PDF《机械工程》

北京理工大学全日制专业学位硕士研究生培养方案 ・1・ 机械工程430102

一、学科简介 北京机械工程学科始建于

1952 年,

1962 年获得硕士学位授予权,

1987 年被评为部级重点学科,

1993 年获得博士学位授予权,1998 年获机械工程一级学科博士学位授予权并获批准建立博士后科研流动站.

2002 年被评为北京市重点学科,2007 年被评为国防重点学科,2008 成为国家一级重点学科机械工程学 科的主要研究方向.现有教授

11 人,副教授

17 人,其中长江学者

1 人,长江特聘教授

2 人,博士生导 师8人.聘有

4 名院士和国内外知名专家为兼职教授.学科建有 先进加工技术国防重点学科实验室 国防科技工业微细结构加工技术研究应用中心 . 十一五 期间共承担国家自然科学基金、国家

863、 国防基础科研、武器装备预先研究、支撑技术研究等科研项目

40 余项,科研经费达到

5000 万元,本学 科主要研究先进制造理论、方法和技术.本学科主要研究方向有:数字化设计制造技术、难加工材料高 效精密加工理论与工具技术、精密微细与微/纳制造基础理论和装备技术、质量控制与监控检测技术和 生产过程管理与控制技术. (1)数字化设计制造技术:主要研究面向制造的产品建模与分析、工艺过程建模与仿真、虚拟装 配及其应用、制造系统重构布局与仿真、产品全生命周期管理与企业集成研究、面向对象的产品数字化 开发技术、基于实例推理的数字化设计技术、产品快速创新设计及虚拟产品创新设计自动化方法、计算 机辅助概念设计等. (2)难加工材料高效精密加工理论与工具技术:主要研究面向难加工材料的切削理论与基础技术、 高效精密切削刀具设计与磨制关键技术、硬脆材料的精密磨削理论与工艺、微细加工技术、高效绿色特 种制造技术、加工精度仿真与主动控制技术、表面改性与表面强化技术. (3)精密微细与微/纳制造基础理论和装备技术:主要研究面向超短激光加工的多尺度理论模型、 超短激光加工机理和随机成份的控制系统设计、增强型飞秒激光感生击穿光谱系统、微小型工艺装备技 术、微结构装配理论与系统技术. (4)质量控制与监控检测技术:主要研究面向零件及材料加工质量的设计与评价技术、声检测技 术、微小型复杂构件测量技术、零件及材料应力集中及微损失的电磁无损检测技术、基于运动轨迹控制 的自动化加工技术研究. (5)生产过程管理与控制技术:主要研究以人、物料、设备、信息等要素集成的制造大系统的规 划、管理及控制技术,达到各种要素合理配置、取得最佳整体效益的目的.

二、培养目标 在本学科上掌握坚实的基础理论和系统的专门知识,具有独立从事科学研究工作的能力,在科学或 专门技术上做出创造性成果.具有严谨求实的科学态度和学术研究素质.能胜任科研院所、高等学校科 研、教学或科研管理工作. 北京理工大学全日制专业学位硕士研究生培养方案 ・2・

三、培养方式

1、采用全日制研究生管理模式,实行集中在校学习方式.

2、实行双导师负责制或导师指导小组负责制.双导师制是指

1 个校内学术导师和

1 个校外社会实 践部门的导师共同指导学生,其中以校内导师指导为主,校外导师参与实践过程、项目研究、课程与论 文等多个环节的指导工作.导师指导小组负责制是由 3-5 人组成的指导小组进行合作指导制度.导师指 导小组中必须有

1 人为首席导师, 主要负责研究生的业务指导和思想政治教育, 其余导师参与实践过程、 项目研究、课程与论文等多个环节的指导工作.

四、学习年限与学分

1、学习年限一般为

2 年.

2、实行学分制.总学分不低于

29 学分(含课程学习学分、必修环节学分) ,其中课程学习≥22 学分,必修环节

3 学分,实践环节 4―8 学分.

五、课程设置 类别课程编码 课程名称 学时 学分 学期 考核 方式 备注 学位课21-000001-001-09 科学技术哲学

54 2

1、2 考试 必选21-000001-002-09 科学社会主义理论与实践

36 1

1、2 考试 21-000002-00*-13 第一外国语(外语Ⅰ) 54+54

3

1、2 考试 21-000003-01-17 数值分析

36 2

1 考试 21-080100-03-01 高等动力学

54 3

1 考试 21-080200-003-03 传热学与应用

54 3

1 考试 21-080200-008-03 制造过程控制与自动化

54 3

2 考试 任选 一门 21-080200-014*-03 金属切削理论

54 3

1 考试 21-080200-009-03 CAD/CAM 技术

36 2

2 考试 21-080200-013-03 现代测试技术

54 3

2 考试 非学位课20-080200-003-03 先进制造技术讲座

36 2

2 考试 选6学分 20-080200-003-02 先进机器人学

36 2

2 考试 20-080200-06*-03 超精密加工技术

36 2

2 考试 20-080200-07*-03 相似制造工程

36 2

1 考试 20-080200-08*-03 试验设计与试验分析

36 2

1 考试 20-080200-09*-03 质量工程学

36 2

2 考试 20-080200-010*-03 集成制造技术

36 2

1 考试 20-080200-011*-03 超声技术基础

36 2

2 考试 北京理工大学全日制专业学位硕士研究生培养方案 ・3・ 类别课程编码 课程名称 学时 学分 学期 考核 方式 备注 20-080200-012*-03 精度检测与运行仿真技术

36 2

2 考试 20-080200-013*-03 生产计划与控制

36 2

1 考试

六、实践环节 专业学位研究生在学期间,实践是重要的教学环节,必须保证不少于半年的社会实践,采用集中实 践与分段实践相结合的方式,应届本科毕业生的社会实践时间一般不少于

1 年. 社会实践考核指标:完成实践报告.

七、必修环节 1.文献综述报告(1 学分) :研究生的文献阅读要结合课题研究方向和具体的研究领域进行,参考 文献应在

20 篇以上,文献综述报告要反映国际和国内在本领域的研究历史、现状和发展趋势.文献综 述报告应不少于

4000 汉字.硕士研究生最迟应于第三学期第十五周前完成文献综述和开题报告. 2.学术活动(1 学分) :在学期间至少应参加

6 次以上学术活动,其中本人进行正规性的学术报告 或学位论文阶段性报告

1 次以上.每次参加学术活动要有

500 字左右的总结报告,注明参加学术活动的 时间、地点、报告人、学术报告题目,简述内容并阐明自己对相关问题的学术观点或看法.提倡参加跨 学科学术活动. 3.专业外语(1 学分) :使研究生了解、熟悉外语论文的写作及如何在国际会议上发表论文和进行 学术报告.由指导教师负责指导研究生选读和笔译相关专业外文文献,第三学期期末学院组织考试.

八、毕业 学生学习期满,修满

29 学分(实践教学学分不低于

4 学分) 、成绩合格,并完成学位论文等规定环 节,通过学位论文答辩,并经过学校学位评定委员会审议通过后,可授予北京理工大学大学硕士毕业证 书和专业学位证书.

九、教学大纲 21-080200-003-03 传热学与应用 3(54)

一、适用专业:机械工程,航空宇航制造工程

二、先修课程:高等数学,大学物理

三、教学目的:

四、通过本课程的学习,使研究生:

1、获得有关能量转换的基本理论知识,并具备一定的分析问题,解决问题的能力;

掌握基本的热 北京理工大学全日制专业学位硕士研究生培养方案 ・4・ 力学关系及其应用;

2、理解热力学第一定律和热力学第二定律的实质,建立能量守恒和能量贬值的概念;

3、掌握热量传递的三种方式(导热、对流和辐射)的基本概念和基本定律;

4、了解常见的热传递现象的物理机理和特点,并能进行定量的计算;

5、掌握通过平壁、圆筒壁和肋壁传热系数的计算.

五、教学方式:课堂讲授,材料自学与课堂讨论.

六、教学主要内容及对学生的要求: 1.热力学

26 学时 1.1 绪论 教学内容:热能及其利用,热力学发展简史,工程热力学的主要研究对象及研究方法. 教学要求:了解热力学的研究方法. 1.2 热力学基本概念 教学内容:热力学系统,状态及基本状态参数,平衡状态,状态方程式,热力过程(准静态过程、 可逆过程) ,过程功,过程热量. 教学要求:正确理解基本概念. 1.3 热力学第一定律 教学内容:热力学第一定律的实质,热力学能,闭口系统能量方程式,开口系统能量方程式,稳定 流动能量方程式及其应用. 教学要求:掌握热力学第一定律的实质,焓,稳定流动能量方程式及其应用,了解闭口系统能量方 程式,开口系统能量方程式. 1.4 理想气体的热力性质及基本热力过程 教学内容:理想气体及其状态方程,理想气体的比热容、热力学能、焓和熵的计算,理想气体混合 物,实际气体与理想气体的偏差,理想气体的基本热力过程(定容、定压、定温、绝热和多变过程) . 教学要求:掌握理想气体的基本热力过程,正确理解焓,熵,了解理想气体及其状态状程. 1.5 热力学第二定律 教学内容:热力循环,热力学第二定律,卡诺循环、卡诺定理,状态参数熵,孤立系统的熵增原理, 热量的作功能力. 教学要求:掌握热力学第二定律,卡诺循环,卡诺定理,正确理解熵增原理,了解热量的作功能力. 2.传热学基础

28 学时 2.1.绪论 传热学的内容与意义,传热学与专业的关系,传热基本方式,热阻. 教学要求:了解传热的三种方式,热阻. 2.2 导热基本定律和稳态导热 付立叶定律,导热微分方程与定解条件.一维稳态导热.接触热阻. 教学要求:掌握温度场、温度梯度、导热系数等基本概念,付立叶定律和导热微分方程与定解条件, 北京理工大学全日制专业学位硕士研究生培养方案 ・5・ 正确给出简单的规则物体的导热微分方程式和定解条件.掌握肋壁导热微分方程的建立,边界条件及特 解,了解其在工程上的应用. 2.3. 导热问题数值解基础 有限差分法基础,稳态导热和非稳态导热的数值计算. 教学要求:掌握热平衡法建立节点有限差分方程的原理,建立简单的一维、二维稳态导热问题的差 分方程组,叠代求解方法.一维非稳态导热的显式和隐式差式格式,边界节点方程的建立. 2.4. 对流换热原理 对流换热概述,边界层概念,边界层对流换热微分方程组.相似理论基础. 教学要求:了解对流换热机理,流态、定性温度、定型尺寸、边界层厚度等概念.边界层的形成与 发展,边界层对流换热微分方程组.物理现象相似的概念,相似准则的导出及现象相似的条件和性质, 准则关联式的导出方法. 2.5. 辐射换热 辐射换热的基本概念,热辐射的基本定律.实际物体和灰体的辐射.角系数.封闭系统中灰表面间 的辐射换热,网络法.气体辐射与太阳辐射.表面换热. 教学要求:掌握吸收率、反射率、透射率及其它有关的基本概念.普朗克定律、斯蒂芬――波尔兹 曼定律、基尔霍夫定律、灰体辐射.角系数的物理意义、几何特性和确定方法.封闭系统中灰表面之间 的辐射换热,表面热阻、空间热阻、辐射网络.气体辐射特点,吸收率与反射率,气体与包壁的辐射换 热.太阳辐射的基本概念.表面换热和表面换热系数的计算. 2.6. 传热过程和换热器 传热过程的分析和计算.换热器的分类,平均传热温差.换热器计算的平均温度法和效能――传热 单元数法.传热的增强和削弱. 教学要求:掌握通过平壁、圆筒壁和肋壁传热系数的计算.

七、考核与成绩评定 成绩以百分制衡量. 成绩评定依据:平时成绩占 30%,期末笔试成绩占 70%.

八、参考书及学生必读参考资料: 教材:

1、刘桂玉等《工程热力学》 ,高等教育出版社,1998

2、杨世铭,陶文铨编著.传热学(第四版) .高等教育出版社,2006 必读参考资料: 华自强主编, 《工程热力学》 ,高等教育出版社(二版) ,1985 M. A. Boles, Y. A. ?engel, Thermodynamics: An Engineering Approach, McGraw-Hill,

2005 赵镇南, 《传热学》 ,高等教育出版社,2002 F. P. Incropera, Introduction to Heat Transfer, Wiley, 2........