东北石油大学机械制造及其自动化专业教学大纲.docx
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东北石油大学机械制造及其自动化专业教学大纲
东北石油大学机械制造及其自动化专业教学大纲
1、专业知识及其应用
1.1基础科学与数学知识
1.1.1数学
函数与极限
映射与函数
数列的极限
函数的极限
无穷小与无穷大
极限运算法则
极限存在准则与两个重要极限
无穷小的比较
函数的连续性与间断点
连续函数的运算与初等函数的连续性
闭区间上连续函数的性质
导数与微分
导数的概念
函数的求导法则
高阶导数
隐函数及由参数方程所确定的函数的导数
相关变化率
函数的微分
微分中值定理与导数的应用
微分中值定理
洛必达法则
泰勒公式
函数的单调性与曲线的凹凸性
函数的极值与最大值最小值
函数图形的描绘
曲率
方程的近似解
不定积分
不定积分的概念与性质
换元积分法
分部积分法
有理函数的积分
积分表的使用
定积分
定积分的概念与性质、基本定理
微积分基本公式
定积分的换元法和分部积分法
反常积分
定积分的应用
定积分的元素法
定积分在几何学上的应用
定积分在物理学上的应用
微分方程
微分方程的基本概念
可分离变量的微分方程
齐次方程
一阶线性微分方程
可降阶的高阶微分方程
高阶线性微分方程
常系数齐次线性微分方程
常系数非齐次线性微分方程
空间解析几何和向量代数
向量及其线性运算
数量积与向量积
曲面及其方程
空间曲线及其方程
平面及其方程
空间直线及其方程
多元函数微分法及其应用
多元函数的基本概念
偏导数
全微分
多元复合函数的求导法则
隐函数的求导公式
多元函数微分学的几何应用
方向导数与梯度
多元函数的极值及其求法
重积分
二重积分的概念与性质
二重积分的计算法
三重积分
重积分的应用
曲线积分与曲面积分
对弧长的曲线积分
对坐标的曲线积分
格林公式及其应用
对面积的曲面积分
对坐标的曲面积分
高斯公式
斯托克斯公式
无穷级数
常数项级数的概念和性质
常数项级数的审敛法
幂级数
函数展开成幂级数
函数的幂级数展开式的应用
傅里叶级数
一般周期函数的傅里叶级数
线性代数
行列式及其计算
矩阵及其运算
矩阵的初等变换
线性方程组
向量组的线性相关性
相似矩阵及二次型
线性空间与线性变换
概率论基本概念
数学期望
方差
协方差
相关系数
矩、协方差矩阵
大数定律与中心极限定理
总体与样本及样本分布函数的分布
点估计与极大似然估计
估计量的评选标准
区间估计
正态总体均值与方差的区间估计
单侧置信区间
假设检验
正态总体均值的假设检验
正态总体方差的假设检验
1.1.2物理
质点运动学
质点运动的描述
圆周运动
相对运动
牛顿定律
牛顿第一定律
牛顿第二定律
牛顿第三定律
力学相对性原理
物理量的单位和量纲
几种常见力
非惯性系与惯性系
动量守恒定律和能量守恒定律
质点和质点系的动量定理
动量守恒定律
系统内质量移动问题
动能定理
保守力与非保守力
势能
功能原理
机械能守恒定律
弹性碰撞与非弹性碰撞
能量守恒定律
质心与质心运动定律
刚体的运动
刚体的定轴转动
力矩
转动定律
转动惯量
角动量与角动量守恒定律
力矩作功
刚体绕定轴转动的动能定理
静电场
电荷的量子化
电荷守恒定律
库仑定律
电场强度
电场强度通量
高斯定理
静电场的环路定理
电势
电势梯度
静电场中的导体与电介质
静电场中的导体
静电场中的电介质
电位移
电容与电容器
静电场的能量与能量密度
恒定磁场
恒定电流
电源与电动势
毕奥-萨伐尔定律
磁通量
安培环路定理
带电粒子在电场和磁场中的运动
载流导线在磁场中所受的力
磁场中的磁介质
电磁感应
电磁感应定律
动生电动势与感生电动势
自感和互感
磁场的能量
位移电流
电磁场
电磁场基本方程的积分形式
气体动理论
平衡态与理想气体物态方程
物质的微观模型与统计规律性
理想气体的压强公式
理想气体分子的平均平动动能与温度的关系
能量均分定理与理想气体内能
麦克斯韦气体分子速率分布律
分子平均碰撞次数和平均自由程
热力学基础
准静态过程
功与热量
热力学第一定律
内能
理想气体的等体过程和等压过程、摩尔热容
理想气体的等温过程和绝热过程
循环过程与卡诺循环
致冷循环
热力学第二定律的表述
卡诺定理
熵与熵增加原理
热力学第二定律的统计意义
振动
简谐运动
旋转矢量
单摆和复摆
简谐运动的能量
简谐运动的合成
阻尼振动
受迫振动
共振
电磁振荡
波动
机械波的几个概念
平面简谐波的波函数
波的能量与能流密度
惠更斯原理
波的衍射和干涉
驻波
多普勒效应
平面电磁波
声波超声波次声波
波动光学
相干光
杨氏双缝干涉与劳埃德镜
光程与薄膜干涉
劈尖与牛顿环
光的衍射
单缝衍射
衍射光栅
光的偏振性与马吕斯定律
反射光和折射光的偏振
相对论
伽利略变换式与牛顿的绝对时空观
迈克耳孙-莫雷实验
狭义相对论的基本原理与洛伦兹变换式
狭义相对论的时空观
相对论性动量和能量
量子物理
黑体辐射与普朗克能量子假设
光电效应与光的波粒二象性
康普顿效应
氢原子的玻尔理论
德布罗意波
不确定关系
量子力学简介
1.1.3化学
热化学
系统与相
状态与状态函数
过程与可逆过程
化学计量数和反应进度
化学反应的反应热与焓
反应标准摩尔焓变的计算
化学反应的基本原理
影响化学反应方向的因素
化学反应自发性的判断
反应的摩尔吉布斯函数变
化学反应限度的判据与化学平衡
平衡常数和多重平衡规则
化学平衡的计算
浓度的影响和反应级数
温度的影响和阿仑尼乌斯公式
反应的活化能和催化剂
化学反应速率
水化学
电解质溶液的通性
酸和碱在水溶液中的解离平衡
配离子和解离平衡
多相离子平衡和容度积
溶度积规则及其应用
电化学
原电池中的化学反应
原电池中的热力学
标准电极电势
能斯特方程
氧化剂和还原剂相对强弱的比较
氧化还原反应方向的判断
氧化还原反应进行程度的衡量
物质结构基础
波函数
电子云
多电子原子的电子分布方式和周期系
化学键与分子间相互作用力
晶体结构
1.2工程科学与技术基础知识
1.2.1固体力学
静力学
约束与受力分析
平面力系的合成与平衡
空间力系的合成与平衡
运动学
点的运动学
点的合成运动
刚体的简单运动
刚体的平面运动
动力学
质点与刚体动力学
质量与动量
转动惯量与动量矩
动能定理
达朗贝尔原理
应力与应变
拉伸及压缩
剪切
扭转
弯曲
组合变形和叠加原理
强度理论
应力状态分析
失效、安全系数和强度计算
压杆的稳定问题
1.2.2流体力学
流体的基本概念
流体的主要物理性质
作用在流体上的力
流体静力学
流体静压强及其特性
流体静力学基本方程及其在工程中的应用
流体动力学
连续性方程
动量方程
能量方程
管流分析
层流与紊流
流动阻力
沿程及局部损失的计算
1.2.3电学
直流电路分析
伏安特性
电路定理
复杂电路分析
交流电路分析
元件相量关系
功率分析与计算
暂态电路分析
模拟电路
基本元件特性认识和实践
基本放大电路分析和计算
运算放大器的原理和应用
稳压电源的原理和分析
数字电路
基本门电路认识和实践
组合电路分析和设计
触发器原理和分析
时序电路的分析和设计
模数电路的综合分析设计
1.2.4计算机基础
微型计算机
微计算机结构和组成
单片机指令系统
汇编语言与程序设计
单片机片内接口和外设
定时计数器
串行通信口
系统中断管理
单片机的系统扩展
单片机存储器扩展
接口扩展
外设扩展
C语言编程
数据类型、运算符和表达式
赋值、数据与格式的输入输出
选择结构程序设计(if/switch等)
循环控制程序(for/while等)
数组
函数
指针
宏
结构体与共用体
位运算
文件输入输出
办公自动化软件
Winword
Excel
Powerpoint
Internet软件
工程计算软件
Matlab
Mathematics
工程设计软件
AutoCAD
SolidWorks
UG
1.2.5工程图学
工程制图的相关国家标准
投影基础
正投影法
点线面的投影
基本立体的投影
曲线和曲面的投影
组合体的投影
正等轴测投影
机件表示法
视图
剖视图
断面图
简化与规定画法
零件图
画图与看图
尺寸标注
表面粗糙度简介及在图纸上的标注
公差与配合简介及在图纸上的标注
标准件与常用件
装配图
装配图的画图与看图
装配结构
由装配图拆画零件图
测绘
徒手草图
组合体、零件及装配体测绘
计算机辅助制图
AutoCAD绘图基础
组合体视图、零件图及装配图绘制
1.2.6运动学与机构
机构结构及动力学分析
机构运动简图绘制及自由度计算
平面机构运动(轨迹、速度及加速度)综合分析
平面机构力的分析
机械的效率与自锁
机械的平衡
机械的运转状态及速度波动调节方法
机构设计
平面连杆机构基础及其设计
凸轮机构及设计
渐开线齿轮设计
斜齿轮、锥齿轮及蜗杆传动
轮系设计
棘轮、槽轮等其它常用机构
机构系统的方案设计
机器人机构与运动学
刚体位姿描述与齐次变换
机器人机械结构
机器人机构运动学
机器人运动学轨迹规划
数控机床传动机构
1.2.7工程材料
工程材料分类及特点
金属材料组织和性能控制
晶体结构及表达方法
实际金属中的晶体缺陷
组织与性能关系
纯金属的结晶过程及其控制
合金的结晶过程及匀晶、共晶、共析、包晶过程
合金的性能与相图的关系
铁碳合金结晶及相图分析
合金元素对铁碳合金相图及性能的影响
塑性变形及塑变对金属组织和性能的影响
热加工和冷加工对金属组织和性能的影响
钢的热处理(普通热处理、表面热处理及热处理新技术)
金属材料
铸铁与铸钢及其热处理与应用
合金钢
有色金属及其合金
机构零件失效形式分析
机械零件失效形式
机构零件选材原则
典型工件的选材及工艺路线设计
齿轮选材
轴类零件选材
1.2.8机械控制工程
反馈控制基本描述
系统结构、原理及类型
系统性能要求与性能指标
数学模型与建模
静态模型与动态模型
动态模型的机理建模
传递函数
控制系统分析
瞬态响应
稳态响应
频率特性
稳定性及其分析
根轨迹图
Routh、Nyquist和Bode判据
稳定裕量
控制器设计
PID控制器
串联补偿
前馈控制
1.2.9工程测量
测试系统简介
测试系统的基本组成与发展趋势
测试装置的静、动态特性
计算机采集系统
香农原理
典型信号特性
周期信号与离散谱
非周期信号与连续频谱
几种典型信号的频谱
随机信号特性
互换性基本概念
尺寸公差与基本偏差
配合制、基孔制、基轴制
作用尺寸、泰勒原则
公差配合
公差配合标注符合
公差配合选用
误差
误差的概念
误差分析
系统误差与随机误差
消除误差的方法
形位误差
14种形位误差的概念、具体含义
形位误差的标注
形位误差的测量
表面粗糙度
概念与具体含义
标注与常用加工方法能达到的精度范围
机械零件的精度要求
表面粗糙度的测量
齿轮测量
齿轮的评定指标及评定方法
齿轮误差综合测量及评定指标
渐开线齿轮公差的标注
尺寸链
尺寸链的概念与具体含义
零件及装配尺寸链的求解
传感器技术
测试系统的中间变换器(放大电路、滤波器电路、电桥)
信号模拟-数字转换
测试系统人机接口设计
信号数据拟合与分析
常用工程信号检测
位置速度检测
压力检测
温度检测
1.3专业工程技术知识
1.3.1产品设计
机电产品及设计
可行性分析
概念设计
机电系统设计
细节设计
机械零件设计
主要类型、性能、结构特点、应用
失效分析
计算准则
受力分析
强度、刚度计算
工作能力设计
结构设计
运用标准、规范、手册等技术资料的基本能力
面向功能的设计(DFX)
面向制造的设计(DFM)
面向装配的设计(DFA)
面向维护的设计
面向再制造的设计
面向回收(拆卸)的设计
产品配置(可适应)设计
1.3.2制造工程
制造系统及现代制造模式
FMS/CIMS/网络化制造等机械制造系统
CAD/CAE/CAPP/CAM等制造自动化技术
可重构制造,敏捷制造,精益生产等现代制造模式
金属切削基本理论
工件表面的形成方法和成形运动原理
加工表面、切削用量等金属切削的基本要素
刀具结构、角度、材料、磨损、破损机理和使用寿命
金属切削过程的变形、力、热和温度等现象
金属切削过程参数的优化
加工装备知识
金属切削机床的分类简介
各类机床刀具及砂轮介绍
工件定位与夹紧
六点定位原理和定位误差分析
工件夹紧与夹具的分类简介
加工质量与控制
机械加工表面质量
机械加工精度、加工误差的分析与控制
零件制造的工艺过程
零件毛坯的制造工艺简介
切削加工及数控加工的基本技能
机械加工工艺规程设计
机械装配工艺
保证装配精度的方法
装配工艺规程简介
特种加工
电火花加工和电火花线切割加工
电化学加工简介
激光加工和快速成形技术简介
电子束和离子束加工简介
超声加工简介
其它非传统加工方法简介
数控加工
数控加工基础
数控铣削编程原理
数控铣削编程方法
数控车削编程原理
数控车削编程方法
数控车固定循环加工
数控车复合循环加工
机械制造自动化
成组技术、大批量生产自动化
多品种中小批量生产自动化
柔性制造技术
上下料自动化
输料自动化
1.3.3工业自动化
单片机原理及应用
单片机的结构和原理
单片机指令系统及汇编语言程序设计
单片机的中断系统
单片机的定时器及应用
单片机系统扩展及接口技术
应用系统配置及接口技术
串行口及其串行通信
机电一体化原理及应用
机电一体化系统组成及子系统之间的关系
传感技术
驱动执行装置与技术
控制技术
机电一体化仿真技术
机电一体化产品设计
电气控制及PLC
继电器-接触器控制线路
PLC结构和工作原理
PLC内部等效继电器电路
PLC梯形图和指令系统
交直流电机
结构及工作原理
定转子回路的电压、转矩和功率平衡方程
工作特性、转矩特性和效率特性
机械特性、调速特性
限流、降压启动
能耗、再生和回馈制动
电机容量选择依据
直流电机调速
调压调速
弱磁调速
交流电机调速
变频调速
变级调速
变转差率调速
控制电机
交流伺服电机
步进电机
变频与调速
变频器结构和原理
变压变频调速
矢量变换变频调速
伺服控制系统
直流电机伺服系统
交流电机伺服系统
控制系统设计应用
机器人控制
机床控制
液压与气动
液压与气动基本原理
液压与气动元件的结构、工作原理与性能
液压与气动基本回路的工作原理与特点
简单液压传动系统的设计
1.3.4石油机械
钻井设备
起升系统
旋转系统
循环系统
动力传动系统
控制系统
采油设备
抽油机系统
螺杆泵系统
电动潜油离心泵系统
新型采油装置
井下作业设备与工具
修井作业机
生产井井下工具
注水井井下工具
打捞工具
井控装置
油气田地面工程设备
集输系统
注入系统
分离处理系统
地面工程新技术
海洋石油装备
海洋钻井设备
海洋油气生产设备
海洋油气集输系统
水力机械
离心泵
往复泵
新型水力机械
1.3.5工程管理
当代工程及工程师社会职责
科学技术的双刃性
技术、经济、道德价值
可持续发展观
公众福利及社会安全意识
当代工程相关法律法规
环境保护法律法规
知识产权法律法规
安全、质量法律法规
企业基本形态
组织类型
文化特征
人力资源管理特征
财务管理特征
物流管理特征(制造类企业)
企业战略规划
商业运作战略
技术发展战略
企业创新管理战略
个人职业规划
工程项目管理
方案策划
过程监控
验收规范
产品开发过程管理
产品生命周期概念
产品开发过程
产品数据管理
成本模型、分析与评估
质量控制与管理
应用系统集成
制造过程管理
制造流程规划与管理
制造过程物流管理
2、个人能力与职业素质
2.1工程推理和解决问题的能力
2.1.1发现问题和表述问题
评估数据和问题表述
分析假设和偏差源
把握总体目标、分清事情的主次
制定解决方案(包括建模、求解析解和数字解、定性分析、实验、不确定性分析)
2.1.2建模
应用假设简化复杂的系统和环境
选择并应用概念性和定性模型
选择并应用定量模型与模拟
2.1.3估计与定性分析
估计量级、范围、趋势
应用实验验证一致性和误差(范围、单位等)
展示解析解的一般性
2.1.4带有不确定性问题的分析
提取不完整和不清晰的信息
应用事件和序列的概率统计模型
工程成本效益分析和风险分析
讨论决策分析
安排裕量和储备
2.1.5解决方法和建议
综合问题的解决方案
分析解决方案的关键结果和测试数据
分析并调整结果中的偏差
形成总结性建议
评估解决问题过程中可以改善的地方
2.2实验和发现知识
2.2.1建立问题的假设
选择需要验证的关键问题
建立需要测试的假设
讨论对照和对照组
2.2.2查询印刷资料和电子文献
选择文献检索的策略
应用图书馆工具(在线检索、数据库、搜索引擎等)检索并获取信息
主要信息的整理与分类
信息的质量和可靠性甄别
提取信息中重点和创新的内容
找出尚未解决的研究问题
列出参考文献
2.2.3实验性的探索
制定实验概念和策略
讨论当人为实验对象时应考虑的问题
构建实验
执行实验规定和实验步骤
进行实验测量
分析和报告实验数据
对照已有模型比较实验数据
2.2.4假设检验与评估
讨论数据的统计有效性
讨论所用数据的局限性
形成由数据、有需求和价值支持的结论
评估知识发现过程中可以改善的地方
2.3系统思维的方法
2.3.1全方位思维
识别并定义一个系统、系统行为和系统单元
应用跨相关学科的方法,保证对系统的全方位理解
认识系统的社会、企业和技术的背景环境
识别系统与外界的交互作用和对系统行为的影响
2.3.2系统的显现和交互作用
讨论为定义系统和系统建模所需的抽象化
识别系统所表现的行为和功能特性(意向中和意向外的)
识别系统单元间的重要接口
认识系统随时间的演化
2.3.3确定主次与重点
找出并区分与系统整体相关的全部因素
找出整体系统中的驱动因素
解释为解决驱动问题所进行的资源分配
2.3.4解决问题时的妥协、判断和平衡
找到系统的紧张关系和用妥协方法去解决问题的因素
选择并使用解决问题的办法,通过平衡各种因素消除紧张关系,优化整体系统
对比性描述系统在生命周期内的灵活解和最优解
评估系统思维过程中可以改进的地方
2.4个人能力和态度
2.4.1主动性与愿意承担风险的态度
看到主动采取行动的必要性和机会
讨论一个行动所带来的利益和风险
解释启动项目的方法和时机
以适当的行动展示开拓新生事物的领导才能
采取明确行动、做出结果、总结工作
2.4.2执着追求与变通能力
有自信、有激情、热爱事业
强调努力和紧张工作、关注细节的重要性
展示具有应变能力
愿意并且能够独立工作
愿意与他人合作,考虑和接受各种观点
能接受并正面对待批评
平衡个人生活和职业工作
2.4.3创造性思维能力
具有概念化和抽象化能力
具有综合和通用化能力
解释发明过程
讨论创造性在艺术、科学、人文与技术中的作用
2.4.4批判性思维
分析问题
选择逻辑论点和解决方法
评价支持证据
找出有矛盾的观点、理论和事实
找出逻辑谬误
验证假设与结论
2.4.5了解自己的知识、能力和态度
描述个人的能力、兴趣、强项与弱点
讨论个人的能力范围以及在自我改善主要弱点方面的责任
讨论知识的深度和广度的重要性
2.4.6求知欲和终身学习能力
讨论继续自我教育的动力
展示自我教育的能力
讨论个人的学习风格
讨论与导师建立关系
2.4.7时间和资源的管理方法与能力
讨论任务安排的主次
解释任务的重要性和/或紧迫性
解释有效地执行任务
2.5职业能力和态度培养
2.5.1职业道德、正直、责任感并勇于负责的态度
展示个人的道德标准和原则
具有敢于为坚持原则而承担风险的勇气
了解职业道德要求之间产生冲突的可能性
理解和接受出错,但犯错者必须承担责任
实事求是地承认合作者的工作
对工作尽职尽责
2.5.2职业行为培养
讨论职业举止
解释职业礼仪
认识国际惯例和人际交往习惯
2.5.3主动规划个人职业生涯
讨论个人职业发展的愿景
说明职业人际关系网络
认识自己所具备的职业能力范畴
2.5.4与世界工程发展保持同步
讨论科学新发现可能带来的影响
描述新技术和创新对社会和技术发展的影响
讨论对现有工程实践和技术的熟悉程度
解释工程理论与工程实践的联系
3、团队工作与沟通能力
3.1团队工作
3.1.1如何组建有效的团队
了解团队形成的步骤和生命周期
解释任务和团队工作过程
分清团队的作用与责任
分析每个成员的目标、需求和特征(工作风格、文化差异等)
分析团队的强项和弱点
讨论团队工作在保密、问责和主动性方面的基本规定
3.1.2团队工作运行方式和过程
选择目标和议程
实施计划和组织有效会议
执行团队基本规定
实施有效交流(聆听、合作、提供和接受信息)
进行正面和有效的反馈
实现项目的规划、安排和执行
形成问题的解决方案(创造性和决策能力)
谈判并解决冲突
3.1.3团队成长和演变过程
讨论阶段性小结、评估和自评的策略
认识保障团队运行和成长的技巧
认识使团队内每个成员成长的技巧
解释团队交流和写作策略
3.1.4领导能力培养与锻炼
解释团队的整体目标和具体目标
实施团队工作的过程管理
实施领导并展示组织风格(指导、教练、支持、授权)
解释提高积极性的方法(激励、榜样、认可等)
对外代表团队
描述指导和咨询
3.1.5组建形成技术团队
描述在不同类型的团队中工作
跨学科团队(包括非工程人员)
小型团队相对于大型团队
远距、分散、电子化环境
展示与团队成员的技术合作
3.2交流
3.2.1交流的策略
分析交流环境
选择交流策略
3.2.2交流的结构与方式
提出逻辑和具有说服力的论点
建立概念间合理的结构和关系
选择相关、可信和准确的有利证据
采用简练、明了、精确和清晰的语言
分析修辞因素(如考虑听众的偏好等)
理解跨学科和跨文化的交流
3.2.3书面的交流
展示文章内容的连贯性和流畅性
以正确的拼写、标点符号和语法教学写作
对文件格式化
展示技术写作
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- 东北 石油大学 机械制造 及其 自动化 专业 教学大纲