《焊接結構》課程教學大綱

《焊接結構》課程教學大綱一、課程基本情況課程代碼：101134223404課程名稱（中/英文）：焊接結構/WeldedStructure課程類別：專業(yè)必修課程學分：2總學時：32理論學時：26實驗/實踐學時：6適用專業(yè)：焊接技術與工程適用對象：本科先修課程：冶金傳輸基礎、工程力學、焊接冶金學教學環(huán)境：多媒體教室/實驗室開課學院：材料科學與工程學院二、課程簡介1.課程任務與目的《焊接結構》是焊接技術與工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，通過本課程的學習，學生應該了解焊接結構的特點和焊接熱過程；掌握焊接應力與變形產生的原因和常見的焊接變形；掌握焊接接頭的基本特性；熟悉焊接結構的脆性斷裂、疲勞斷裂的特征、產生原因和預防措施；熟悉焊接結構的類型和焊接結構設計。課程目的是使學生通過焊接結構特征的學習，能夠制定出合理的焊接結構生產工藝，學會解決制造過程中出現(xiàn)的力學行為相關的工藝問題。使學生能夠從力學的角度來分析材料選擇的合理性及使用的可靠性，能把材料、工藝、力學性能結合起來對焊接結構進行分析。使學生具備積極創(chuàng)新的思維能力，成為社會主義經濟建設所需要的復合型高層次人才，為積極落實中國制造2025等制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，實現(xiàn)從制造大國向制造強國轉變的戰(zhàn)略目標做出貢獻。2.對接培養(yǎng)的崗位能力能完成簡單焊接結構件的設計與計算，對設計圖紙和技術要求能以結構及焊接接頭合理性以及制造工藝性能等方面提出有益的建議。并能制定合理的焊接結構生產工藝，解決制造中可能出現(xiàn)的與其力學行為有關的問題，制造出性能可靠、經濟合理的焊接結構。三、課程教學目標1.課程對畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標點1.1]能夠將數(shù)學、物理、化學等基礎知識和原理應用于分析焊接結構及制造過程中的焊接加工問題。[畢業(yè)要求指標點3.1]能夠針對焊接加工領域復雜工程問題，明確設計需求，利用自然科學、材料科學及工程的基本原理和技術手段，提出焊接結構設計與加工工藝開發(fā)及優(yōu)化等過程中的具體解決方案。2.課程教學目標對應畢業(yè)要求指標點，具體內容如下：教學目標1.了解焊接結構的特點和構件焊接性相關知識，了解焊接加工領域相關的技術指標。了解焊接熱過程基本原理和焊接熱循環(huán)。(支撐畢業(yè)要求指標點1.1)教學目標2.熟練掌握焊接應力與變形的形成過程，焊接接頭的一般性能，金屬材料的脆性斷裂概念及其影響因素，焊接結構疲勞失效的特征等知識點的基本概念和理論，熟悉焊接結構類型及其力學特點，理解從選材、結構設計、制造工藝等方面防止脆性斷裂及疲勞斷裂的措施。(支撐畢業(yè)要求指標點1.1)教學目標3.掌握焊接殘余應力和焊接殘余變形，焊接接頭的工作應力分布和工作性能，預防焊接結構脆性斷裂的措施，疲勞斷裂的物理過程及斷口特征，影響焊接接頭疲勞強度的因素和提高焊接接頭疲勞強度的措施等知識點。掌握焊接結構的設計原則和程序，考慮焊接結構的合理性，對典型焊接結構元件進行設計與強度計算。具備對復雜工程問題進行合理分析和解決。(支撐畢業(yè)要求指標點3.1)四、教學課時安排（一）學時分配主題或知識點教學內容總學時學時完成課程教學目標講課實驗實踐主題或知識點1緒論22001主題或知識點2焊接應力與變形148602、3主題或知識點3焊接接頭44002、3主題或知識點4焊接結構的脆性斷裂22002、3主題或知識點5焊接接頭和結構的疲勞強度22002、3主題或知識點6焊接結構類型及其力學特點44002、3主題或知識點7焊接結構設計44002、3合計322660（二）實驗/實踐教學安排序號實驗/實踐項目名稱實驗/實踐學時實驗/實踐類型實驗/實踐要求每組人數(shù)備注1平板焊接變形的測量與分析2綜合性必做52焊接加熱及冷卻過程中接頭動態(tài)彎曲變形的測量與分析2綜合性必做53焊接殘余應力的測量2綜合性必做5五、教學內容及教學設計主題或知識點1緒論1.教學內容：焊接結構的特點。焊接結構存在的主要問題。構件焊接性。焊接結構的應用。改革開放四十多年以來焊接結構的發(fā)展和在國民經濟的應用，介紹中國制造2025發(fā)展目標中的裝備制造中焊接技術的應用，介紹國家重大工程中焊接技術的應用，激發(fā)學生努力學習專業(yè)的興趣，勇于創(chuàng)新、報效祖國的理想。2.教學重點：焊接結構的特點及構件焊接性分析。3.教學難點：焊接結構的特點及構件焊接性分析。4.教學方案設計：采用混合式教學，結合多媒體授課，同時授課過程中采用視頻演示、案例討論、啟發(fā)、互動式等多種教學方法。主題或知識點2焊接應力與變形1.教學內容：內應力的產生；焊接應力與變形的形成過程；焊接殘余應力；焊接殘余變形；焊接殘余應力與變形的測量和調控。我國在應力與變形技術及相關產業(yè)的發(fā)展狀況。在焊接應力與變形的控制過程中，需要精確計算和細致操作。引導學生樹立工匠精神，培養(yǎng)他們在學習和工作中精益求精的態(tài)度，不斷提升自己的專業(yè)技能。2.教學重點：焊接引起的內應力和變形。3.教學難點：長板條在不均勻溫度場作用下的應力與變形。4.教學方案設計：采用混合式教學，結合多媒體授課，同時授課過程中采用視頻演示、案例討論、啟發(fā)、互動式等多種教學方法。主題或知識點3焊接接頭1.教學內容：焊接接頭的一般性能；焊接接頭的工作應力分布和工作性能；焊接接頭靜載強度計算。焊接接頭的設計、制造和檢驗過程中，必須嚴格遵守安全操作規(guī)程和法律法規(guī)，確保人員和設備的安全。強調安全意識的重要性，讓學生認識到遵守法律法規(guī)是保護自己和他人的基本要求，也是社會責任感和職業(yè)道德的體現(xiàn)。2.教學重點：焊接接頭的靜載荷強度計算。3.教學難點：焊接接頭的靜載荷強度計算。4.教學方案設計：采用混合式教學，結合多媒體授課，同時授課過程中采用視頻演示、案例討論、啟發(fā)、互動式等多種教學方法。主題或知識點4焊接結構的脆性斷裂1.教學內容：脆性斷裂事故和研究脆性斷裂的意義；金屬材料的斷裂及其影響因素；材料斷裂的評定方法；焊接結構制造工藝特點與脆性斷裂的關系；焊接結構抗裂性能與止裂性能的評定方法；預防焊接結構脆性斷裂的措施。斷裂韌度設計在海洋工程，航空航天外太空，北極及南極，我國北方地區(qū)的應用。通過講解焊接結構脆性斷裂的危害和原因，引導學生樹立安全意識，認識到焊接結構安全的重要性。同時，強調在焊接過程中嚴格遵守操作規(guī)程和安全規(guī)范的重要性，培養(yǎng)學生的責任意識。2.教學重點：焊接結構特點和工藝因素對脆性斷裂的影響。3.教學難點：金屬材料脆性斷裂及其影響因素。4.教學方案設計：采用混合式教學，結合多媒體授課，同時授課過程中采用視頻演示、案例討論、啟發(fā)、互動式等多種教學方法。主題或知識點5焊接接頭和結構的疲勞強度1.教學內容：材料及結構疲勞失效的特征；疲勞試驗及疲勞圖；疲勞斷裂的物理過程和斷口特征；焊接接頭的疲勞強度計算標準；影響焊接接頭疲勞強度的因素；提高焊接接頭疲勞強度的措施。疲勞強度設計在運輸工具，特別是發(fā)動機的高技術產品設計中的應用及重要性。通過講解焊接結構疲勞失效的危害和原因，引導學生樹立安全意識，認識到焊接結構安全的重要性。同時，強調在焊接過程中嚴格遵守操作規(guī)程和安全規(guī)范的重要性，培養(yǎng)學生的責任意識。2.教學重點：提高焊接接頭疲勞強度的措施。3.教學難點：影響焊接結構疲勞強度的因素。4.教學方案設計：采用混合式教學，結合多媒體授課，同時授課過程中采用視頻演示、案例討論、啟發(fā)、互動式等多種教學方法。主題或知識點6焊接結構類型及其力學特點1.教學內容：焊接結構的基本類型；焊接結構力學特征；焊接結構實例分析。通過引入我國在航空航天、橋梁建設、海洋工程等領域中不同焊接結構類型的成功應用案例，讓學生感受到我國焊接技術的強大實力和廣泛應用前景，激發(fā)他們的家國情懷和使命擔當意識，為祖國的繁榮富強貢獻自己的力量。2.教學重點：焊接結構的力學特征。3.教學難點：焊接結構的力學特征。4.教學方案設計：采用混合式教學，結合多媒體授課，同時授課過程中采用視頻演示、案例討論、啟發(fā)、互動式等多種教學方法。主題或知識點7焊接結構設計1.教學內容：焊接結構設計的一般原則；焊接結構設計實例。歷史上國家重大工程焊接結構的應用案例介紹，分析。第一座全焊接結構橋梁九江長江大橋，西氣東輸，航天航空，信息技術倒裝芯片等重要工程領域焊接技術的應用與作用。在焊接結構的設計中，組織學生進行團隊協(xié)作，共同完成焊接結構設計任務。通過團隊合作，培養(yǎng)學生的協(xié)作精神和溝通能力。讓學生認識到在團隊中發(fā)揮自己的優(yōu)勢、尊重他人的意見是取得成功的關鍵。同時通過團隊協(xié)作，培養(yǎng)學生的集體榮譽感和歸屬感。2.教學重點：接結構的合理性分析。3.教學難點：接結構的合理性分析。4.教學方案設計：采用混合式教學，結合多媒體授課，同時授課過程中采用視頻演示、案例討論、啟發(fā)、互動式等多種教學方法。六、學生成績評定1.課程考核方式及比例本課程考核學生獲取知識的能力、應用所學知識分析問題和解決問題能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力等；考核方式采用出勤、作業(yè)評測、課堂表現(xiàn)、平時階段測驗等多種形式、多個階段等全過程的考核，使學生成績評定更加合理多樣，優(yōu)化課程評價體系，進一步提升本課程教學效果。學生成績評定表考核方式平時成績期中考試期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測驗答辯項目小論文實驗√√√√成績比例%10101020502.課程目標考核方式評價權重本課程教學目標與考核方式評價權重如表所示：課程教學目標與考核方式評價權重表課程教學目標支撐畢業(yè)要求指標點考核評價方式權重（%）過程性考核實驗期末考試合計出勤及課堂表現(xiàn)作業(yè)教學目標1指標點1.12004~66~8教學目標2指標點1.1951218~2244~48教學目標3指標點3.195823~2745~49合計201020501003.成績評價標準平時成績評定及考核標準考核環(huán)節(jié)考核結果及標準評估項目及權重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及課堂表現(xiàn)（20%）無遲到、早退、曠課現(xiàn)象。積極參加課堂討論，并有自己獨到的見解，能夠準確回答問題，并有自己獨到的見解偶爾有遲到、早退現(xiàn)象。較為積極參加課堂討論，能夠準確回答問題，并提出自己的見解有遲到、早退現(xiàn)象。能夠主動參加課堂討論，能夠回答問題有遲到、早退、偶爾有曠課現(xiàn)象。參與課堂討論，基本能回答相關問題遲到、早退、曠課較多。不能有效參加課堂討論，回答不出所有問題作業(yè)（10%）能夠獨立完成作業(yè)，作業(yè)完成質量優(yōu)秀，能夠靈活運用所學知識和理論解決問題，并獲得正確結論能夠獨立完成作業(yè)，完成質量較高，能夠運用所學知識和理論解決問題，并獲得正確結論能夠獨立完成作業(yè)，完成質量符合要求，能夠運用所學知識和理論解決問題，并獲得有效結論基本能夠獨立完成作業(yè)，部分題目解答存在抄襲現(xiàn)象，運用所學知識和理論解決問題的能力基本符合要求不能獨立完成作業(yè)，存在明顯抄襲現(xiàn)象，不具備運用所學知識和理論解決問題的能力實驗（20分%）實驗報告能夠獨立完成，內容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表規(guī)范。能夠正確完成實驗報告中提出的問題，并對實驗中遇到的問題進行深入的討論，提出自己的見解。實驗報告能夠獨立完成，內容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表基本規(guī)范。能夠完成實驗報告中提出的問題，并對實驗中遇到的問題進行討論，提出意見。實驗報告能夠完成，內容完整，數(shù)據(jù)基本合理，能夠進行數(shù)據(jù)處理，圖表基本規(guī)范。能夠基本完成實驗報告中提出的問題，對實驗中遇到的問題進行討論。實驗報告基本能夠獨立完成，內容完整，數(shù)據(jù)圖表齊全，基本完成實驗報告中提出的問題。實驗報告不能獨立完成，存在抄襲現(xiàn)象，報告中提出的問題沒有或基本沒有回答。課程教學目標評價標準考核環(huán)節(jié)考核結果及標準評估項目及權重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教學目標1熟練掌握焊接結構的特點和構件焊接性相關知識，焊接加工領域相關的技術指標，焊接熱過程基本原理和焊接熱循環(huán)。準確掌握焊接結構的特點和構件焊接性相關知識，焊接加工領域相關的技術指標，焊接熱過程基本原理和焊接熱循環(huán)。掌握焊接結構的特點和構件焊接性相關知識，焊接加工領域相關的技術指標，焊接熱過程基本原理和焊接熱循環(huán)?；菊莆蘸附咏Y構的特點和構件焊接性相關知識，焊接加工領域相關的技術指標，焊接熱過程基本原理和焊接熱循環(huán)。不能掌握焊接結構的特點和構件焊接性相關知識，焊接加工領域相關的技術指標，焊接熱過程基本原理和焊接熱循環(huán)。教學目標2熟練掌握焊接應力與變形的形成過程，焊接接頭的一般性能，金屬材料的脆性斷裂概念及其影響因素，焊接結構疲勞失效的特征等知識點的基本概念和理論。準確掌握焊接應力與變形的形成過程，焊接接頭的一般性能，金屬材料的脆性斷裂概念及其影響因素，焊接結構疲勞失效的特征等知識點的基本概念和理論。掌握焊接應力與變形的形成過程，焊接接頭的一般性能，金屬材料的脆性斷裂概念及其影響因素，焊接結構疲勞失效的特征等知識點的基本概念和理論。基本掌握焊接應力與變形的形成過程，焊接接頭的一般性能，金屬材料的脆性斷裂概念及其影響因素，焊接結構疲勞失效的特征等知識點的基本概念和理論。不能掌握焊接應力與變形的形成過程，焊接接頭的一般性能，金屬材料的脆性斷裂概念及其影響因素，焊接結構疲勞失效的特征等知識點的基本概念和理論。教學目標3熟練掌握焊接殘余應力和焊接殘余變形，焊接接頭的工作應力分布和工作性能，預防焊接結構脆性斷裂的措施，疲勞斷裂的物理過程及斷口特征，影響焊接接頭疲勞強度的因素和提高焊接接頭疲勞強度的措施等知識點。具備對復雜工