d2机械工程领域工程硕士专业课程教学大纲78-93

课程编号：D212-40 课程名称：现代设计方法概论, Overview of Modern Engineering Design Methods 教学方式：课堂教授 总学时和学分：学分 2，总学时 40，开课学时 38，考试学时 2 适合专业：机械设计, 机电一体化, 动力工程, 流体机械, 机械制造及其它与机械类相关专 业 考试方式：读书报告或笔试 课程作用与任务： 80 年代以来，设计方法学、优化理论、可靠性设计、有限元法、计算机辅助设计、神 经元算法、人工智能、动态机械设计、人机工程设计、价值工程、并行设计、摩擦学设计 等新的设计方法和手段不断出现，加快了传统机械设计的发展步伐。这些先进的设计方法 和辅助设计方法已经开始应用于机械工程领域的科研与生产。掌握或了解现代设计方法的 基本原理和操作方法是对一位具有硕士学位的科研技术人员起码的要求。因此，开设“现 代设计方法”课程是很有必要的。通过这门课程的教学，使学生对现代常用的若干先进的 设计方法有一个概略性的了解，对个别与我校机械学科特点结合较紧的现代设计方法有较 为深入的了解或掌握。 教学内容与学时分配: 第一章 绪论(2 学时) 1.1 现代设计 1.2 机械产品设计 1.3 现代设计方法简介 第二章 设计方法学(6 学时) 2.1 概述 2.2 技术系统及其确定 2.3 系统化设计 2.4 评价决策 2.5 创新思维与技法 第三章 可靠性设计(6 学时) 3.1 概述 3.2 应力强度干涉模型 3.3 系统的可靠性设计 3.4 机械系统的故障树分析 3.5 可靠性实验 机械工程领域工程硕士专业课程教学大纲 79 第四章 机械动态设计(6 学时 ) 4.1 概述 4.2 理论建模方法 4.3 实验建模方法 4.4 传递矩阵建模 4.5 机械结构动力修改 第五章 人机工程(6 学时) 5.1 概述 5.2 人机系统 5.3 人体的人机学参数 5.4 显示及操纵装置设计 5.5 作业空间设计及环境评估 5.6 人机系统设计评价分析 第六章 反求工程(6 学时) 6.1 概述 6.2 功能分析与方案设计 6.3 反求材料方法 6.4 工艺装配的反求 6.5 反求工程的测试问题 6.6 反求设计的基本方法 第七章 摩擦学设计(6 学时) 7.1 概述 7.2 摩擦学系统设计内容 7.3 摩擦学设计方法 7.4 摩擦学设计举例 考试（2 学时） 参考书目: 1赖维铁. 人机工程学.武汉：华中工学院出版社，1990 2赵松年. 现代设计方法. 北京：机械工业出版社，1997 3全永昕. 工程摩擦学.杭州：浙江大学出版社，1998， 4周济. 现代设计方法概论. 北京：机械工业出版社，1998 ， 5刘之生. 反求工程技术. 北京：机械工业出版社，1994 ， 6黄靖远. 机械设计学. 北京：机械工业出版社，1995 学习要求: 先修课程：机械类本科基础及专业课 80 学习方法：课堂学习结合课外资料查询、阅读 所属学院:机械工程学院 编制人:安琦 审核人:经树栋 课程编号：D212-41 课程名称：机械 CAE 技术及其应用, Technology of Mechanical CAE(Computer Aided Engineering) and Its Application 教学方式：讲课 总学时和学分：2 学分，总学时 40，开课学时 33，实验学时 5，考试 2 学时 适合专业：机械工程 考试方式：考试+考核 课程作用与任务： 使学生具备机械工程设计与分析的基本理论，了解机械计算机辅助工程技术的发展前沿 与最新动态，通过应用实例的分析，使学生掌握机械 CAE 的基本过程与分析方法 教学任务与学时分配： 第一章 绪论（1 学时） 第二章 机械产品功能分析与性能的计算机辅助建模（2 学时） 第三章 机械产品运动学与动力学 CAE（2 学时） 第四章 基于几何模型的机械产品的 CAE（3 学时） 第五章 基于物理模型的机械产品的 CAE（2 学时） 第六章 机械产品的计算机辅助测试与试验技术（2 学时） 第七章 机械产品的疲劳分析与寿命预测（2 学时） 第八章 面向装配与拆卸的机电产品的计算机辅助工程分析（2 学时） 第九章 面向使用与维修过程的计算机辅助分析（5 学时） 第十章 面向设计阶段的计算机辅助工程（5 学时） 第十一章 面向全生命周期的机械产品计算机辅助工程分析方法（5 学时） 第十二章 结束语（2 学时） 教学实验（4 学时） 习题课（1 学时） 机械工程领域工程硕士专业课程教学大纲 81 考试（2 学时） 参考书目： 1万耀青. 机电工程现代设计方法.北京：北京理工大学出版社， 1994 2曾建超. 虚拟现实技术及其应用. 北京：清华大学出版社， 1997 3李培根. 制造系统性能分析建模理论与方法. 武汉：华中理工大学出版社， 1998 4周济. 现代设计方法. 武汉：华中理工大学出版社，1998 学习要求：学生需要有高等工程数学、计算机基础、机械或车辆工程专业基础，课堂讲述 机械 CAE 的基本理论与方法，通过机械 CAE 的应用实例，让学生结合自己 的研究方向，做到举一反三 所属学院：机械工程学院 编制人：易建军 审核人：经树栋 课程编号：D212-42 课程名称：先进制造技术, Advanced manufacturing technology 教学方式: 讲课 总学时和学分:2 学分, 总学时 40, 开课学时 34, 实验学时 4, 考试学时 2 适合专业: 1 机械设计与理论；2 机械制造及自动化；3 机械电子工程 考试方式: 考试（及大作业） 课程作用与任务: 课程性质：本课程是机械制造及自动化和机械电子工程专业工程硕士研究生学位课。 教学目的：随着现代科学技术的进步，特别是微电子技术发展，使机械制造这个传统 工业增加了新的内涵。先进制造技术（AMT ）理论及应用的研究所涉及的内容极其广泛， 学科跨度大，是“十五”计划（主题三）中的重要内容。通过本课程的学习，使学生在总 体上了解先进制造技术的基本内容和现代机械制造领域最新发展动向，为继续深入学习和 工作拓宽知识面，提高竞争意识和创新能力。 教学内容与学时分配: 本课程教学侧重于制造中的自动化技术、制造系统技术和传统制造方法中的先进技术 82 这三部分内容。 第一章 绪论(2 学时) 1.1 机械制造企业功能结构的组成 1.2 机械制造技术的进步与发展 1.3 先进制造技术的内涵 第二章 现代生产管理技术(6 学时) 2.1 概述 2.2 物料需求计划(MRP)和制造资源计划(MRPII) 2.3 准时生产制(JIT) 2.4 车间生产作业管理 2.5 计算机辅助生产调度和仿真 第三章 柔性制造技术(FMS) (6 学时) 3.1 柔性制造技术综述 3.2 柔性制造技术的加工系统和物料运储系统 3.3 柔性制造技术的刀具管理系统和控制系统 第四章 集成制造系统(CIMS) (6 学时) 4.1 计算机集成制造系统的基本概念 4.2 计算机集成制造系统的构成与控制结构 4.3 集成制造系统的系统理论及其应用工程的开发步骤 第五章 并行工程(CE) (4 学时) 5.1 并行工程的基本概念 5.2 并行工程的运行模式和特性 5.3 并行工程的关键技术 5.4 并行工程的实施步骤 第六章 精益生产(LP) (4 学时) 6.1 精益生产的基本概念 6.2 精益生产方式的特点 6.3 精益生产的发展与应用情况 第七章 敏捷制造(AM) (4 学时) 7.1 敏捷制造的基本概念 7.2 敏捷制造的组成 7.3 虚拟制造的基本概念 7.4 敏捷制造对制造企业可能产生的影响 第八章 智能制造(4 学时) 8.1 智能制造的基本概念 8.2 智能制造系统的特征及研究热点 实验(4 学时) 考试（2 学时） 机械工程领域工程硕士专业课程教学大纲 83 参考书目: 1蔡建国.现代制造技术导论上海：上海交通大学出版社，2000 2焦振学.先进制造技术北京：北京理工大学出版社，1997 3王隆太.现代制造技术北京：机械工业出版社，1998 4唐一平， Advanced Manufacturing Technology北京：科学出版社，2000 学习要求: 在课程结束时，每个学生必须结合个人的硕士论文选题内容，提交一篇不少于 5000 字的读书报告（要求打印稿） 。 所属院校:机械工程学院 编制人:曹恒 审核人: 经树栋 课程编号：D212-44 课程名称：机械设备的监测与诊断, Failure and Diagnosis of Mechanical Equipments 教学方式：授课，辅导 总学时与学分：40 总学时, 2 学分,其中，课堂教学 34 学时，实验 4 学时，考试 2 学时 适合专业：动力工程，机械工程 考试方式：读书报告 课程作用与任务： 机械设备的故障与诊断主要针对现代生产对设备的安全运行提出越来越高的要求。变传 统的定时维修为视情维修，大大提高设备的运转率，降低维修费用，并且可预防重大事故 的发生。介绍故障与诊断的基本理论，监测信号的获取及处理方法，典型故障的型式、成 因及处理方法。对常见故障预防措施，并对故障诊断在工程中的应用加以阐述。 教学内容与学时分配： 故障诊断的基础理论（4 学时） 信号的采集及传感器（4 学时） 信号处理与分析（4 学时） 机械设备的故障状态机理（4 学时） 机械设备故障诊断的实施技术（2 学时） 机械设备故障诊断实施过程（4 学时） 84 （信号采集，特征提取，技术状态识别，维修决策形成） 机械设备故障诊断的发展趋势（2 学时） 旋转机械常见故障及诊断（10 学时） 状态监测系统的实验（4 学时） 系统总结及考核（2 学时） 参考书目： 1丁玉兰，石来德. 机械设备故障诊断技术. 上海：上海科学技术文献出版社， 1997 2沈水福，高大勇. 设备故障诊断技术. 北京：科学出版社， 1996 3张恩. 振动测试与分析技术. 北京：清华大学出版社， 1995 学习要求： 先修课程：力学，振动理论及其应用，电工电子学，流体机械 学习方法：以课堂讲授和课外阅读指定文献资料为主要形式 所属学院：机械工程学院 编制人：苏永升, 周邵萍 审核人：经树栋 课程编号：D213-46 课程名称：机械工程 CAD/CAM，CAD/CAM for Mechanical Engineering 教学方式：课堂教学 总学时和学分：2 学分，总学时 40，开课学时 32，实验学时 6，考试 2 学时 适合专业：机械工程，动力工程 考试方式：笔试 课程作用与任务： 本课程作为机械工程领域、动力工程领域的工程硕士学位课程，力求较系统的讲授 CAD、 CAPP 以及 CAM 的基础知识、基本方法及系统原理，并重点讲授机械工业背景下实 现 CAD/CAM 的关键技术及解决方法，使学生能为进一步学习有关专业课和进行科学研究 打下必要的基础。 教学任务与学时分配： 机械工程领域工程硕士专业课程教学大纲 85 第一章 CAD 概述（2 学时） CAD 基本过程、CAD 系统组成、CAD 系统软件、CAD 技术的发展 第二章 计算机图形系统（5 学时） 计算机图形参考模型 CGRM、二维图形标准、三维图形标准 第三章 人机交互技术（2 学时） 交互设计原则、交互工具、常用交互技术 第四章 实体造型技术（2 学时） 形体定义、几何运算、欧拉运算、几何实体描述信息、实体模型表示方法 第五章 特征造型（2 学时） 特征的定义、形状特征定义与分类 第六章 CAD/CAM 真实感图形的实现（4 学时） 场景造型、光照模型、特征模拟、图形反混淆技术、系统性能对真实感三维图形显示 的支持 第七章 参数化与变量化设计技术（4 学时） 参数化设计技术、图形参数化原理、尺寸驱动原理、变量化技术特点、变量化技术原 理 第八章 CAD 数据交换与标准化（4 学时） 数据交换技术的发展、数据交换过程、基本图形交换规范（IGES） 、STEP 的概念和要求、AutoCAD 与其他应用程序的数据交换 第九章 计算机辅助工艺设计(CAPP)（3 学时） CAPP 系统结构、检索型 CAPP、 创成型 CAPP、综合型 CAPP 第十章 CAD/CAM 集成与 CIMS（4 学时） CAD/CAM 集成的概念、CAD/CAM 集成的关键技术、CIMS 概念、CIMS 基本要素、 CIMS 构成、 CIMS 体系结构 上机操作 （6 学时） 考试（2 学时） 参考书目： 1刘晓冰. CAD 技术基础及应用. 大连：大连理工大学出版社，1999 2薛劲松. CIMS 的总体设计. 北京：机械工业出版社，1997 学习要求： 先修课程：计算机制图，计算机系统结构，机械制造系统 学习方法：以课堂讲授和上机操作、课外阅读指定文献资料为主要形式 所属学院：机械工程学院 86 编制人：王庆明 审核人：经树栋 课程编号：D213-47 课程名称：机电工程测试技术，Measuring and Testing Technique for Mechatronics Engineering 教学方式：讲课 总学时和学分：2 学分，总学时 40，开课学时 32，实验学时 8，考试 2 学时 适合专业：机械电子工程、机械设计及制造 考试方式：考试 课程作用与任务： 动态测试技术是现代工程技术发展的基础之一，本课程以机电信号为对象，以电测为 主要手段，研究机电动态信号的检测技术。主要内容有：信息与信息论基础知识，动态信 号分析基础，传感器与信息转换，测试装置动态特性与信息传输，模拟信号的变换与处理， 数字信号处理纪录仪器与信息的存储，机械振动与机械阻抗的测试，力和扭矩的测试，声 测试与声谱分析技术，机电设备故障诊断与工况检测。 教学任务与学时分配： 第一章 概述（1 学时） 第二章 动态信号的描述、分析与处理（3 学时） 2.1 信号 2.2 信号的时域描述-强度分析 2.3 信号的延时域描述-相关分析 2.4 信号的幅值域描述-概率分析 2.5 信号的频率域描述-频谱分析 第三章 测试装置的基本特性（2 学时） 3.1 概述 3.2 测试装置的静态特性 3.3 测试装置的动态特性 3.4 测试装置的动态响应 3.5 不失真测试条件 第四章 常用传感器（6 学时） 机械工程领域工程硕士专业课程教学大纲 87 4.1 电阻式传感器 4.2 电感式传感器 4.3 电容式传感器 4.4 压电式传感器 4.5 磁电式传感器 4.6 热电式传感器 4.7 光电式传感器 4.8 光纤式传感器 4.9 数字式传感器 4.10 固态传感器及其集成化 第五章 中间变换电路（4 学时） 5.1 调制解调器 5.2 滤波器 5.3A/D、D/A 转换 第六章 纪录与分析仪器（2 学时） 6.1 模拟显示 6.2 数字显示 6.3 磁纪录 6.4 光盘纪录 第七章 虚拟仪器及软件 LabVIEW 介绍（6 学时） 第八章 振动测试（6 学时） 实验一：LabVIEW 平台（2 学时） 实验二：信号分析（2 学时） 实验三：位移测量（2 学时） 实验四：振动测试（2 学时） 考试（2 学时） 参考书目： 1王建民. 机电工程测试技术. 北京：中国计量出版社， 1996 2卢文祥，杜润生. 工程测试与信息处理. 武汉：华中理工出版社， 1994 3严普强. 机械工程测试基础. 北京：清华大学出版社， 1989 4常健生. 检测与转换技术. 北京： 机械工业出版社， 1992 5钱难能. 当代测试技术. 上海：华东化工学院出版社， 1997 6Alan V Oppenheim. Signals & Systems. 北京：清华大学出版社（影印版） ，1997 7Ernest O Doebelin. Measurement Systems Application and Design. The Ohio State University, 1983 88 学习要求： 先修课程：自动控制原理，工程数学（积分变换、线性代数、概率论） ，电子技术。 学习方式：听课、实验、习题。 所属学院：机械工程学院 编制人：叶理平 审核人：经树栋 课程编号：D213-48 课程名称：机电一体化技术及其进展，New Progresses in Mechatronics 教学方式：课堂讲授 总学时和学分：2 学分，总学时 40，开课学时 40 适合专业：机械工程，动力工程及工程热物理等领域工程硕士 考试方式：平时成绩+2 篇综述论文 课程作用与任务： 机电一体化技术是机械、电子、信息等技术的有机结合，它从系统工程的观点出发， 使机械产品和系统实现整体优化，是现代机械设备的发展趋势。近年来，世界各国竞相发 展机电一体化技术，各种新技术不断涌现，给传统的机械产业带来了革命性的变革和惊人 的效益。 本课程在广泛收集近十年国内外机电一体化的研究成果和成熟技术的基础上，将着重 介绍机电一体化技术在机械设计、机械制造、工业机器人、数控技术、检测技术、智能控 制等方面的最新研究成果和发展趋势。 教学任务与学时分配： 第一章 传统机械工业的技术革命机电一体化（3 学时） 第二章 机械系统的虚拟现实技术（7 学时） 第三章 机械制造生产过程的机电一体化（4 学时） 第四章 工业机器人（2 学时） 第五章 数控机床（2 学时） 第六章 机械产品的机电一体化应用实例（6 学时） 第七章 检测技术机械设备的状态检测与故障诊断（2 学时） 机械工程领域工程硕士专业课程教学大纲 89 第八章 智能控制技术（2 学时） 第九章 机械工程领域的其他新进展（2 学时） 第十章 机电一体化技术的现状及发展趋势（8 学时） 参考书目： 1机电一体化手册编委会. 机电一体化技术手册，第二版 . 北京：机械工程出版社，2001 2机电一体化编辑部. 机电一体化. 上海：双月刊.ISSN1007-080X/CN31-1714/TM 3中国机电一体化技术应用协会. 国内外机电一体化技术 . 北京：双月刊 学习要求： 本课程的课堂教学，采用多媒体计算机辅助讲课和课堂讨论相结合的方式，要求课后 大量查阅有关文献。 所属学院：机械工程学院 编制人：郑建荣 审核人：经树栋 课程编号：D213-49 课程名称：微机原理及接口技术，Microcomputer Principle And Interface Technology 教学方式：课堂授课 总学时和学分：2 学分，总学时 40，开课学时 28，实验学时 10，考试 2 学时 适合专业：机械设计与理论；机械制造及自动化；机械电子工程；过程装备与控制工程 考试方式：考试 课程作用与任务： 课程性质：机械制造及自动化和机械电子工程专业工程硕士研究生非学位专业课。 教学目的：通过本课程的学习，加强对微机原理及接口技术最新发展动向的全面了解，提 高学生的动手和设计能力 教学任务与学时分配： 根据教学科研内容和研究生课程教学重点分为以下各章 第一章 微型计算机的基本概念（3 学时） 90 第二章 MCS51 单片机的硬件结构（2 学时） 第三章 MCS51 单片机的指令系统（3 学时） 第四章 MCS51 单片机的扩展（4 学时） 第五章 MCS51 系列单片机的接口与应用（6 学时） 第六章 MCS51 单片机系统抗干扰技术（6 学时） 第七章 单片机应用系统的开发（4 学时） 实验一 并行口的输入输出（2 学时） 实验二 定时器的使用（2 学时） 实验三 中断系统的使用（2 学时） 实验四 串行通讯的使用（2 学时） 实验五 单片机系统的开发（2 学时） 考试（2 学时） 参考书目： 1丁元杰单片微机原理及应用 北京：机械工业出版社， 2000 2何立民MCS51 系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术. 北京：北京航空航天大 学出版社，1990 3王幸之单片机应用系统抗干扰技术. 北京：北京航空航天大学出版社， 2000 学习要求： 先修课程：数字电路 课余要求：理论结合实验 所属学院：机械工程学院 编制人：刘小成 审核人：经树栋 课程编号：D213-50 课程名称：摩擦学与表面工程，Tribology and Surface Engineering 教学方式：课堂授课 总学时和学分：2 分，总学时 40，开课学时 40，实验学时 0，考试学时 2 适合专业：机械设计，机电一体化，动力工程，流体机械，机械制造及其它与机械类相关 专业 考试方式：读书报告或笔试 机械工程领域工程硕士专业课程教学大纲 91 课程作用与任务： 摩擦学是研究相对运动相互作用表面的摩擦行为对于机械及其系统的作用与应用的科 学。基本内容包括机械中的摩擦、磨损和润滑问题的基本理论和应用。其目的是指导机械 及其系统的合理设计和使用，以节约能源、提高机械设备的性能和可靠性。该学科是机械 工程学科近三十年来发展最快的领域之一。 表面工程是通是通过对材料性质的改变，提高材料的耐磨损、耐腐蚀、抗高温氧化和 疲劳性能，使材料或器件获得声光电磁性能。掌握一些表面工程学方面的新知识，对于一 个从事机械设计和制造的高级工程技术人员是十分重要的。摩擦学与表面工程已成为现代 工程技术人员必修的专业课程之一。 教学内容与学时分配： 第一章 固体摩擦理论(4 学时 ) 1.1 概述 1.2 早期的摩擦学说 1.3 现代的摩擦理论 1.4 影响摩擦系数的诸因素 1.5 滚动摩擦机理 第二章 固体磨损理论(