“新工科”背景下冶金工程专业实践创新教育体系构建与实施

“新工科”对冶金工程专业人才培养提出了新的要求，要求学生有创新意识、创新能力，特别是解决实际问题的实践创新能力，提升工程实践和创新创业能力是专业教育的重中之重。对冶金工程专业实验环节教育教学进行分析，深化产学研创新发展，搭建创新人才培养的“基础实践-工程实践-创新实践”实践教学平台，形成三者融合协同发展的实践教学模式。     

“锻造工艺及模具设计”课程的教学改革探索

针对"锻造工艺及模具设计"课程的教学现状,改革了课程的教学方法和考核方式。提出了以任务驱动式教学法为主、以多媒体教学为辅的教学思路,使理论和实践有机地结合在一起,提高了学生的学习兴趣,增强了实践能力的培养。建立了多种形式的考核方式并贯穿整个教学过程,促进了学生主动学习的热情。     

外锥内直孔件开式冷挤压成形理论建模研究

运用流体动力学和塑性变形理论,给出了外锥内直孔件开式冷挤压变形过程非稳态速度场的瞬时流函数方程,并由流函数方程建立了非稳态动可容速度场,分析了影响速度场变化的主要因素。分析了速度间断面的形式和表达式,并以此为积分边界,以间断速度、应变速率为积分函数,采用高斯五点数值积分求得应变功率、速度间断功率和摩擦功率,从而得到上限功率。利用上限原理,得到了挤压功率、挤压力的理论模型。通过模型优化和编程计算,得到了挤压功率和挤压力理论数值,与有限元模拟结果对比,误差小于10%,验证了外锥内直孔件开式冷挤压理论模型建立的可行性和正确性,可用于此类件的工艺制定和设备选取。     

开式冷挤压成形深小锥孔尺寸预测的理论研究

运用场论及流体动力学的理论,建立了深小锥孔开式冷挤压的非稳态速度场,运用上限法建立了变形功率和各主要参数间的函数关系。对开式冷挤压深小锥孔的尺寸进行了预测,得到了内孔母线曲线形式及坯料外锥度与内锥孔锥角的理论关系曲线。     

低压铸造铝合金轮毂铸造应力的数值模拟

利用流体模拟软件FLOW-3D对轮毂在低压铸造过程中的应力进行了模拟研究.结果表明,应力集中的位置与轮毂实际产生裂纹的位置一致.在这个基础上,对轮毂的模具结构进行了分析,发现由于模具结构不合理导致应力集中,改进结构后消除了应力集中现象.     

变截面管无芯棒开式冷挤压塑性变形分析

运用场论及流体动力学的理论 ,分析了变截面管无芯棒开式冷挤压的变形特点 ,给出了该变形过程非稳态速度场的瞬时流函数方程 ,并由流函数方程建立了运动学许可速度场。分析了影响速度场变化的主要因素 ,从位置和形式两方面确定了塑性变形区边界和速度间断线。     

深小锥孔件开式冷挤压成形极限的理论分析

通过分析深小锥孔件开式冷挤压成形特点,描述了其成形极限.建立了变形区非稳态连续速度场;利用上限原理得到了成形极限的理论判据.通过分析各主要参数对成形极限的影响,得到了深小锥孔件开式冷挤压成形的理论成形范围,对指导制定深小锥孔件开式冷挤压成形工艺具有重要意义.     

基于模具设计的锻模教具3D打印与制造

结合锻造工艺及模具设计课程教学的需要,将锻模设计与三维造型及3D打印制造相结合,将理论课与后续的个性发展教育等实践环节相对接,实现了锻模设计与3D打印成型、理论教学与实践教学融合。提高了学生模具设计能力、利用理论知识及先进3D成型技术解决实际问题能力。     

厚壁管开式冷挤压坯料集合逆向预测研究

分析厚壁管无芯棒开式冷挤压的变形特点,运用场论及流体动力学的理论,建立包含坯料几何参数的运动学许可速度场。分析已知零件尺寸时,能成形该零件的坯料集合特点,根据所建立的运动学许可速度场,利用上限法原理,建立坯料逆向预测的方法。针对特定零件,利用先确定坯料内孔尺寸,再进行外径预测的方法,得出该零件可以由一组不同的挤压前坯料(坯料集合)获得。坯料集合与零件的关系曲线表明,对于外径相同内径不同的零件,随着内孔直径d0增大,零件壁厚减小,坯料集合的D1/d1整体减小;对于同一零件,能成形该零件的坯料集合中,坯料的内外径比值不是简单线性关系,随着坯料内孔直径d1的增大,D1/d1减小。根据预测结果设计试验,对模型进行验证,预测结果与试验结果误差在2%以内。