《工程材料与成形技术》课程教学大纲
课程类别：学科基础教育课 英文名称：Engineering materials and Forming Technology
开课单位：能源动力工程学院 课程编号：Z02160101
课程性质：专业必修
总学时：24 实验：0 学 分：1.5
适用专业：新能源汽车工程
先修课程：热工学、工程流体力学
大纲编写（修订）时间：2019年6月
一、课程性质与教学目标
（一）课程性质与任务
本课程是一门属于机械工程类的专业教育课程，是新能源汽车专业的核心课程。该课程分两大部分，工程材料部分讲授材料的组织结构、力学性能、变形机理、金属材料及热处理、非金属材料和新材料；成形技术部分讲授零部件材料选择的原则与方法、成形方法、毛坯选择依据。
通过该课程的学习，学生在车辆零部件设计过程中能够熟练进行材料的选择、热处理工艺的选择，以及零部件成形加工方法的选择；可以初步拟定合理的生产工艺、设计加工流程。
（二）课程目标
通过本课程的理论教学和作业项目训练，使学生具备下列能力：
课程目标1：能够根据材料的理化性能、力学性能、工艺性能，在工程设计中熟练进行材料种类的选择、零部件成形方法的选择。（支撑毕业要求指标点3-2）
课程目标2：能够根据车辆零部件受力特点，通过考虑环境、安全等影响因素，针对零部件拟定合理的设计流程、加工流程、成形工艺。（支撑毕业要求指标点3-4）
课程目标3：能应用专业软件工具模拟成形方法，以适应现代工程设计需求。（支撑毕业要求指标点3-4）
二、课程内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑
章节 |
内 容 |
讲课 |
实验 |
小计 |
支撑课程目标 |
支撑的毕业要求指标点 |
第1章 |
1 材料的基本结构与基本性能 1.1材料的晶体结构；主要内容：分析金属材料（铁碳合金状态图）、陶瓷材料、高分子材料、复合材料的结构、合金的晶体结构 1.2材料的力学性能；主要内容：静态、动态、高低温力学性能、工艺性能； 1.3材料的变形与失效；主要内容：变形机理、失效评价指标 1.4二元合金相图；主要内容：相图与合金性能之间的关系、合金力学性能与相图的关系、合金工艺性能与相图的关系 重点：材料的力学性能 难点：铁碳合金状态图 |
6 |
0 |
6 |
3 |
3-2 |
第2章 |
2 金属材料热处理 2.1 钢的热处理基础；主要内容：钢在加热时的转变；钢在冷却时的转变 2.2 钢的普通热处理工艺；主要内容：退火、正火、淬火、回火 2.3 钢的表面热处理；主要内容：表面淬火、化学热处理 2.4热处理新技术；主要内容：高能束表面处理技术、热喷涂技术、真空热处理 2.5工业用钢、铸铁、有色金属的选用 重点：钢的热处理工艺 难点：热处理基础 |
6 |
0 |
6 |
3 |
3-2 |
第3章 |
3 非金属材料特性与选用 3.1 高分子材料；主要内容：材料结构特点、材料特性 3.2 陶瓷材料；主要内容：材料结构特点、材料特性 3.3 复合材料；主要内容：材料结构特点、材料特性 重点：高分子材料、陶瓷材料的结构特点、材料特性 难点：液态成形 |
4 |
0 |
4 |
3 |
3-2 |
第4章 |
4成形工艺 4.1铸造基本原理；主要内容：金属液态成形的工艺基础、砂型铸造、特种铸造、铸件的结构设计 4.2压力加工；主要内容：压力加工基本原理、自由锻、模锻、板料冲压、少无屑锻压工艺、各种压力加工方法比较 4.3固态材料的连接成形技术；主要内容：焊接成形过程、常用金属材料的焊接、熔化焊、固态焊、钎焊、焊接结构与结构设计工艺性、塑料的焊接、固态黏结成形过程 4.4粉末及高分子材料的成形；主要内容：陶瓷和金属粉末的成形、高分子材料的成形 重点：铸造基本原理、铸件的结构设计、常用金属材料的焊接 难点：铸件的结构设计、焊接结构与结构设计 |
6 |
0 |
6 |
3 |
3-4 |
第5章 |
5材料成形技术方案拟订及产品检验 5.1材料成形技术方案拟订的一般原则；主要内容：工程材料选用原则；材料成形工艺选用原则； 5.2材料成形方案的技术经济分析；主要内容：零件制造用材料及成形工艺举例 5.3成形件的品质检验；主要内容：检验标准和检验项目、成型件无损检验方法、射线检验、超声检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测 重点：工程材料选用原则；材料成形工艺选用原则；检验方法 难点：缺陷的判断、零件的失效分析 |
2 |
0 |
2 |
3 |
3-4 |
合 计 |
|
24 |
|
24 |
|
|
三、本课程开设的实验项目（如课程不含实验，请将该项删除）
无
四、达成课程目标的途径和措施
1、把握主线，以“材料→结构组织特点→力学性能→典型用途→工艺性能→成形技术”为主线，对金属材料及其成形技术以及零件选材和成形工艺选择进行了介绍；对常见的高分子材料、陶瓷材料和复合材料及其成形技术以及零件选材和成形工艺选择进行了介绍。引导学生掌握工程材料的结构组成、力学性能和热处理工艺，以及成形技术及方法，具备针对零部件进行材料的选择能力、成形加工方法的选择能力。
2、采用多媒体教学手段，结合车辆零部件的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛；
3、采用案例式教学，结合工程实际，从而具备相关知识和方法的实际应用能力。
五、考核方式
1.课程考核方式包括随堂测验、课后作业情况、项目实训情况和期末考试等。
1）随堂测验：布置五次，每次100分。
2）课后作业：布置五次，每次100分。
3）项目实训：布置用相关软件，仿真一个零件的成形过程（deform3D或其他软件）
4）期末考试：闭卷考试
2.定量评价
本课程包含i个分课程目标，有k个考核方式，各考核方式对课程目标达成评价的权重占比分
配如下：
表5.1 各考核方式对课程目标达成评价的权重占比分配
课程目标 |
分课程目标权重 （本列总和为1） ∑Pi=1 |
各考核方式评价比例分配 （每行总和为1） ∑Wik=1 |
各考核方式在课程目标达成中的占比 （所有行列总和为1）∑∑Sik=1 Sik=Pi×Wik |
随堂 测验 |
课后 作业 |
项目 实训 |
期末 考试 |
随堂 测验 |
课后 作业 |
项目 实训 |
期末 考试 |
1 |
0.5 |
0.1 |
0.3 |
0 |
0.6 |
0.05 |
0.15 |
0 |
0.3 |
2 |
0.2 |
0.25 |
0.25 |
0 |
0.5 |
0.05 |
0.05 |
0 |
0.1 |
3 |
0.3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0.3 |
0 |
各考核环节对课程目标达成的贡献率 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
那么第i个分课程目标的评价基于各环节k的贡献加权求和，就是该分课程目标的达成度Ai，即
5-1
而多个分课程目标再根据比例加权求和，就得到本门课程的课程目标达成度A。
5-2
其中： k表示不同的考核环节，i表示不同的分课程目标；
是第k种评价方式通过第i个课程目标反映在总的课程目标评分占比；
表示第k种评价方式对第i个课程目标百分占比；
表示第i个课程目标在课程总评价中的占比；
Gik表示第k种考核方式支撑第i个课程目标的达成度。
3.定性评价
定性评价指利用学生的调查问卷进行课程目标达成情况评价，按照各课程目标分项设计合适的问卷，调查学生掌握知识及获得能力等课程目标达成情况。其中成绩均采用百分制统计，五级分制转换为百分制时，优对应95分，良对应85分，中对应75分，及格对应65分，不及格对应55分。
综合定性与定量评价结果，取最小量为最终评价结果。
六、评价标准：
6.1 课堂情况评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
掌握材料的物理特性，进行材料的选择、零部件成形方法的选择（支撑毕业要求指标点3-2） |
基本概念正确，能够应用相关知识，分析实际工程零件，选择适当材料、合适的成型技术。 论述逻辑清楚，语言规范。 |
基本概念正确，能够应用相关知识，分析实际工程零件，选择适当材料、合适的成型技术。 论述清楚，语言较规范。 |
基本概念基本正确，基本能够应用相关知识，分析实际工程零件，选择适当材料、合适的成型技术。 论述基本清楚，语言较规范。 |
基本概念不清楚甚至错误、论述不清楚。 |
0.5 |
拟定合理的设计流程、成形工艺、加工流程。（支撑毕业要求指标点3-4） |
能够应用相关知识，分析实际工程零件，拟定合理的设计流程、成形工艺、加工流程。 论述逻辑清楚，语言规范。 |
能够应用相关知识，分析实际工程零件，拟定合理的设计流程、成形工艺、加工流程。 论述清楚，语言较规范。 |
基本能够应用相关知识，分析实际工程零件，拟定合理的设计流程、成形工艺、加工流程。 论述基本清楚，语言较规范。 |
基本概念不清楚甚至错误、论述不清楚，设计流程混乱。 |
0.5 |
6.2 作业评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
掌握材料的物理特性，进行材料的选择、零部件成形方法的选择（支撑毕业要求指标点3-2） |
按时交作业； 基本概念正确，能够应用相关知识，分析实际工程零件，选择适当材料、合适的成型技术。 论述逻辑清楚，语言规范。 |
按时交作业； 基本概念正确，能够应用相关知识，分析实际工程零件，选择适当材料、合适的成型技术。 论述清楚，语言较规范。 |
按时交作业； 基本概念基本正确，基本能够应用相关知识，分析实际工程零件，选择适当材料、合适的成型技术。 论述基本清楚，语言较规范。 |
不能按时交作业，有抄袭现象； 基本概念不清楚甚至错误、论述不清楚。 |
0.75 |
拟定合理的设计流程、成形工艺、加工流程。（支撑毕业要求指标点3-4） |
按时交作业； 能够应用相关知识，分析实际工程零件，拟定合理的设计流程、成形工艺、加工流程。 论述逻辑清楚，语言规范。 |
按时交作业； 能够应用相关知识，分析实际工程零件，拟定合理的设计流程、成形工艺、加工流程。 论述清楚，语言较规范。 |
按时交作业； 基本能够应用相关知识，分析实际工程零件，拟定合理的设计流程、成形工艺、加工流程。 论述基本清楚，语言较规范。 |
不能按时交作业，有抄袭现象； 基本概念不清楚甚至错误、论述不清楚，设计流程混乱。 |
0.25 |
6.4 项目训练评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
能够完成设计方案的撰写，能够清晰的进行陈述，表达自己的设计思想。能应用专业软件工具模拟成形方法，解决问题，并完成仿真过程 （支撑毕业要求指标点3-4） |
按时交报告； 设计方案撰写层次清晰，论述正确； 能够正确结合项目设计中的相关问题，熟练应用专业软件工具模拟成形方法，完成仿真，仿真结果详细包含应力、应变等结果。 结果正确 |
按时交报告； 设计方案撰写论述正确； 能够正确结合项目设计中的相关问题，熟练应用专业软件工具模拟成形方法，完成仿真过程详细。 结果基本正确 |
按时交报告； 设计方案撰写论述基本正确； 能够正确结合项目设计中的相关问题，应用专业软件工具模拟成形方法，完成仿真过程简单 |
不能按时交报告，有抄袭现象； 设计方案撰写有原则性错误； 不能应用专业软件工具模拟成形方法 没有完成仿真过程 |
1 |
6.5 考试评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
掌握材料的物理特性，进行材料的选择、零部件成形方法的选择（支撑毕业要求指标点3-2） |
材料特性相关概念描述正确，判断问题正确，材料选择依据、成型方法及工艺选择依据论述正确，语言简练。 |
材料特性相关概念描述基本正确，判断问题基本正确，材料选择依据、成型方法及工艺选择依据论述基本正确，语言简练。 |
材料特性相关概念描述基本正确，判断问题不准确，材料选择依据、成型方法及工艺选择依据论述不准确，语言不简练。 |
材料特性相关概念描述不正确，判断问题不准确，材料选择依据、成型方法及工艺选择依据论述不准确，语言混乱。 |
0.75 |
拟定合理的设计流程、成形工艺、加工流程。（支撑毕业要求指标点3-4） |
设计流程合理，成形工艺相关概念描述正确，判断问题正确，加工流程选择依据论述正确，语言简练。 |
设计流程基本合理，成形工艺相关概念描述基本正确，判断问题基本正确，加工流程选择依据论述基本正确，语言简练。 |
设计流程基本合理，成形工艺相关概念描述不准确，判断问题不准确，加工流程选择依据论述不准确，语言不简练。 |
设计流程不合理，成形工艺相关概念描述不正确，判断问题不正确，加工流程选择依据论述不正确，语言不简练。 |
0.25 |
七、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）
1. 工程材料及成形技术，艾云龙著，机械工业出版社，2012年8月第一版；
2. 工程材料及成形技术基础，杨莉编著，西安电子科技大学出版社，2011年6月第一版；
3. 机械工程材料及其成形技术基础，申荣华，北京大学出版社，2016年10月
4. 工程材料与成形技术基础，庞国星主编，机械工业出版社，2018年09月第三版；
5. 视频资料：《理想视频教程网——材料与成形技术基础》，资料发行单位，资料链接： http://www.mba518.com/jiaocheng/sort09/sort027/down-142.html。
制定人：吕彩琴 审定人： 批准人：
年 月 日
