上海交通大学研究生院 研究生课程教学大纲（Syllabus） 课程代码 Course Code MSE8501 *学时 Teaching Hours 64 *学分 Credits 4 *课程名称 Course Name 工程材料失效分析与制造设计 Failure Analysis and Manufacturing Design of Engineering Materials *授课语言 Instruction Language 中文 *开课院系 School 材料科学与工程学院 先修课程 Prerequisite 材料强韧化与断裂、材料光电磁性能、材料性能及测试、材料失效分析、材料制 备新技术、科研与生产实践、无损检测 授课教师 Instructors 姓名 Name 职称 Title 单位 Department 联系方式 E-mail 胡成亮 研究员 材料学院 clhu@sjtu.edu.cn 王国祥 高工 材料学院 gxwang@sjtu.edu.cn 张文龙 副教授 材料学院 zhangwl@sjtu.edu.cn 聂璞林 副教授 材料学院 lfg119@sjtu.edu.cn 朱君 研究员 纳米中心 yzjzhu@163.com *课程简介（中 文）Course Description 失效分析是通过对失效构件进行研究，追溯失效原因，并提出解决问题方案的工 作。传统的失效分析具有典型的逆向研究特点，现代质量管理要求以预防为主， 例核岛，飞机、轮船、汽车等大量铸锻件，使用过程中不容许失效。新时代赋予 失效分析新的含义。 失效模式与影响分析即“潜在失效模式及后果分析”，或简称为 FMEA。在产品设 计阶段和过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件，对构成过程的各个工序逐 一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采取必 要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动。现代失效分析强调 从产品使用全生命周期，从设计、制造、检测、使役到报废，综合考虑，所以我 们课程的名称为“工程材料失效分析与制造设计”。 本课程依托金属基复合材料国家重点实验室、模具 CAD 国家工程研究中心、上海 市激光制造与材料改性重点实验室、凝固科学与技术研究所以及纳米技术及应用 国家工程研究中心等国家重点实验室、国家工程研究中心、上海市重点实验室， 承担材料学院基础课程的实验和实践教学。 课程内容直接来源于国家重点实验室、国家工程研究中心、上海市重点实验室等 研究机构的部分在研项目，糅合了数字化制造、纳米材料等最新科技，涵盖常规 及复合材料制造设计、工程材料使役性能。具有前沿性、开放性，强调学科基础 知识与前沿科技相结合。 通过实践环节，指导学生分下列五个方向：金属基复合材料、塑性成形过程中构 件及模具失效分析和结构优化、先进激光制造技术（包括激光焊接和激光增材制）
上海交通大学研究生院 熔模精密铸造、纳米材料的制备与应用，亲手实践掌握材料制备及失效特征的实 验和模拟分析手段，了解缺陷形成机理并加以控制，将理论知识应用到工程材料 的失效分析中去，对失效机理形成独立的判断并提出改进措施。将理论知识和实 验分析紧密联系起来。将理论学习与实践紧密有机结合，培养面向未来工业的“材 料工程”高层次工程型创新人才。 *课程简介 （English） Course Description This course is the experimental and practical teaching system of the School of Materials Science and Engineering. The course has five options. Student of this course can choose one of the platforms to start his/her study. The platforms including State Key Lab of Metal Matrix Composites; National Engineering Research Center of Die & Mold CAD; Shanghai Key Laboratory of Materials Laser Processing and Modification; Institute of Solidification Science and Technology ; National Engineering Research Center of Nanoscience and Technology. During the study, the students use their knowledge and skills learned before to design the process and manufacture some examples. Use their own hands, prepare the engineering samples and then the failure analysis of these samples. The students can integrate theory with practice during these practices and then enhance the independent innovation ability。 *教学安排 Schedules 周次 Week 教学内容 Content 授课学时 Hours 教学方式 Format 授课教师 Instructor 1 介绍本课程；五位老师分别介绍自己 团队的情况；实验室安全。 4 课堂 上述 5 位 老师+陈 秋龙 2 分平台及课程详细介绍：铸造及熔模 精密铸造介绍，铸件失效与制备关 系；塑性成形过程中构件与模具的典 型失效形式 4 课堂 上述 5 位老 师（分别） 3-6 分平台材料的制备及加工处理方法： 铸造工艺数字化设计方法介绍；结构 实际工程案例讲述并分析构件的塑 性成形工艺 16 课堂 上述 5 位老 师（分别） 7-8 铸模拟软件学习及实际铸件工艺设 计；塑性成形过程中构件与模具失效 部位的观察与分析 8 实验 上述 5 位老 师（分别） 9-15 数字化仿真及优化：根据实际构件或 模具的失效形式，借助数值仿真技术 再现构件和模具失效，探讨失效的基 本原因并提出解决措施，在此基础上 开展基于数值模拟的塑性成形工艺 与模具的优化；实际动手组装设计的 蜡模浇冒口系统。 28 课堂 上述 5 位老 师（分别） 16 报告及考核 4 课堂 上述 5 位老 师（分别）
上海交通大学研究生院 *考核方式 Grading Policy 平时成绩+ 实验报告、论文+ 报告宣讲。 平时出勤 10%， 作业情况 20%， 现场实践、讨论情况 20%； 实验报告、论文占 50%。 *教材或参考 资料 Textbooks & References 《熔模精密铸造》、《工程材料成形技术基础》等。 备注 Notes 备注说明： 1．带*内容为必填项； 2．课程简介字数为 300-500 字；教学内容、进度安排等以表述清楚教学安排为宜，字 数不限