1. 计算机辅助设计（CAD） 1.1 CAD简介 1.2 产品几何模型：线框模型、曲面模型、实体模型 1.3 CAD几何建模：线框几何建模、曲面建模、实体建模 1.4 CAD应用：CAD辅助注塑模具设计 2. 计算机辅助工程（CAE） 2.1 有限元方法（FEM）及FEM分析简介 2.2 有限元原理、建立FEM公式的方法、形函数、单元类型与选择、FEM网格生成 2.3 有限元建模与仿真：有限元建模与仿真、应力计算与分析、应变计算与分析、热工程分析 2.4 有限元仿真驱动的解决方案生成 3. CAD/CAE应用 3.1 数据交换标准 3.2 CAD与CAE集成 3.3 CAD/CAE驱动的变形产品设计与开发 3.4 CAD/CAE驱动的铸件产品设计与开发 4. 仿真驱动的设计优化 4.1 几何尺寸设计与优化 4.2 几何形状设计与优化
工程热力学：热力学简介及应用；系统；性质；广延性质和强度性质；测量性质；能量；平衡；零定律；状态和状态原理；过程和循环；准平衡过程；纯物质；相变过程；性质图；临界点和临界性质；焓；性质表；基准状态；蒸汽相态方程；理想气体；热和功；绝热过程；机械功；多变过程；比热；内能和焓；热力学第一定律；能量平衡；控制体积；质量守恒；能量守恒；流动功和流动流体的总能量；稳定流动和非稳定流动过程；在喷管、扩压器、涡轮机、压缩机、阀门、混合室和热交换器中的应用；热源；动力循环；效率；制冷和热泵循环；性能系数；开尔文-普朗克表述；克劳修斯表述；可逆和不可逆过程；卡诺原理；卡诺循环；热力学温度标度；循环的最大性能指标；能量品质；克劳修斯不等式；熵；热熵流和熵产；物质的熵；熵变；闭系统熵平衡；熵增原理；开系统熵流率平衡。
概念产品设计：客户需求和市场情况；技术与商业考量；环境问题；文化与社会问题；美学与语义问题；确立产品功能；可视化技能与CAD。 设计工程分析：基准测试与确立产品工程规格；设计概念选择；产品实体化：设计精炼与系统建模；分析与数值模型解决方案；设计制造与装配；CAE与优化。 产品开发技术：原型制作的目标；原型的类型与用途；快速原型技术；物理模型与实验。
先进复合材料：复合材料组分；纤维增强复合材料的基本原理；单层力学；层合力学、成型工具和制造工艺；复合材料的失效准则；航空应用及相关设计问题。 压电材料：压电材料的基本机制及其主要应用、居里温度、压电模量的概念及其在传感器和执行器设计中的应用、智能结构设计问题。 形状记忆合金（SMA）：温度控制下的形状记忆效应现象及机制、临界温度、应力对临界温度的影响、不同相态和温度下SMA的力学性能、形状记忆和超弹性、温度和应力效应的建模、接头处的特殊设计考虑、连续应用与离散应用、SMA应用的主要障碍。 纳米材料：纳米材料在产品设计中的应用；纳米复合材料的力学和热学性能。 智能结构：智能结构简介；光纤传感器；集成传感、控制和执行技术。智能结构在航空设计中的选例应用。 实验课： • 形状记忆合金的力学性能。 • 使用嵌入式光纤传感器测量复合结构的应变。
道路交通噪声：交通噪声指数；道路交通噪声（CRTN）的预测方法；道路交通噪声的测量；标准道路噪声测试；道路交通噪声和振动影响的评估。 车辆噪声控制：噪声源的识别；控制车辆噪声的策略；用于降低轮胎噪声的透水路面；交通噪声屏障的声学性能；吸收屏障；路边屏障声学性能的现场测定。 航空噪声：航空噪声指数；噪声认证；航空噪声源；航空噪声综合模型（INM）；北欧航空噪声计算指南。 铁路运输噪声：铁路噪声指数；列车噪声源；列车噪声的预测——铁路噪声（CRN）的计算；控制铁路噪声的策略；铁路振动及其控制；测量技术。
大气中气态和颗粒污染物的性质：大气的性质和组成。大气污染物的来源。空气中的常见气态污染物及其化学性质。空气中的常见颗粒物及其物理和化学性质。 气态污染物控制装置的原理与设计：去除污染物气体和蒸汽的过程。吸附：吸附材料、穿透时间、吸附区速度、再生。吸收：填料床洗涤器，传质过程，NTU和HTU。催化转化器：催化剂、不同应用的催化剂要求、减少污染物的典型催化反应。吸收器、吸收器和催化转化器的设计。 颗粒污染物控制装置的原理与设计：颗粒运动：阻力力，颗粒运动方程，沉降速度。过滤器：表面过滤和深度过滤，过滤机制，过滤效率的确定。旋风分离器：轴向流旋风分离器和切向流旋风分离器，旋风分离器中颗粒运动的方程，收集效率的确定。静电除尘：静电除尘原理，静电除尘器中颗粒运动的方程，收集效率的确定。空气净化器：空气净化器设计和功能的分析。
模拟控制：使用状态空间方法设计控制器；反馈系统的因果性；线性系统的可控性和可观测性。 最优控制：最优反馈控制器设计动机；线性二次最优控制；非线性反馈控制的基本理论；反馈线性化控制。 数字控制：数字控制简介；采样数据系统；抗混叠滤波器；采样率选择；离散时间系统和Z变换；数字控制器设计。 微机实现：控制器的微机实现；系统辨识简介；自适应控制；双旋翼系统的控制；倒立摆的控制。
机电系统：机电系统的配置；传感器和变换器，以及信号调理电路；执行器：电气、机械和气动；驱动器；运动部件的测量与引导。 信号处理技术：模拟和数字滤波器；奈奎斯特采样定理；控制器设计与实现；模数/数模转换器；微控制器及其应用；接口与电源。 机电系统分析：设计与实现；问题定义；系统要求；集成与设计标准。 典型机电系统案例研究与项目： • 家庭安防系统的设计 • 摄像头镜头系统的自动对焦分析与设计 • CD播放器的跳轨控制 • 机器人或数控机床的编程与控制 • 机电技术在智能玩具或产品设计中的应用 • 智能家电的控制 • 超声波传感器、红外传感器、执行器和微控制器在AGV系统中的集成 • 多微控制器的机电系统 典型实验室实验： • 直流电机和步进电机控制器的实现与调谐 • 超声波传感器系统的实现 • 微控制器之间的接口（串行或并行）
腐蚀与材料退化的重要性：腐蚀和材料退化的定义及形式；对经济和人类社会的影响。 氧化及其控制：高温氧化；氧化的热力学和动力学；氧化物结构；氧化速率；合金化的影响；高温合金和涂层以控制氧化。 腐蚀理论：水和水溶液的结构；pH概念；腐蚀的热力学；电极和电极电位；能斯特方程；腐蚀产物和钝化；腐蚀分类；腐蚀速率。 冶金电池与环境电池：纯度和晶体缺陷的影响；电化学腐蚀；脱合金；应力电池和浓度电池；流速和温度的影响；缝隙腐蚀；点蚀；微生物腐蚀。 腐蚀与机械作用的相互影响：冲蚀腐蚀；腐蚀磨损；腐蚀疲劳；氢损伤；应力腐蚀裂纹。 保护涂层：表面预处理；电沉积；热浸镀涂层；转化涂层；金属表面的油漆涂层。 常见金属的腐蚀控制：铁和钢；铝及其合金。 航空领域的腐蚀控制：机体；燃气涡轮发动机。 汽车领域的腐蚀控制：汽车车身、发动机和亮饰件。 食品加工领域的腐蚀控制：食品和饮料罐用马口铁；乳品工业；酿造。 建筑施工领域的腐蚀控制：建筑物结构；装饰板；金属屋顶；侧板和防水；泵送和中央供暖；木材；休闲泳池。 腐蚀控制下的材料选择与设计 实验课程： • 用AFM观察表面形态 • 测量钢的腐蚀速率 • 铜的氧化动力学测量
市场营销概览：市场需要研究；动态营销环境；市场识别与选择；价格确定与定价策略；用户需求知识。 新产品管理：产品生命周期；产品生命周期管理；以用户为中心和市场驱动的方法；团队动态、预算、规格和时间管理技巧；质量保证和ISO风险管理。 毕业项目：一个团队产品设计项目。
产品声品质：声辐射基础；听力与听力损失；A加权；声源和声传播特性；典型产品和工业设施噪声源测试的ISO标准，以及吸声和混响室的应用。 产品噪声的基本来源：各种机械设备如风扇、鼓风机、压缩机、泵、冷却塔、涡轮机和喷气发动机等辐射噪声的机制、估算和测量；流体引起的噪声。 噪声控制技术与应用：纤维材料的吸声、阻抗突变的声反射、主动噪声控制；隔声、声屏蔽、风扇、泵和压缩机中的流噪声控制，消声器/消音器及其他沿传播路径的噪声控制。 振动控制与应用：工程结构对激励的响应，工程结构的振动和颤振；主动和被动振动控制与抑制；工程产品的结构振动控制，包括桥梁、飞机等。
流场的运动与动力学回顾：欧拉描述和拉格朗日描述；旋转流与无旋流；流体粒子的加速度；欧拉方程；伯努利方程；质量、动量和能量守恒方程。 时间平均守恒方程：雷诺平均的质量、动量和能量守恒方程；湍流模型：大涡模拟、涡粘性假设、混合长度模型和两方程传输模型。 典型湍流流动：钝体的涡街、平面和圆柱射流、混合层、边界层、管道和渠道流动。 可压缩流动：亚音速可压缩流动。跨音速、超音速和高超音速流动。静止状态性质；一维绝热流动；绝热流过喷管；激波和膨胀波。 机翼的气动特性：涡街；薄翼理论中的涡街；对称翼型的特性；弯掠翼型的特性；有限展弦比机翼的升力、阻力、升阻比。
航空结构与材料特性：航空结构元素。机翼、机身、尾翼和起落架。航空材料。 弹性理论：应力与应变。平衡方程。主应力。线性应力-应变关系。弹性应变能。圣维南原理。薄板理论。 作用于航空器的载荷：压缩/拉伸。扭转。弯曲。闭合单胞薄壁截面。横向剪应力。薄壁截面和开口薄壁截面的弯曲剪切。柱的失稳。复合载荷下的航空结构。 各向同性材料的失效准则：脆性材料的强度准则。延性材料的屈服准则。断裂力学。应力强度因子。疲劳。 航空复合材料：复合材料的分类与特性。复合材料的力学行为。界面性质。航空复合材料的加工与制造技术。层合板和层合结构的分析。复合材料的失效。
航空器设计导论：设计方法和基本要求。航空器设计及其性能的发展历程：简要历史。航空器设计周期和过程概览。 航空器构型：常规和替代构型的优缺点。特殊航空器的考虑因素。机身、机翼和尾翼设计的主要考虑因素。 喷气推进：喷气推进基本分析的考虑因素。燃气涡轮发动机。中间冷却。再热。再生。理想喷气推进循环。涡轮喷气发动机的改进。 航空器设计的气动考虑：气动学基础。流分离。摩擦和压力阻力。平板和平翼上的平行流动。翼型。有限翼型。阻力和升力。升阻比。升力和阻力随迎角的变化。襟翼翼型。机翼端部效应。诱导阻力。 航空器设计的结构考虑：航空航天结构基础。机身基础知识。航空航天材料。加强板。桁架。屈曲。 尺寸和成本估算：内部布局。结构和重量。几何约束。尺寸方程。重量和平衡。成本分析。生命周期成本要素。成本估算方法。运营和维护成本。成本效益指标。 主要部件选择与设计：选择和设计主要部件，如机身、机翼、尾翼和起落架。计算和设计如副翼、升降舵和方向舵等控制面。 适航性和安全性：适航性要求。载荷因子确定。航空器安全性。机身载荷。疲劳设计。预测航空器疲劳寿命。 项目实践：通过实践完成一个设计项目，使学生了解航空器设计过程。
航空噪声辐射：航空噪声描述。人类对航空噪声的反应。针对航空噪声的行动。噪声认证与监管。 航空声学理论简介：线性声学方程。自由空间格林函数。点声源声学。利赫普声学类比及其扩展。刚体附近湍流声学。紧源与非紧源辐射。机身动力学与客舱噪声。 噪声源机制：机体噪声。螺旋桨噪声。风扇和压气机噪声。涡轮噪声。喷气噪声。燃烧室噪声。内部噪声。 噪声控制：噪声源控制。客舱噪声控制。安静飞机设计与运行特性。安静机场运行。
学生可以选择、规划并开展一个机械工程或相关领域的研究项目，前提是需有导师的指导并符合导师的研究兴趣和背景。研究领域应与学生所选课程计划及其所选本科目的整体设计相一致。
根据系部研讨会安排进行。
根据系部研讨会安排进行。
根据系部研讨会安排进行。
根据系部研讨会安排进行。
