鎂合金熱變形過程組織演變虛擬仿真實驗是中北大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：鎂合金熱變形過程組織演變虛擬仿真實驗
- 建設院校： 中北大學
- 課程負責人： 張治民
- 授課教師：程眉、趙嘉、孟模、薛勇
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
材料是國民經濟的重要支柱產業,鎂合金作為最輕的工程金屬材料,已經成為裝備輕量化最佳用材,廣泛航空航天、國防軍工、交通運輸等領域。加速開發鎂材料對保持社會可持續發展具有重要的戰略意義,是通向碳中和的必由之路，當今急 需具備鎂合金紮實知識和較強實踐能力的專業人才。.
鎂合金作為新型結構材料,制約其套用的瓶頸在於力學性能較低,而形變強化是提升其強韌性的唯一手段。 中北大學在鎂合金形變強韌化方面,提出從大規格鑄錠均勻開坯到構件成形全流程連續累積變形組織、性能及精度一體化調控理論 ,開發了多向載入旋轉擠壓等世界新進水平的成套技術和裝備,率先實現了稀土鎂合金在國家重大型號上的工程化套用。
材料成型及控制工程專業重點培養學生解決材料成型領域複雜工程問題能力理,更加注重實踐能力的培訓。但是熱加工實驗涉及到高溫高壓極端條件、高能耗、危險性、不可視性等困難因素,而且還具有時間長、流程長的特點。建立虛擬仿真系統可通過仿真展現真實實驗不具備或難以體現的動態和微觀的不可視過程,幫助學生從^視、聽、練”的角庋對專業知識進行更好的理解和掌握。實驗項目立足於學科前沿,以行業對於鎂合金人才的急需為驅動,將鎂合金領域最為先進的熱成形技術融入實驗教學項目, 做到以學生為中心,培養實踐能力和創新能力為駒，以期提高學生在該領域方向的培養質量,讓學生走上崗位後能儘快適應工作崗位。
教學目標
材料成型及控制專業培養目標是使學生具有勝任行業崗位需求的專業技術能力、良好的職業素養和可持續發展的競爭力,培養目標的實現通過5條技術能力和7條非技術能力的達成實現,其中技術能力包括工程知識、問題分析、方案設計、研究、現代工具使用。5條技術能力的達成是通過理論和實踐課程支撐，其中《材料成型及控制套用及創新實驗》專業核心實踐課程之一,重 支撐了5條技術能力中的4條。鎂合金熱變形過程組織演變實驗的實驗目標完全支撐了該實踐課程所支撐的4條技術能力,即問題分析、方案設計.研究、現代工具使用能力。體現了本實驗在《材料成型及控制套用及創新實驗》課程、技術能力培養、專業培養目標達成的重要位置。 本實驗融合新型輕質鎂合金材料、往復鐓擠/旋轉擠壓先進變形技術,貼近工程化生產的鎂合金熱變形全流程實驗過程，指導式、 驗證式和自主設計式並存的教學設計,具有虛擬交E可落實、知識點內容可支撐、考核評價可衡量 的明確實驗目標,對《材料成型及控制套用及創新實驗》課程目標、技術能力培養、專業培養目標的達成提供了有效支撐。
知識水平達成
對於本實驗基礎理論及知識相關課程已修完的高年級學生,本實驗的完成可達成以下知識水平:
掌握鑄態、均均態、彩態、熱處理態鎂合金組織特徵,理解各階段組織特徵產生機理;掌握往復鐓擠、旋轉擠壓工藝原理, 理解工藝參
數對內部場量、組織特徵的影響機理;掌握光鏡、電鏡、透鏡等分析儀器的選擇依據和分析儀器對應組織觀察試樣的製備流程。
“實驗目標一能力培養
通過本實驗開展,使學生能夠明確工藝流程一外控參數一 內部場量一 組織演變之 間的內在關係,培養學生現代工具使用能力、分析/設計能力和研究能力, 能夠意識到輕質鎂合金材料及熱變形在裝備輕量化和碳中和的套用價值,培養學生科技報國情懷。
實驗目標1一現代工 具使用能力:能夠針對鎂合金鑄態、均均化態變形態、 熱處理態需重點分析的組織對象及特徵,有效選擇光鏡、掃描電鏡、EBSD、 透射電鏡等材料分析儀器;並能夠根據不同分析儀器對試樣質量的要求,採取合理的組織製備程式。
實驗目標2一分析和設計能力 :能夠運用鎂合金形變強化原理、鎂合金熱處理強化原理、 往復鐓擠/旋轉擠壓原理等相關知識,分析熱忍形鎂合金組織的影響因素;並針對鎂合金變形特性和構件套用需求,設計合理的鎂合金熱變形方案和參數。
實驗目標3一研究能力 :能夠根據自主設計的鎂合金熱變形方案和參數開展實驗,科學分析和解釋各階段所獲得的鎂合金組織特徵及全流程組織演化過程,獲得合理有效結論。
