《复合材料加工与检测.docx

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1、复合材料加工与检测(Processing and Testing of Composite Materials )一、课程概况课程代码：0105105学 分：3学 时：48 （其中：讲授学时44,实验学时4）先修课程：工程力学、电工、大学物理适用专业：飞行器制造工程专业建议教材：复合材料成型工艺及应用，徐竹，国防工业出版社，2017.8；无损检测实用教程，付亚波，化学工业出版社，2018.7课程归口:机械与车辆工程学院/民航飞行学院课程的性质与任务：本课程是飞行器制造工程专业基础必修课，也可作为机械类、 材料类专业和其它有关专业的必修课或选修课。通过本课程的学习，其任务是使学生学 习和掌握各种

2、树脂基复合材料的成型工艺原理和检测方法的系统知识。通过学习，掌握 各种树脂基复合材料的加工制备和检测方法，要求能合理的选择成型工艺及设备和检测 方法及设备。使学生掌握各种复合材料的配制方法以及各种助剂的作用，以及复合材料 的性能设计，并进一步掌握成型工艺方法，工艺参数的分析与调控，具有基本的生产操 作技能，以及制备或服役过程的检测技能，为毕业设计奠定基础。通过本课程的学习， 使学生全面了解我国复合材料的成型工艺和检测方法与国外先进技术还存在一定的差 距，尤其在国防和军工产品方面差距较大，激发学生的学习热情，投身到国防事业建设 中，报效祖国，奋发图强。二、课程目标目标1.学习和掌握复合材料的分类

3、方法，掌握复合材料成型的原材料即纤维材料 和树脂材料。目标2.通过学习，各种树脂基复合材料的成型工艺原理、工艺流程及成型设备等 方面的系统知识。掌握各种树脂基复合材料的制备方法，要求能合理的选择成型工艺及3作业布置与批改学生必须完成规定数量的作业，作业必须达到以下基本要求：(1)按时按量完成作业，不缺交，不抄袭。(2)书写规范、清晰。(3)解题方法和步骤正确。教师批改和讲评作业要求如下：(1)学生的作业要按时全部批改，并及时进行讲评。(2)教师批改和讲评作业要认真、细致，按百分制评定成绩并写明日期。(3)学生作业的平均成绩应作为本课程总评成绩中平时成绩的重要组成 部分。4课外答疑为了解学生的学

4、习情况，帮助学生更好地理解和消化所学知识、改进学 习方法和思维方式，培养其独立思考问题的能力，任课教师需不定期安 排时间进行课外答疑与辅导。5成绩考核本课程考核的方式为闭卷笔试，监考由学院统一安排。有下列情况之一 者，总评成绩为不及格：(1)缺交作业次数达1/3以上者。(2)缺课次数达本学期总授课学时的1/3以上者。(3)课程目标需大于等于0. 6。六、考核方式(一)课程考核包括期末考试、平时及作业情况考核和实验考核，期末考试采用闭(二)课程成绩二平时成绩X20%+实验成绩X 10%+期末考试成绩X70%。具体内容和比例如表所示。成绩组成考核/评价环 节权重考核/评价细则对应的毕业 要求指标点

5、平时成绩平时作业10%课后完成15-25个习题，主要考核学生对每节 课知识点的复习、理解和掌握程度，计算全部 作业的平均成绩再按10%计入总成绩。1-2考勤及 课堂练习10%以随机的形式，在章节内容进行中或结束后， 随堂测试1-3题，主要考核学生课堂的听课效 果和课后及时复习消化本章知识的能力，结合 平时考勤，最后按10%计入课程总成绩。2-2实验成绩课程实验10%完成实验，主要考核学生应用基础知识进行工 程测试实验，并对实验结果进行分析与评价的 能力。实验从预习、操作和实验报告三方面考 核，实验成绩按10%计入课程总成绩。1-3（三）所有课程目标均需大于等于0.6,否则总评成绩不及格，需要补

6、考或重修。期末考试期末考试 卷面成绩70%试卷题型包括名词解释、判断、简答题、综合 应用题等，以卷面成绩的70%计入课程总成绩。 其中考核复合材料成型工艺等基础知识型题 目占60%,考核复合材料成型缺陷题目占10%； 考核复合材料无损检测原理和方法方面的题 目占30%01-2. 1-3、2-2每个课程目标达成度计算方法如下:课程目标i达成度平时成绩x A i+实强成绩x Bi+期末成绩x Ci100 x（Ai+ Bi+ Ci）式中：Ai二平时成绩占总评成绩的权重X课程目标i在平时成绩中的权重, Bi=实验成绩占总评成绩的权重X课程目标i在实验成绩中的权重, Ci二期末成绩占总评成绩的权重X课程

7、目标i在期末成绩中的权重。七、有关说明（一）持续改进本课程根据学生作业、课堂讨论、实验环节、平时考核情况和学生、教学督导等的 反馈，及时对教学中的不足之处进行改进，并在下一轮课程教学中整改完善，确保相应 毕业要求指标点达成。（二）参考书目及学习资料.李家伟等无损检测手册机械工业出版社2002. 31 .赵渠森等先进复合材料手册机械工业出版社2003. 5批准时间:设备。目标3.掌握常用的检测方法原理及特点，能够正确选择飞机常用复合材料结构的 检测方法。了解国内检测技术和设备与国外先进技术的差距，激发学生努力学习，投入 到先进技术的研发中，报效祖国，体现自己的人生价值。本课程支撑专业培养计划中毕

8、业要求1-2 (占该指标点达成度的30%)、毕业要求 1-3 (占该指标点达成度的20%)、毕业要求2-2 (占该指标点达成度的20%；)和毕业要 求3-1 (占该指标点达成度的30%),对应关系如表所不。毕业要求 指标点课程目标目标1目标2目标3毕业要求1-2q毕业要求1-3毕业要求2-2毕业要求3-1q三、课程内容及要求(一)绪论1.教学内容(1)复合材料的定义与分类(2)复合材料发展概况(3)复合材料的特点及应用(4)复合材料的成型工艺及选择(5)常用复合材料的检测方法思政元素1：我国高端复合材料比如碳纤维的研发生产与国外相比还相对落后，激 励学生努力学习报效国防。思政元素2：激励学生向

9、老一辈科研工作者学习，不畏艰难攻克“卡脖子”难题。2.基本要求(1)掌握复合材料的定义和分类(2) 了解复合材料发展概况、复合材料的成型工艺等知识。(3)掌握选择成型工艺方法的基本原则。(4) 了解飞行器常用复合材料的检测方法(二)复合材料的原材料1 .教学内容(1)增强材料(2)基体材料(3)预浸料(4)辅助材料2 .基本要求(1)掌握复合材料的基体材料的种类和特点；(2)掌握复合材料的增强材料的种类和特点；(3)掌握预浸料的种类和特点；(4) 了解了解其他辅助材料。(三)手糊成型工艺1 .教学内容(1)手糊成型原材料选择(2)手糊成型模具(3)手糊成型工艺(4)喷射成型工艺(5)袋压法、热

10、压釜法、液压釜法和热膨胀模塑法成型工艺2 .基本要求(1)掌握手糊工艺的特点、主要原材料；(2)掌握手糊工艺；(3) 了解产品易产生的缺陷和解决方法；(4) 了解手糊工艺模具制作知识。(四)模压成型工艺1 .教学内容(1)模压料及制备工艺(2)模压成型模具及设备(3)模压成型工艺2 .基本要求(1) 了解模压料的种类和特点；(2) 了解模压成型模具和设备；(3)掌握模压成型工艺特点及应用。(五)缠绕成型工艺1 .教学内容(1)缠绕成型工艺概述(2)缠绕成型的原材料与设备(3)缠绕成型工艺思政元素：缠绕成型可用于氢燃料电池的储氢气瓶，从而引出我国能源发展战略, 发展氢能、风能、太阳能等清洁能源，

11、鼓励学生多运动，倡导低碳生活，增强环保 意识。2 .基本要求(1)理解缠绕成型工艺原理、缠绕成型工艺设计；(2)掌握质量检验及控制、缠绕成型工艺的最新成就等知识；(3)掌握缠绕工艺参数的确定原则。(六)热压罐成型工艺1 .教学内容(1)热压罐成型工艺(2)热压罐成型设备认识与安全运行(3)热压罐成型的特点和应用思政元素：由热压罐成型引出我国“大飞机”项目建设的意义，鼓励学生投入我国 航空航天工业建设，为我国早日成为航空航天强国而奋斗。2 .基本要求(1)理解热压罐成型工艺原理；(2)熟悉热压罐结构特点；(3)掌握热压罐成型工艺参数的确定原则。(七)拉挤成型工艺1 .教学内容(1)拉挤成型概述(

12、2)拉挤成型工艺原材料及模具(3)拉挤成型工艺(4)拉挤成型工艺应用2 .基本要求(4)理解拉挤成型工艺原理；(5)熟悉拉挤成型模具；(6)掌握拉挤成型工艺参数的确定原则。(A)夹层结构成型工艺1 .教学内容(1)蜂窝夹层结构的制造工艺(2)泡沫塑料夹层结构的制造(3)夹层结构的应用2 .基本要求(1)掌握各种夹层结构的特点及应用；(2) 了解各种夹层结构的加工工艺；(3) 了解夹层结构的修复工艺(九)复合材料液体成型工艺1 .教学内容：(1) RTM成型工艺原理；(2) RTM成型原材料；(3) RTM衍生工艺；(4) RTM成型工艺应用。2 .基本要求：(1)理解RTM成型工艺、流动性分析

13、、设备和模具;(2)理解RTM成型工艺应用等方面的知识；(3)掌握RTM成型所用的增强材料和基体树脂。(十)复合材料低成本技术1 .教学内容：(1)自动铺放技术(2)辐射固化技术2 .基本要求：(1) 了解低成本复合材料成型技术原理。(2)掌握低成本复合材料成型技术的应用场合。(十一)复合材料中常见的缺陷和特征1 .教学内容：(1)复合材料中常见的缺陷、特征及其形成原因(2)缺陷评定方法和验收规范(3)检测试样和破坏对比2 .基本要求：(1)理解复合材料缺陷的种类和产生的原因；(2)掌握缺陷的评定方法和验收规范；(3)掌握检测试样和破坏对比关系。(十二)X射线检测(1) 学内容：(1)复合材料

14、X射线检测原理及特点(2) X射线检测的技术基础(3) X射线检测的应用实例思政元素：由X射线引出核能的应用，我国核电工业、核潜艇等方面的发展，讲述 老一代科研工作者的奉献精神，激励学生向老一代科研工作者学习，为国家建设贡 献力量。2.基本要求：(1) 了解射线检测的原理、特点、射线源及其特性方面的知识；(2)理解射线的产生及其性质和设备等知识点；(3)熟悉射线检测的应用；(十三)超声波检测1 .教学内容：(1)超声波的产生与接收(2)超声波检测的原理及特点(3)超声波检测方法分类及应用(4)复合材料超声波检测的特点(5)超声波检测在航空制造中的应用思政元素：从全面质量管理的角度，培养学生学思

15、并重、勇于创新的工匠精神。2 .基本要求：(1)掌握超声波的产生原理(2)理解复合材料超声波检测的特点；(3)熟悉超声波检测的技术基础；(4)掌握超声波检测的应用。(十四)声发射检测3 .教学内容：(1)复合材料声发射检测的特点(2)声发射检测的技术基础(3)复合材料试样及结构件声发射检测(4)声发射检测应用示例4 .基本要求：(1)理解复合材料声发射检测的特点；(2)掌握声发射检测的技术基础、试样及结构件声发射检测；(3)熟悉声发射检测应用。(十五)红外检测1 .教学内容：(1)复合材料红外热图法检测的原理及特点(2)红外热图法检测技术基础(3)红外热图法检测应用示例2 .基本要求：(1)理

16、解复合材料红外检测原理及特点；(2)掌握复合材料红外检测的技术基础；3 3) 了解复合材料红外检测的应用。(十六)其他检测方法1 .教学内容：(1)复合材料微波检测的原理及特点(2)复合材料微波检测的应用(3)复合材料全息成像检测的原理及特点(4)复合材料全息成像检测的应用2 .基本要求：(4)理解复合材料微波检测原理及特点；(5)掌握复合材料全息成像检测的技术基础；(6) 了解复合材料全息成像检测的应用。教学内容与课程目标的对应关系及学时分配如表所示。序号教学内容支撑的 课程目标支撑的毕业 要求指标点讲授学时实验学时1绪论目标11-2、 2-232复合材料的原材料目标11-3、 3-133手

17、糊成型工艺目标1、23-1、 2-244模压成型工艺目标1、21-2、 2-225缠绕成型工艺目标1、23-1、 2-226热压罐成型工艺目标1、21-2、 3-127拉挤成型工艺目标1、23-K 2-228夹层成型工艺目标1、21-3、 2-249复合材料液体成型技术目标1、21-3、 3-1210复合材料低成本技术目标1、23-K 2-2211复合材料中常见的缺陷和特征目标1、21-3、 2-2212X射线检测目标33-K 2-2413超声波检测目标31-2、 3-16414声发射检测目标33-K 2-2215红外检测目标31-2、 2-2216其他检测方法目标33T、2-22合计444四

18、、课内实验(实践)实验项目名称实验内容及要求学时对毕业要 求的支撑类型备注1复合材料层压板 超声无损检测用超声脉冲反射法对树脂基纤维增 强复合材料层压板进行检测，实现对 缺陷的定位和定量检测。43-3综合性必做五、课程实施（一）根据大纲的要求，让学生掌握复合材料的加工成型方法，每种方法的优缺点 及使用场合。掌握常用复合材料结构内部缺陷的形成原因和控制措施，了解复合材料结 构缺陷无损检测的方法原理，以及常规超声探伤仪的操作要领。（二）采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同 时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛。（三）采用案例式教学，引进航空用复合材料结构的实际案例，让学

19、生真正了解并 掌握复合材料先进成型方法的制造过程及检测方法，从而具备相关知识和方法的实际应 用能力。（四）主要教学环节的质量要求如表所示。主要教学环节质量要求1备课（1）掌握本课程教学大纲内容，严格按照教学大纲要求进行课程教学内 容的组织。（2）熟悉教材各章节，借助专业书籍资料，并依据教学大纲编写授课计 戈IJ,编写每次授课的教案。教案内容包括章节标题、教学目的、教法设 计、课堂类型、时间分配、授课内容、课后作业、教学效果分析等方面。（3）根据各部分教学内容，构思授课思路、技巧，选择合适的教学方法。2讲授（1）要点准确、推理正确、条理清晰、重点突出，能够理论联系实际， 熟练地解答和讲解例题。（2）采用多种教学方式（如启发式教学、案例分析教学、讨论式教学、 多媒体示范教学等），注重培养学生发现、分析和解决问题的能力。（3）能够采用现代信息技术辅助教学。（4）表达方式应能便于学生理解、接受，力求形象生动，使学生在掌握 知识的过程中，保持较为浓厚的学习兴趣。