附件6.材料学院（系、所）国际一流水平研究生课程简介

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1、附件6．材料学院（系、所）国际一流水平研究生课程简介(中英文各一份)课程名称：材料成形原理及数值模拟课程代码：110.603课程类型：□一级学科基础课√二级学科基础课□其它：考核方式：考试教学方式：讲授适用专业：材料加工工程、数字化材料成形、材料工程适用层次：√硕士√博士开课学期：秋总学时：40学分：2.5先修课程要求：无课程组教师姓名职称专业年龄学术方向周建新教授材料加工37材料成形及模拟仿真严有为教授材料加工47材料制备及成形柳玉起教授材料加工49材料成形及模拟仿真课程负责教师教育经历及学术成就简介：周建新，男，湖南邵阳县人，华中科技大学材料成形

2、与模具技术国家重点实验室教授、博士生导师。现任中国机械工程学会铸造分会理事、中国铸造协会理事，华铸软件中心负责人。主要学习经历如下：1993.09—1997.07华中理工大学，铸造专业学习，获工学学士学位；1997.09—2000.07华中理工大学，材料加工专业硕士学习，获工学硕士学位；2000.09—2003.04华中科技大学，材料加工专业博士学习，获工学博士学位。长期从事材料成形过程（铸造、焊接、复合材料成形等）数值模拟等计算机技术的研究与开发，在充型凝固过程模拟、熔炼过程模拟与炉料配比优化、生产管理的理论与方法等方面有较深入的研究。主持开发的“

3、华铸ERP”、“华铸PDM”已在数家企业得到了应用；作为主要研发人员开发（现主持开发）成功的“华铸CAE”系统是国内目前铸造领域最具影响的仿真分析系统之一，在国内400多家单位得到了应用，并出口到多个国家和地区，取得了巨大的社会和经济效益。承担国家、省部级以及国际合作项目10余项；获得国家科技进步奖1项，省部级科技奖2项；发表论文110余篇，以第1作者编著著作2部；2009年入选“教育部新世纪优秀人才支持计划”。课程教学目标：本课程的教学目标是使研究生较为系统地掌握作为材料成形理论基础的连续介质力学和凝固理论的基础知识，有限元法和有限差分法这两种主要

4、的数值分析方法的概念、公式和实施步骤，以及数值分析方法在锻压、铸造和焊接等材料成形过程计算机模拟中的应用。本课程作为“材料加工工程”和“数字化材料成形”专业硕士（或博士）的学位课，为研究生提供了材料成形工艺研究和应用模拟软件分析材料成形问题所必需的较为完整的知识，为其从事材料加工领域的研究与发展奠定基础。课程大纲：（章节目录）第1章运动与变形1.1笛卡儿张量的定义及其代数运算1.2二阶张量、各向同性张量1.3张量分析基础1.4运动描述1.5变形梯度张量和变形张量1.6随机坐标系、面元和体元的变化1.7应变张量、应变速度张量和应变率张量第2章应力理论和

5、虚功原理2.1连续介质的基本概念2.2cauchy应力张量2.3lagrange和kirchhoff应力张量2.4应力速率与应力增量理论2.5能量守恒定律和虚功原理第3章本构方程3.1本构方程的一般原理3.2固体的本构方程3.3流体的本构方程3.4热传导方程3.5状态方程第4章液态金属凝固过程中的传热问题4.1传热学的几个基本概念4.2凝固界面的热平衡问题4.3砂型铸造中的一维热流传输4.4以界面热阻为主的铸件凝固过程4.5铸锭及合金的凝固第5章液态金属凝固过程中溶质的扩散问题5.1平衡凝固5.2溶质在固体中不扩散的凝固5.3固相无扩散、液相非充分扩

6、散而无对流的凝固5.4固相中无扩散、液相中非充分扩散而有对流的凝固5.5微扰对凝固时溶质分布的影响5.6区域熔化第6章胞晶凝固与共晶凝固6.1成分过冷与界面稳定性判据6.2界面稳定性的影响因素及胞晶、树枝晶的形成6.3细胞晶间的溶质再分配及细胞间距6.4共晶组织分类及共晶前沿的成分过冷6.5共晶反应固液界面前沿液相成分分布第7章有限元法基础7.1加权余量法和变分法7.2有限元法的基本公式7.3非线性分析7.4单元模型7.5有限元动力分析第8章有限差分法基础8.1差分的概念8.2差分方程第9章塑性成形过程的数值模拟9.1塑性成形模拟的特点9.2冲压成形

7、过程模拟9.3体积成形过程模拟第10章铸造成形过程的数值模拟10.1概论10.2凝固过程模拟10.3充型过程模拟10.4流动与传热耦合计算10.5应用实例第11章焊接过程的数值模拟11.1概论11.2焊接热过程的数值模拟11.3焊接应力与变形的数值模拟11.4焊接冶金过程的模拟教材：1．董湘怀主编.材料加工理论与数值模拟北京：高等教育出版社，2005主要参考书：1.KUANG-O(OSCAR)YU.ModelingforCastingandSolidificationProcessing.MarcelDekkerInc.,NewYork.Basel,

8、20022.王勖成，绍敏.有限单元法基本原理和数值方法（第二版）.北京：清华大学出版社，19973.[美]S