设计材料与加工工艺课程思政教学改革探索与实践

针对工业设计专业的设计材料与加工工艺课程,构建其课程思政教学目标,深挖教学内容中的思政元素,从创新丰富思政教学方式、课程思政覆盖教学全过程、加强实践环节的课程思政教学和完善课程思政教学评价体系等方面探索课程思政教学改革措施,以达到立德树人的目的。

基于材料与加工工艺课程的思政元素教学研究

材料与加工工艺是产品设计专业的基础课程,其培养的目标主要是具备一定工业产品设计和应用能力的应用型人才。在新形势下,结合“材料与加工工艺”课程的特点,在教学中不仅教授专业知识,同时在课程各个教学模块和环节中尽可能多的融入思想政治要素,对学生在爱国主义精神、创新精神、环保精神等方面进行教育,从而使学生树立正确的人生价值,促进全面发展。

2025年《热加工工艺》征订启事

《热加工工艺》期刊创刊于1972年,1986年公开发行,半月刊,期刊主管单位为中国船舶集团有限公司,由中国船舶集团有限公司第十二研究所和中国造船工程学会联合主办,为中国造船工程学会会刊,由《热加工工艺》编辑部编辑出版。主要报道金属学与金属工艺、材料合成与加工工艺、船舶(舰船)工程领域的先进研究成果。本刊国际标准连续出版物号:ISSN1001-3814,国内统一连续出版物号:CN61-1133/TG。

2025年《热加工工艺》征订启事

《热加工工艺》期刊创刊于1972年,1986年公开发行,半月刊,期刊主管单位为中国船舶集团有限公司,由中国船舶集团有限公司第十二研究所和中国造船工程学会联合主办,为中国造船工程学会会刊,由《热加工工艺》编辑部编辑出版。主要报道金属学与金属工艺、材料合成与加工工艺、船舶(舰船)工程领域的先进研究成果。本刊国际标准连续出版物号:ISSN1001-3814,国内统一连续出版物号:CN61-1133/TG。

2025年《热加工工艺》征订启事

《热加工工艺》期刊创刊于1972年,1986年公开发行,半月刊,期刊主管单位为中国船舶集团有限公司,由中国船舶集团有限公司第十二研究所和中国造船工程学会联合主办,为中国造船工程学会会刊,由《热加工工艺》编辑部编辑出版。主要报道金属学与金属工艺、材料合成与加工工艺、船舶(舰船)工程领域的先进研究成果。本刊国际标准连续出版物号:ISSN1001-3814,国内统一连续出版物号:CN61-1133/TG。

2025年《热加工工艺》征订启事

《热加工工艺》期刊创刊于1972年,1986年公开发行,半月刊,期刊主管单位为中国船舶集团有限公司,由中国船舶集团有限公司第十二研究所和中国造船工程学会联合主办,为中国造船工程学会会刊,由《热加工工艺》编辑部编辑出版。主要报道金属学与金属工艺、材料合成与加工工艺、船舶(舰船)工程领域的先进研究成果。本刊国际标准连续出版物号:ISSN1001-3814,国内统一连续出版物号:CN61-1133/TG。

结构陶瓷材料加工技术的新进展

综述了近年国内外结构陶瓷材料加工技术的发展和最新研究成果,主要包括激光、电火花、等离子、超声波、微波等特种加工技术、复合加工技术,以及在传统磨削技术基础上发展起来的界面热化学反应加工、高速(超高速)磨削技术、在线电解修锐磨削技术等,旨在为促进我国的结构陶瓷材料优质、高效、低成本加工技术的发展提供借鉴作用。

金属平面滚压塑性精加工的实验分析

对金属表面的滚压塑性精加工进行了实验研究。测试分析了初始表面粗糙度和纵向压下量、横向进给量、滚压速度、滚压道次等对表面粗糙度、硬度、金相组织形貌的影响。研究结果表明,滚压塑性精加工可以提高金属(特别是有色合金软金属)的表面硬度、致密性,降低表面粗糙度,与常规的磨削精加工相比具有更多的优点,如节省了砂轮和冷却液的消耗,消除了对环境的污染,提高了被加工材料表面的物理、机械性能等。

管电极微细电火花铣削加工

提出了采用对轴向损耗不敏感的微细管电极进行微细电火花分层铣削的加工方法,并对管电极在加工过程中的损耗特性进行了理论分析。在此基础上,分别采用铜管电极和实心电极进行了微细电火花铣削加工实验。结果表明:采用中空结构的管电极不仅减小了铣削过程中电极端部的损耗半径,提高了加工精度,而且简化了微细电火花铣削的分层策略和电极损耗补偿策略。

AZ91压铸镁合金在六偏磷酸盐体系中的微弧氧化工艺

采用六偏磷酸盐体系在AZ91压铸镁合金表面制备了一系列微弧氧化膜层。研究了(NaPO3)6和NaOH质量浓度、电流密度以及氧化时间对微弧氧化膜生长规律的影响,并通过扫描电镜、中性盐雾试验等方法研究了微弧氧化膜层形貌特征及耐蚀性能。结果表明:本试验所制备的微弧氧化膜层的耐蚀性属于尚耐蚀和可用等级,与基体合金相比有大幅度提高。采用六偏磷酸盐体系在AZ91压铸镁合金表面制备耐蚀性微弧氧化膜的最佳工艺参数如下:(NaPO3)6质量浓度为2 g/L,NaOH质量浓度为6 g/L,电流密度为6 A/dm2,氧化时间为10m in。

超高强度防撞梁热冲压成形工艺优化

对超高强度防撞梁的热冲压成形过程进行了模拟分析,揭示了热成形过程不同阶段板料温度、厚度、微观组织和性能的变化规律,以及初始成形温度、冲压速度和压边力等工艺参数对超高强钢热成形的影响规律,优化了防撞梁热成形工艺参数,并通过试验进行了验证。结果表明:热冲压成形过程中,板料厚度变化主要发生在高速冲压阶段,微观组织及性能变化主要发生在淬火阶段,热冲压成形件卸载后的回弹量很小;初始成形温度对板料厚度变化影响显著,初始成形温度较低时板料成形性较差;冲压速度过大或过小均易导致板料减薄严重;添加压料板会大幅降低板料流动性,易导致拉裂;对本文构件而言,最佳工艺参数是:初始成形温度为800℃、冲压速度为100mm/s,不设置压料板。

离心铸造条件对Mg_2Si/Al梯度复合材料组织与性能的影响

采用离心铸造法制备了内外层特别是内层富含细小Mg2Si颗粒的铝基梯度复合材料。研究了模具离心转速和预热温度对Mg2Si/Al梯度复合材料内层显微组织和性能的影响。研究结果表明,随着模具离心转速的增大,铸件内层Mg2Si颗粒相分布趋于均匀,颗粒相体积分数、显微硬度和耐磨性能均有较大幅度提高。而模具预热温度对铸件内层颗粒相体积分数及性能影响较小。在模具离心转速为1560 r/min,预热温度为300℃的条件下,铸件内层性能达到最佳值,磨损率仅为相同干滑动摩擦磨损条件下HT200的1/30~1/40。

铝粉烧结材料等通道转角挤压组织性能演变

对不同路径和不同道次下铝粉烧结材料的等通道转角挤压工艺进行了试验研究,用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电镜分析了粉末烧结材料在不同工艺条件下的晶粒细化规律和致密行为,并测量了挤压后试样的密度和硬度等性能.结果表明,等通道转角挤压工艺对粉末烧结材料具有很强的致密效果和细化效果,可显著提高其力学性能.在单道次变形中,大剪切塑性变形和高静水压力状态是粉末烧结材料获得良好的致密效果的关键;在多道次变形中,变形量的累积和不同的剪切特征不断地改变内部的孔隙形状,使内部基体材料进一步致密.而晶粒的细化效果则取决于变形中的静水压力、变形量和剪切特征等关键因素.

多辊下压式柔性拉形工艺及其数值模拟

研究了一种新型的柔性拉形工艺——多辊下压式柔性拉形(MRPFSF)。采用动态显式有限元软件,对2024-O铝合金板材使用传统拉形工艺和MRPFSF工艺时成形球面件的过程进行了仿真,对比分析拉形过程中板材的应力、应变和板材厚度变化。仿真结果表明,与传统拉形工艺相比,使用MRPFSF工艺时得到的拉形件应力应变分布均匀,成形效果更好。最后用实验机进行了实验验证,结果证明了MRPFSF工艺的可行性与实用性。

汽车覆盖件深拉延有限元仿真过程中的材料塑性与失效模型

为了快速、准确地制造汽车车身覆盖件,对大型汽车覆盖件材料的屈服极限、强化模式以及失效模式进行了分析。在有限元仿真过程中,利用各向同性运动学理论建立了汽车覆盖件强化模型,制订了有效的算法,并对材料在拉延过程中可能出现的情况进行了预测分析,确定出拉延过程中材料的屈服极限特性。以材料为铝板的方形盒体零件为例验证了本研究结果的有效性。

连杆裂解加工力参数数值分析

为了确定合适的连杆裂解工艺中裂解力参数,采用数值分析的方法建立了53d斜切口连杆裂解加工的数值模型。对裂纹尖端的节点采用了1/4节点技术用于模拟裂纹尖端应力场的奇异性,分析得到了裂解力与应力强度因子的关系曲线。根据连杆材料的临界应力强度因子KIc,确定了连杆裂解加工所需的裂解力。结果表明：裂纹1的裂解力为851 kN,裂纹2的裂解力818 kN。与实际生产中的裂解力860-880 kN相比,其误差小于10%。

数控拉弯工艺中型材变形量的影响因素

以某轨道车辆双曲率弯梁构件数控拉弯成形为例,推导了基于数控代码计算型材变形量的公式,分析了型材数控拉弯成形过程中伸长量及转角的变化规律及影响因素,将所得的变形量数据导入数值模拟模型中,对弯梁构件因伸长量设置不合理导致的拉裂缺陷进行了分析,并通过试验进行了验证。结果表明:数控拉弯成形过程中,型材总伸长量显著小于数控代码所给拉伸缸总伸长量,型材总转角大于数控代码所给支臂总转角;滑块位置对型材数控拉弯成形影响显著;型材长度、夹钳深度、预拉量不影响型材弯曲拉伸阶段伸长量,但影响型材伸长率。

超高强钢热成形淬火阶段的工艺参数优化

以汽车用超高强钢22MnB5为研究对象,开发了一种压力可调的热成形淬火装置,采用二步染色金相分析技术及材料性能试验等对热成形淬火阶段工艺参数进行优化。结果表明:对于2mm厚22MnB5,当以室温下的水为冷却介质时,热成形淬火阶段板料发生完全马氏体转变的临界压力为0.3 MPa;实际生产中,2mm厚22MnB5热成形淬火阶段的最佳压力为1.0 MPa以上;板料从800℃开始冷却时,最佳的保压时间为8s。

36MnVS4连杆裂解加工模拟及缺陷分析

针对具有更高疲劳强度的连杆新材料36MnVS4,开展了连杆裂解加工性能研究,并与C70S6材料进行对比,探究其裂解缺陷形成原因。依据新材料I型裂纹的脆性解理断裂特性,确定了连杆裂解K判据及最大主应力断裂失效准则,建立了预制切口条件下的连杆裂解有限元模型。通过分析裂解过程中的应力集中和变形分布情况,获得不同材料的切口起裂位置和时间、切口附近及断面的塑性变形,结合裂纹扩展速度和裂解载荷,研究了容易导致的缺陷类型并评估了断口质量。结果表明:在相同几何参数和载荷下,因36MnVS4连杆较C70S6起裂位置分散、裂纹扩展不稳定、缺口敏感性高、铁素体组织多,容易导致批量生产时裂解工序缺陷增加,但裂解后大头孔失圆和断面塑性变形小。

脉冲激光加工连杆裂解槽数值仿真

建立了YAG脉冲激光加工裂解槽三维瞬态温度场有限元模型,并对热源加载形式、离焦量、材料热物理性能参数、单元生死等技术问题进行了分析。对激光在C70S6高碳微合金非调质钢上移动切割裂解槽进行了数值模拟,得到不同切割参数下槽深、槽宽及温度场,总结出光斑直径、激光功率、脉宽、加工速度等参数对裂解槽加工的影响规律。将数值分析结果与激光切槽试验进行了对比,对激光加工裂解槽工艺参数的选择提出了建议。