握屈服准则、增量理论及其应用，了解屈服准则的简化形式。
掌握塑性变形力能参数的计算方法，包括主应力法、滑移线法、上限法原理及应用。
了解计算单位流动压力的其它方法等知识。
3.基本技能:掌握材料成形应力与应变分析方法、材料力能参数计算方法、材料成形性能参数测试方法、技术文件编制及规范等技能。
具备利用本课程基本理论知识进行科学研究和工程设计的初步能力。
材料成型及控制工程毕业设计教学大纲
毕业设计教学大纲课程编号：038070 开课学期：8课程性质：实践教学环节先修课程：总学时数：16周学分：16.0 讲课：--实验：--适合层次：本科适合专业：材料科学与工程，金属材料工程一、课程的目的与任务1 培养学生综合运用所学基础课、技术基础课和专业课的知识与理论，分析和解决工程技术问题的独立工作能力；2 巩固、深化和扩大学生所学基本理论、基本知识和基本技能；3 综合训练学生进行工程、科学研究的基本过程、方法和程序，如调查研究、查阅文献以及文献综述和立题论证，实验或设计方案的制定与论证，结果分析、报告总结、撰写科技论文；4 培养学生创新能力、团队精神和良好的学术思想。
二、毕业论文的选题1 毕业论文题目由具有本科生指导教师资格的教师提出，同时说明该题目的研究意义、内容和具体要求，上报系教学指导小组讨论通过后，向学生公布；2 题目应切合实际，从工程研究项目、国家各类资助科学研究课题中选取；3 所选题目在技术上应该比较成熟，具备相应实验条件和经费；4 题目的难易程度和工作量要适宜，兼顾理论与实验的结合。
三、指导教师的职责毕业设计指导教师必须具备讲师以上职称，助教承担时，必须在讲师以上职称的教师指导下进行，指导教师的职责如下：1 确定研究课题的内容，制定工作进度；2 审阅学生的文献综述，指导学生进行开题、技术方案的论证；3 掌握学生毕业论文工作的进度和可能遇到的问题，每周至少进行两次答疑和督促检查；4 指导过程中要充分发挥学生的主观能动性，鼓励创新，培养学生的动手能力；四、毕业论文的内容、工作量和教学环节安排本专业的毕业论文大致可为实验研究类论文和应用设计类论文。
实验研究类论文要求学生独立完成一个完整的实验，取得足够的实验数据，并给出一定的结果分析和结论，实验要有探索性，不能简单重复已有的工作，论文书写的具体要求见《湖北汽车工业学院本科生毕业设计（论文）撰写规范》。
设计类论文应根据具体的产品图完成整个工艺及工装设计，画出装备图及主要零件图，设计说明书等。
材料成型及控制工程导论(第二讲)
材料的制备与加工
材料的制备与加工定义 材料的制备与加工主要内容 材料的制备与加工和其他要素的关系 材料的制备与加工发展趋势
材料的制备与加工定义
材料的制备与加工定义
材料的制备与加工定义
材料的制备与加工主要内容
主要内容——材料制备
主要内容——材料加工
主发展分类:新材料
记忆合金在航空航天领域内的应用有很多成功的范例。人造卫星上庞大的天线可以 用记忆合金制作。发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升 空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自 然展开，恢复抛物面形状。
材料的分类
材料的成分/结构
材料的结构
材料的成分/结构
材料的结构——键合结构
材料的成分/结构
材料的结构——晶体结构
材料的成分/结构
材料的结构——组织结构
材料的成分/结构
材料的结构——组织结构
材料的成分/结构
材料的成分/结构的表征方法
材料的成分/结构
材料的成分/结构的表征方法
定义 材料的性质 材料的成分/结构 材料的制备与加工 材料的使用性能
定义
材料的性质
材料的力学性质
材料的力学性质
材料的力学性能
材料的物理性质
材料的物理性质
材料的化学性质
材料的成分/结构
材料的成分 指材料的化学元素质量百分比。 如钢材中基本元素是铁，一般以含杂质元 素（C.Mn.Si.P.S及其他元素）的质量百分 比来表征钢的化学成分。
材料成型及控制工程导论
第二讲
材料的认知及材料制备
材料成型及控制工程系
阳 辉
2011年03月28日
第二讲
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《材料成型及控制工程导论》课程教学大纲
开课单位：材料成型及控制工程系
课程负责人：阳辉
适用于本科材料成型及控制工程专业
教学时数：16学时
一、课程概况
《材料成型及控制工程导论》课程是材料成型及控制工程专业的一门专业平台课。
本课程的任务是：通过本课程教学，让学生了解自己的专业背景，专业发展历史、现状与未来，明确专业人才培养方案、课程体系设置与专业方向设置，专业就业去向与前景，培养学生学习本专业的兴趣，为学生学习后续课程打下基础。
本课程的先修课程为公共基础课。
本课程的后续课程为其他专业基础课。
二、教学基本要求
1．阐述材料成型及控制工程专业设置与学科构成。
2．阐述材料成型及控制工程专业发展的历史、现状与未来。
3．介绍材料成型及控制工程专业人才培养方案。
4．按专业方向介绍对材料成型及控制工程专业总的认识。
三、教学内容及要求
1．材料成型及控制工程专业发展概况
教学内容：材料成型及控制工程专业有关材料、材料加工等的发展历史、现状及未来。
材料成型及控制专业设置及学科构成。
2．材料成型及控制工程专业人才培养方案
教学内容：材料成型及控制工程专业人才培养目标、学制、专业方向设置、学业标准、人才培养方案、学分与学位。
3．材料成型及控制工程专业方向发展概况
教学内容：材料成型及控制工程专业按金属压力加工、焊接及锻压工艺与塑料成型方向等介绍发展概况、职业去向、就业前景及考研等。
四、课时分配表（见附表1）
五、推荐教材、参考资料
1．推荐教材
1）刘昌宗，金属材料工程概论，冶金工业出版社，2007年。
2．推荐参考书
1）王高潮，材料科学与工程导论，机械工业出版社，2006年；
2）冯端，材料科学导论，化学工业出版社，2009年；
六、执行大纲说明
本课程的教学宜由外聘专家、资深教授或专业负责人开设专题讲座，在第2学期开设。
执笔：阳辉参与：宋美娟、周进、喻祖建
审核：批准：
制定日期：2011年12月。