《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：2010.10
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。
（三）实施说明
1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；注意培养学生提高利用基础理论解决工程实际问题的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。
2．教学手段：本课程属于专业技术基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。
（四）对先修课的要求
本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有高等数学、理论力学、材料力学、机械设计、金属学与热处理、材料力学性能等。本课程将为材料成型及控制工程专业的专业课、课程设计以及毕业设计的学习打下坚实基础。
（五）对习题课、实践环节的要求
1．对重点、难点章节（如：塑性成形应力应变分析方法、塑性成形条件、塑性变形力能参数的计算方法等）应适当安排习题课，在具体安排上，也可以把习题分析穿插具体内容的讲解工程中，以培养学生消化和巩固所学理论知识，用以解决实际问题为目的。
2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及计算方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，根据需要适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。
3．每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握材料成形性能的测试方法，获得实验操作的基本训练。实验成绩作为评定课程成绩的一部分。
（六）课程考核方式 1．考核方式：考试
2．考核目标：在考核学生材料成型的基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的基本概念、分析方法、计算方法等能力。
3．成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占10%，实验成绩占10%，期末考试成绩占80%。
平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出；实验成绩由实验老师参照相关规定按百分制给出，实验无成绩或实验不及格，取消期末考试资格，总成绩直接以不及格计。
（七）参考书目 《材料成形原理》，吴树森编，机械工业出版社，2008 《金属材料成型原理》，雷玉成、汪建敏、贾志宏编，化学工业出版社，2010 《材料成形原理》，闫洪、周天瑞编，清华大学出版社，2009 《材料成形原理》，陈平昌编，机械工业出版社，2003 《塑性加工力学》，王仲仁编， 机械工业出版社，2001
二、中文摘要
本课程是材料成型与控制工程专业学生必修的专业技术基础课程。课程内容包括材料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，通过学习使学生掌握材料成型力学基本知识、基本原理、基本方法及应用。本课程将为后续课程的学习以及相关课程设计、毕业设计等奠定重要基础。
三、课程学时分配表
序号 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2 2.1 塑性变形金属学 应力状态及主应力 等效应力及应力摩尔圆 应变状态及主应变 位移场 塑性变形屈服准则与增量理论 屈服准则 教学内容 塑性变形应力与应变分析 学时 10 6 讲课 10 2 2 2 2 2 4 2 实验 0 0 2 上机 0 0 0
2.2 2.3 3 3.1 3.2 4 4.1 4.2 4.3 5 5.1 5.2 5.3 增量理论 实验1，LY12材料塑性图绘制 塑性变形主应力法原理及应用 主应力法原理 主应力法应用 塑性变形滑移线法原理及应用 滑移线概念及性质 汉基应力方程及应用 滑移线法应用 上限法原理及应用 上限法原理 上限法应用 实验2，镦粗时接触应力及摩擦系数测定（综合性实验） 合 计 6 10 8 40 2 6 2 4 10 2 4 4 4 2 2 34 2 0 0 4 4 6 0 0 0 0
四、教学内容及基本要求
第1部分 塑性变形应力与应变分析
总学时(单位：学时):10 讲课:10 实验:0 上机:0 第1.1部分 塑性变形金属学（讲课2学时） 具体内容:
掌握塑性变形基本概念、变形分类，金属朔性成形方法。 第1.2部分 应力状态及主应力（讲课2学时） 具体内容:
1) 掌握应力分量概念及应力状态； 2) 掌握平面应力和轴对称应力状态； 3) 了解金属塑性加工金属学基础。
第1.3部分 等效应力及应力摩尔圆（讲课2学时） 具体内容:
1) 掌握等效应力、力平衡微分方程、主剪应力的概念； 2) 掌握应力摩尔圆概念；
3) 了解圆柱坐标系、球坐标系应力状态。 第1.4部分 应变状态及主应变（讲课2学时） 具体内容:
1) 掌握应变的基本概念； 2) 小变形几何方程； 3) 应变张量和等效应变； 4) 了解主应变求解方法。
第1.5部分 位移场（讲课2学时） 具体内容:
掌握平面挤压变形以及镦粗变形工艺位移场确定方法。
重 点:
1) 等效应力,力平衡微分方程； 2) 平面应力和轴对称应力状态； 3) 应变张量和等效应变； 4) 位移场确定。 难 点:
主剪应力概念及求解方法。 习 题:
主应力及方向求解。
第2部分 塑性变形屈服准则与增量理论
总学时(单位：学时):6 讲课:4 实验:2 上机:0 第2.1部分 屈服准则（讲课2学时） 具体内容:
1) 掌握材料变形模型的分类； 2) 屈服准则及其形式；
3) 了解屈服轨迹和屈服表面。 第2.2部分 增量理论（讲课2学时） 具体内容:
1) 掌握塑性变形的增量理论（流动理论）概念及方程； 2) 了解塑性变形与弹性变形的特点。 重 点:
塑性变形的增量理论（流动理论）。 难 点:
塑性变形的增量理论方程应用。 习 题:
屈服准则的应用
实 验: 实验1，LY12材料塑性图绘制（2学时） 第3部分 塑性变形主应力法原理及应用
总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0 第3.1部分 主应力法原理（讲课2学时） 具体内容:
1) 掌握塑性变形主应力法原理；
2) 掌握平衡微分方程和塑性条件联立求解。 第3.2部分 主应力法应用（讲课4学时） 具体内容:
1) 掌握主应力法的应用，如平面镦粗、轴对称镦粗、镦粗的变形特点和力能计算； 2) 了解受内压厚壁筒进入塑性状态时的极限应力以及拉延力能参数的计算。 重 点:
主应力法原理及应用。 难 点:
平衡微分方程和塑性条件联立求解。 第4部分 塑性变形滑移线法原理及应用
总学时(单位：学时):8 讲课:6 实验:2 上机:0 第4.1部分 滑移线概念及性质（讲课2学时）
具体内容:
1) 掌握滑移线的基本概念、滑移线的几何性质； 2) 了解滑移线场类型及确定方法。
第4.2部分 汉基应力方程及应用（讲课4学时） 具体内容:
1) 掌握塑性区的应力边界、汉基应力方程的形式； 2) 了解汉基应力方程的推广形式。 第4.3部分 滑移线法应用（讲课4学时） 具体内容:
1) 了解格林盖尔速度方程及应用；
2) 掌握滑移线法应用，如平面镦粗、板料拉延、正挤压、反挤压等变形工艺。 重 点:
汉基应力方程、滑移线法应用。 难 点:
滑移线的基本概念、塑性区的应力边界。 习 题:
滑移线法应用。
第5部分 上限法原理及应用
总学时(单位：学时):8 讲课:4 实验:4 上机:0 第5.1部分 上限法原理（讲课2学时） 具体内容:
1) 掌握上限法原理；
2) 掌握上限法的应用及举例； 3) 了解其它计算方法。
第5.2部分 上限法应用（讲课2学时） 具体内容:
掌握上限法的应用举例。 重 点:
上限法原理及应用举例。 难 点:
速端图绘制。 习 题:
上限法求解实际问题。 实 验:
实验2，镦粗时接触应力及摩擦系数测定（综合性实验）（4学时）
编写人：王忠堂
梁海成
审核人：王忠堂 批准人：张 罡
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容