材料失效分析
课程简介
发布时间: 2013-03-06   浏览次数: 605

材料失效分析课程简介

(课程代码:MATE130025.01

材料失效分析是一门多学科交叉的综合性学科,是材料科学工程应用的重要基础。它有二个基本特点:一是综合性,涉及许多科学领域和技术门类,呈现多学科的交叉性和边缘性;二是经济性,与国民经济发展紧密相联,应用广泛,社会经济效益显著,因而一直受到人们的广泛关注和研究。

本课程由基础理论和工程应用二大部分组成,全程采用多媒体方式教学,就若干项重大失效案例在课堂上开展互动式讨论与分析。理论部分介绍材料的失效模式、失效机理、失效缺陷等基本概念、基础理论、以及常用的分析方法;应用部分则是从主讲老师近年来在核电、火电、风电、石化、化工、冶金、汽车、电子电路、市政管网等九个行业承担完成的一百余项重大工程失效分析课题中精选出十个典型案例为教案,深入浅出地讲解了如何运用材料基础知识和基本分析方法去解决工程中的实际问题。

本课程特别强调理论与实际相结合,案例新颖,趣味丰富,图文并茂,寓教于乐,寓乐于教,融知识性、思想性、趣味性、逻辑性、前瞻性、实用性和互动性为一体,旨在训练和培养学生独立分析工程实际问题的综合能力,促进学生创新能力和综合素质的提高。  

课程在本专业的定位与课程目标

材料失效分析课程的定位是面向材料科学类及与材料相关的技术科学类专业的本科教学,授课内容主要围绕国家发展战略需求与国民经济重大工程建设需要,及其以服务经济社会为导向的实用工程案例教学,旨在培养学生运用已有的基础知识去分析工程实际问题,提高学生的综合能力和创新能力。

从历史发展来看,材料作为人类文明进步的里程碑,经历了石器时代、青铜器时代、铁器时代、合成时代和信息时代。材料的进步往往成为技术的先导,促进产品的升级换代,保障了安全性和可靠性,而产品的失效分析又促进了新材料的研发和基础材料的改进。无论是核电、火电、石油、石化、化工、冶金、矿山、医药、微电子、印制电路等以生产为主的行业,还是航空、航天、军事、机械、汽车、船舶、计算机、通讯、网络等以应用为主的行业,它们的发展过程都经历了大量产品的失效问题。据估算,世界各国每年因材料失效造成的经济损失占该国GDP2~4%。以我国近三年GDP为例,2013年、2014年、2015年的GDP分别为568845亿元、636463亿元、676700亿元,若按4%计算,这三年因产品失效而引起的经济损失分别高达22753亿元(2013)25451亿元(2014)27068亿元(2015,经济损失是极其巨大的,并且还会引发社会稳定和公共安全问题,因而失效问题一直受到我国科技界和政府部门的高度重视和研究。事实上,失效分析可以帮助人们认清材料失效的本质和原因,明确失效模式、失效机理、失效缺陷与失效起因的相互关系,从而从理论上指导研发新材料、改性基础材料,满足材料在使用条件下的安全性和可靠性,进而推动材料科学的技术进步,使人们分享材料进步带来的安全、舒适和快乐。因此,通过失效分析,可以避免重大事故的重复发生,不仅促进社会的和谐稳定发展,而且带来巨大的社会经济效益。

从学科性质来看,材料失效分析是运用材料科学的基础知识和其他技术科学相结合的综合方法开展事故分析和事后分析,是着眼于未来成功和发展的、应用性强的综合性学科。它的作用和地位是:

1)防止和减少重大事故的再发生,保障社会的和谐稳定和安全;

2)明确事故的责任,维护消费者的正当权益;

3)吸取经验教训,提高产品的质量和性能;

4促进材料科学的技术进步,从理论上为开发新材料和改善基础材料性能指明方向。

因此,本课程的教学目的是以学生为主体,融知识传授、能力培养和素质教育于一体,培养学生如何运用已有的基础知识去分析解决工程实际问题,提高学生的创新能力,在分析解决问题的过程中提升专业素养和综合能力,为国家高技术领域和相关技术科学领域输送综合型的专有人才。