16 《现代设计理论与方法》教学大纲 课程名称 现代设计理论与方法 课程代码 SS071003 课程英文名称 Modern Design Theory and Methods 学时 32 学分 2 开课学期 秋季 开课单位 机械工程学院 课程类型 ■学位课 非学位课 考核方式 开卷考试 ■闭卷考试 □考查 平时成绩占比: 30 % 期中成绩占比: 30 % 期末考试占比: 40 % 教学目的与要求 现代机械设计方法是一门综合性、交叉性的前沿学科和技术,是各种现代设计方法的总称。 通过本课程的学习使研究生对现代机械设计新方法(如优化设计、有限元分析、可靠性设计及计 算机辅助设计等)有一个基本了解和掌握;对这些新设计计算方法不仅从理论上有新了解,而且 会编制一些小型程序,上机运行;学会如何在今后的课程学习和科研、应用中运用这些新方法。 教学内容与要求 章节 题目 教学内容与要求 学时 教学方法 与手段 第 1 章 概论 价值引领 现代产品功能要求与社会生产、人民生活 息息相关,体现理论学习、技术应用的重 要性 2 课堂讲授 知识传授 每种设计方法应用的场合、具体应用技术 能力培养 相关行业相关产品的设计,与设计方法的 匹配与具体应用 第 2 章 优化设计 价值引领 优化设计的作用,理论研究的重要,技术 应用的优势与作用 4 课堂讲授 知识传授 案例教学 优化设计的数学基础;一维优化方法;多 维无约束优化方;约束优化;多目标优化 方法 能力培养 工程优化设计与具体应用 第 3 章 可靠性设 计 价值引领 产品可靠性的重要性无法替代。产品设计 必须重视可靠性 4 课堂讲授 知识传授 案例教学 可靠性常用指标;常用分布函数;机械强 度可靠性设计;疲劳强度可靠性分析 能力培养 系统可靠性设计方法,产品可靠性设计 第 4 章 计算机辅 助设计 价值引领 CAD 对提高产品设计效率、质量具有促进作 用,学会使用 CAD、开发专用 CAD 能够显著 提高产品设计质量 4 课堂讲授 知识传授 案例教学 工程数据的处理办法及 CAD 程序编制;机 械工程数据库的创建与应用;计算机图形 处理与三维造型 能力培养 CAD 系统功能架构设计,机械行业专用程序 开发,行业或者产品专用 CAD 系统开发 第 5 章 有限元法 价值引领 有限元法理论性强,能够分析工程结构、 产品结构的力学变形问题,产品设计前期 2 课堂讲授 案例教学
17 的有限元分析能够提前知悉结构风险,提 高产品质量 知识传授 单元特性的推导方法;有限元法的工程应 用;有限元软件简介 能力培养 有限元法分析工程实际问题,具备编写专 用 CAD 软件的初步能力 第 6 章 工业造型 设计 价值引领 造型与设计同步,能够提升产品质量 2 课堂讲授 案例教学 知识传授 造型基础与美学法则;人机工程学;色彩 设计;计算机辅助工业设计 能力培养 美学与造型结合,进行产品创新设计 第 7 章 反求工程 设计 价值引领 反求对于提高产品开发进度、提升产品设 计质量具有促进作用,反求利于发挥实物 基础上的创新设计、性能提升 2 课堂讲授 案例教学 知识传授 反求工程设计基本内容及原理;相似理论 及相似设计方法简介;反求原理方法 能力培养 掌握反求相关理论、反求建模相关技术 第 8 章 绿色设计 价值引领 绿色设计绿色制造是绿水青山的重要保护 措施与促进手段,应充分发挥专业优势 2 课堂讲授 案例教学 知识传授 绿色技术;绿色设计内容方法 能力培养 掌握绿色设计技术,善于运用绿色制造技 术,提升产品绿色制造幅度与水平 第 9 章 动态设计 价值引领 传统设计是静态设计,而动态是绝对的, 静态是相对的,动态设计能够分析设备或 产品或零件薄弱环节,优化改进措施,提 升产品质量,引领行业发展 2 课堂讲授 案例教学 知识传授 动态设计的有关概念和基本原理;轴类部 件的动态分析和设计 能力培养 运用动态设计理论与方法进行产品的动态 设计,能够熟练进行轴类零件的动态设计 第 10 章 系统化设 计法和创 造性设计 法 价值引领 善于运用系统的观点、创新的意识去进行 产品设计,利于产品性能提升 2 课堂讲授 案例教学 知识传授 系统化设计;创造性设计法 能力培养 运用系统化设计、模块化设计、创新技法 开展产品设计活动,激发创新动力,提升 产品设计质量 第 11 章 摩擦学设 计 价值引领 摩擦学无处不在,开展摩擦学设计,提升 设备或零部件减摩抗磨性能,提高产品使 用寿命,有助于保护蓝天碧水 2 课堂讲授 知识传授 案例教学 金属表面摩擦和磨损;减摩和耐磨材料选 择;润滑和润滑系统设计;摩擦学系统的 监测与诊断技术 能力培养 能够开展减摩耐磨材料设计、设备润滑方 式方法选择与运行状态检测等工作
18 第 12 章 仿生机械 设计 价值引领 仿生设计追求人与自然完美的结合,最大 限度上减少人对自然环境的破坏,人与自 然的和谐共存 2 课堂讲授 知识传授 案例教学 仿生机械设计概述;生物模本;仿生机械 形态与结构设计;仿生机构设计 能力培养 能够针对产品性能需求匹配生物模型,开 展仿生设计,提高产品性能与效率 第 13 章 总复习 价值引领 大国重器,设计是关键,优化设计方法是 技术支撑,善于运用设计方法提升设计能 力 知识传授 2 课堂讲授 课程所讲 11 种设计方法的理论基础、相关 关系,知识点与应用范畴及方式方法 能力培养 对于不同的设计问题,能够使用相关方法 解决实际问题,提高产品设计质量与动态 性能 先修课程 1 机械设计 3 矩阵理论 2 理论力学 4 数值分析 教材 序号 教材名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 时间 是否自编 教材 1 现代设计理论与方法(第三 版) 张鄂、张帆、 买 买 提 明·艾尼 科 学 出 版 社 978703060 3364 2019. 1 否 2 现代设计理论与方法 陈定方、卢 全国 华 中 科 技 大 学 出 版 社 978756806 2022 2020. 10 否 参考资料(推荐书目) 序号 书目名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 时间 是否自编 书目 1 现代机械设计理论与方法 杨义勇 清 华 大 学 出版社 978730235 9630 2014. 5 否 参考资料(推荐文献) 序号 文献名称 作者 期刊名称 卷期 号 页码 1 复杂产品不确定性智能设 计研究综述与展望 洪兆溪 机械工程学报 2023. 9 1-24 2 工程机械可靠性工程技术 体系及其关键技术 郭宇; 中国工程机械学报 2023. 8 298-302 参考资料(推荐网站) 序号 专题名称 网站网址 1 Mechtool 在线机械设计 工具 https://www.mechtool.cn/one.html
19 大纲撰写人(签字):曹树坤 培养方案修(制)订工作组副组长(签字):张辉 《现代机械制造工程》教学大纲 课程名称 现代机械制造工程 课程代码 SS071004 课程英文名称 Advanced Mechanical Manufacturing Engineering 学时 32 学分 2 开课 学期 秋 开课单位 机械工程学院 课程类型 √学位课 非学位课 考核 方式 开卷考试 □√闭卷考试 □考查 平时成绩占比: 40 % 期中成绩占比: 20 % 期末考试占比: 40 % 教学目的与要求 通过本课程的学习,使学生掌握先进制造技术的发展及体系结构、现代设计技术、先进制造 工艺技术、制造自动化技术、先进制造生产模式的内涵,最终完成对机械制造业的传统思维和制 造方式的转变,以适应新型的生产方式,为新世纪制造技术向系统化、集成化发展,培养复合型 人才打下良好的基础。 教学内容与要求 章节 题目 教学内容与要求 学时 教学方法 与手段 第一章 先进制造技术的发展及体系 结构 1 知识经济条件下制造业的 发展 2 制造业的变革及挑战 3 先进制造技术的提出及制 造业的发展战略 4 先进制造技术的内涵、技术 构成及特点 5 先进制造技术的体系结构 及分类 6 先进制造技术发展趋势 7 先进制造技术的技术前沿 价值 引领 实业兴国;艰苦奋斗 4 课堂讲授 知识 传授 制造和制造业的基础知识和原 理; 先进制造技术的内涵、技术体 系构成。 能力 培养 开阔学生思维,拓宽知识面; 数据分析 第二章 现代设计技术 1 现代设计技术概述 2 优良性能设计基础技术 3 竞争优势创建技术 4 全寿命周期设计技术 5 绿色产品设计技术 6 现代设计技术特点 价值 引领 创新设计;协同合作;以人为 本 可持续发展,人类命运共同体; 8 课堂讲授 知识 传授 现代设计技术概念,具体技术 构成。 能力 培养 了解先进的设计方法及工具, 培养创新思维和工程实践的能 力
20 第三章 先进制造工艺技术 1 先进制造工艺技术概述 2 精密洁净铸造工艺 3 精确高效塑性成形工艺 4 现代焊接技术及切割技术 5 优质低耗洁净热处理技术 6 优质清洁净表面工程技术 7 现代切削加工技术概述、基 本理论、装备 8 超精密加工技术 9 微型机械加工技术 10 非传统加工技术 11 快速原型制造技术 价值 引领 可持续发展,人类命运共同体; 12 课堂讲授 知识 传授 先进制造工艺各项技术的原 理、特点、应用领域、发展趋 势 能力 培养 辩证分析能力; 灵活、综合应用能力。 第四章 制造自动化技术 1 制造自动化技术概述 2 数控技术 3 工业机器人 4 柔性制造技术和智能制造 技术 5 自动化制造技术中的检测 与监控技术 价值 引领 可持续发展,人类命运共同体; 4 课堂讲授 知识 传授 制造系统自动化技术概念与内 涵,重点讲述柔性制造系统和 智能制造技术的内容及应用特 点。 能力 培养 辩证分析能力; 灵活、综合应用能力。 专题汇报 价值 引领 民族自豪; 国家兴亡,自身担当 4 小组讨论 知识 传授 先进制造技术的生产应用 能力 培养 文献检索、分析、评价; 科研论文撰写 知识 传授 能力 培养 价值 引领 知识 传授 能力 培养 先修课程 1 机械制造技术基础 3 2 4 教材 序 教材名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 是否