数值模拟技术在材料塑性成形教学实践中的应用
2012-12-21王华君朱春东
装备制造技术 2012年6期
王华君,汤 玄,朱春东,张 洋
(武汉理工大学 材料科学与工程学院,湖北 武汉 430070)
材料塑性成形是包含材料学、塑性力学和机械学等内容的交叉型学科,主要的研究分析方法有上限法、主应力法和有限元法等。作为工程技术类学科,在教学中除了系统的专业理论知识学习以外,还需要将大学教育与工业实践相结合,培养学生的实践动手能力,使学生具备发现问题和解决问题的能力[1]。
然而,目前本科生在入学之前,没有任何工业实践经验,从事此类专业教学的教师,大部分从大学或研究院进修后,直接从事教学工作,也没有长期的工业实践经历。此外,培养时间和经费的限制,使得针对工业实践的教学,无法系统充分地实施。
随着计算机数值模拟技术在工程技术领域的应用日渐普及,有限元技术已成为塑性成形领域教学与研究中的关键性技术[2~3]。通过使用商业化有限元仿真软件,进行成形数值模拟,对金属成形工艺设计、模具设计以及成形品质的控制等,具有很大现实意义,可以部分解决实践经验不足所带来的问题。在实验方面,不再受到过多的时间及经费的限制,使学生在专业知识学习和实践认识方面,形成了很好的衔接。
1 数值模拟引入教学体系
在国内外的多数大型企业中,数值模拟已成为新产品开发链条中不可缺少的一环。工厂企业要求从事本专业工作的学生,能够有扎实理论知识的同时,具有较强的实践能力[4]。
为了让学生能够更好的理解数值模拟计算解决问题的基本思想,近年来,武汉理工大学材料科学与工程学院逐步建立和开设的有限元理论和数值模拟类课程,形成了完善的教学体系(图1),取得了很好的教学效果。……
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