無損檢測技術(shù)課程教學(xué)研究
時間:2022-03-23 09:08:08
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一、引言
無損檢測技術(shù)是一種不損害被檢測對象的使用性能作為前提,應(yīng)用多種的物理、化學(xué)原理,通過對各種工程用材料、零部件和結(jié)構(gòu)件進(jìn)行檢驗和測試,并評價材料的連續(xù)性、完整性以及安全性等多種性質(zhì)的一種檢測技術(shù)方法。無損檢測技術(shù)可以探測材料或構(gòu)件內(nèi)部是否有缺陷,并對缺陷的形狀、方位、大小、取向、分布和夾雜物等復(fù)雜情況進(jìn)行判斷,還可以提供材料的組織分布、應(yīng)力狀態(tài)等機械或物理性能方面的信息。無損檢測技術(shù)在石油化工、機械制造、汽車、輪船、航空航天以及核能工業(yè)等領(lǐng)域中被采用,因此該技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛。對于材料類專業(yè)的學(xué)生而言,無損檢測技術(shù)這門課程所涵蓋的專業(yè)知識是應(yīng)當(dāng)掌握或了解的。特別是材料物理專業(yè)的學(xué)生,應(yīng)該更加熟練地掌握這門課程所教授的專業(yè)知識。統(tǒng)計近幾年西安石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院畢業(yè)生的就業(yè)情況,材料類專業(yè)的學(xué)生今后從事的工作(包括生產(chǎn)類和科研類)均涉及到無損檢測技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識。本文針對無損檢測技術(shù)的教學(xué)研究內(nèi)容、教學(xué)特點和教學(xué)方法進(jìn)行闡述,并在此基礎(chǔ)上提出一些改進(jìn)。
二、無損檢測技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法
1.無損檢測技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容。無損檢測技術(shù)在近三十年得到了飛速的發(fā)展,這方面的教材如雨后春筍般出現(xiàn)在了各高校的圖書館里。普遍的教材所講述的無損檢測技術(shù)主要包括以下幾種:(1)超聲波檢測技術(shù),該技術(shù)是利用超聲波原理對檢測對象進(jìn)行無損探傷和無損評價。(2)射線檢測技術(shù),該技術(shù)是利用x射線、γ射線和中子射線等不同射線的原理對檢測對象進(jìn)行。(3)渦流檢測技術(shù),該技術(shù)是利用電磁學(xué)的原理在檢測對象上產(chǎn)生渦流電流從而對其進(jìn)行檢測。(4)磁粉檢測技術(shù),該技術(shù)是利用磁粉的聚集顯示鐵磁性材料工件表面與近表面缺陷的檢測方法。(5)滲透檢測技術(shù),該技術(shù)是檢測材料表面和近表面開口缺陷的檢測方法。(6)其他檢測技術(shù),包括激光全息檢測技術(shù)、聲振檢測技術(shù)、微波檢測技術(shù)、聲發(fā)射檢測技術(shù)和紅外檢測技術(shù)。2.無損檢測技術(shù)課程的教學(xué)方法。本課程目前作為大四第一學(xué)期的選修課程根據(jù)教學(xué)大綱將設(shè)置32個學(xué)時,其中有4個學(xué)時是實驗課程,在這有限的學(xué)時里,根據(jù)指定的教材,有選擇性的進(jìn)行講授,其他的部分作為自學(xué)內(nèi)容,通過課后的集中答疑對學(xué)生提出的問題進(jìn)行講解。常用的無損檢測技術(shù)包括超聲波檢測、射線檢測技術(shù)、渦流檢測技術(shù)、磁粉檢測技術(shù)和滲透檢測技術(shù),對于比較新型的無損檢測技術(shù),特別是最近幾年新發(fā)展的但使用不廣泛的,在課堂上稍作介紹,給學(xué)生介紹相關(guān)的閱讀資料讓學(xué)生課后自學(xué)。本課程在授課過程中應(yīng)把握如下授課原則:(1)講述一些無損檢測技術(shù)的基本知識、基本原理及常規(guī)的應(yīng)用;(2)若涉及到具體的操作應(yīng)用,給學(xué)生介紹有針對性的閱讀資料,學(xué)生在自學(xué)中依據(jù)專業(yè)技術(shù)資料繼續(xù)深入的學(xué)習(xí);(3)本課程的目的是擴大學(xué)生的閱讀面、給學(xué)生打下無損檢測的技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)。
三、無損檢測技術(shù)課程的教學(xué)特點及教學(xué)發(fā)展趨勢
1.無損檢測技術(shù)課程的教學(xué)特點。無損檢測技術(shù)目前作為一門選修課,選修的學(xué)生很多,可謂是趨之若鶩,原因是該課程具有很強的實踐性,對于那些有了一定材料科學(xué)基礎(chǔ)知識積累的學(xué)生而言,渴望對先進(jìn)的專業(yè)設(shè)備進(jìn)行了解和操作。根據(jù)教學(xué)大綱要求,該課程有32個學(xué)時,其中有4個學(xué)時是實驗課程。無損檢測技術(shù)根據(jù)教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容,在授課過程中主要采用板書和多媒體相結(jié)合的方式;針對超聲波檢測、射線檢測、渦流檢測、滲透檢測和磁粉檢測等常規(guī)檢測方法和技術(shù),介紹其基本檢測原理和相關(guān)知識時采用板書,在板書講授過程中重點在突出檢測結(jié)果的分析和應(yīng)用實例時要結(jié)合多媒體,通過圖片和動畫的放映,增強學(xué)生的視覺印象,有利于對文字的理解和記憶。此外,在介紹重點的過程中也針對于紅外檢測、聲發(fā)射檢測、聲振檢測、微波檢測和紅外無損檢測等技術(shù)簡單地作一介紹,可以對常用的無損檢測技術(shù)進(jìn)行對比,同時擴大學(xué)生的知識面。通過授課讓學(xué)生對課程的基本內(nèi)容有了了解,但學(xué)生對常用無損檢測設(shè)備還停留在了解其原理和功能方面,對具體的操作還缺乏實踐性、并不是很熟悉;所以有必要通過實驗課程讓學(xué)生熟悉設(shè)備的操作,同時以此來強化和加深對教學(xué)內(nèi)容的掌握。根據(jù)實驗課程大綱的要求,本課程開設(shè)實驗課的條件是具有常用的檢測設(shè)備儀器以及擁有一定數(shù)量的具有典型缺陷的結(jié)構(gòu)件。針對不同的零部件和缺陷有選擇性的進(jìn)行實際操作;例如利用磁粉的聚集狀態(tài)對焊接結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部缺陷進(jìn)行磁粉技術(shù)檢測,利用超聲波對焊件的內(nèi)部缺陷進(jìn)行超聲波技術(shù)檢測等[6,7]。2.無損檢測技術(shù)課程的教學(xué)發(fā)展趨勢。無損檢測技術(shù)課程通過板書授課的方式主要要求學(xué)生了解和掌握無損檢測技術(shù)的基本原理、基本概念和簡單的操作應(yīng)用方式,再結(jié)合有針對性的實驗課程安排,并讓學(xué)生親自進(jìn)行不同設(shè)備的操作,以此來加深學(xué)生對常用無損檢測技術(shù)的認(rèn)識。伴隨著近些年新材料的研發(fā),新材料的缺陷也變得行色各異,從而促進(jìn)了無損檢測技術(shù)的發(fā)展和新型設(shè)備的研發(fā)和使用,從而導(dǎo)致無損檢測技術(shù)這門課程的內(nèi)容變得越來越多、實踐性越來越強以及相應(yīng)的信息量越來越大。這就要求授課教師在講授教材上的內(nèi)容時應(yīng)加入一些最近的學(xué)科發(fā)展動態(tài),即添加一些最新的無損檢測技術(shù)和相應(yīng)的設(shè)備等,也可以給學(xué)生介紹一些科研人員最近的科研成果或發(fā)展動態(tài)。采用多媒體進(jìn)行教學(xué)時,要多使用幻燈片,通過幻燈片把要講的內(nèi)容放映在大屏幕上,有文字、有圖片、重點突出、一目了然;同時也可以把課外的一些閱讀材料簡短地介紹給學(xué)生,比如其他的檢測技術(shù)視頻和影像資料的網(wǎng)址等。無損檢測技術(shù)這門選修課在大四的第一學(xué)期開設(shè),本科生在畢業(yè)之前,特別是有些要攻讀研究生的學(xué)生,應(yīng)在上專業(yè)課的過程中培養(yǎng)自己的科研習(xí)慣,閱讀科技方面的文獻(xiàn)是科研活動不可分割的一部分,所以教師在授課的過程中,應(yīng)采用多媒體更多地播放學(xué)科方面最前沿的科研動態(tài),即最近發(fā)表的有影響力的國內(nèi)外的文章以及從事相關(guān)領(lǐng)域研究的科研團隊和院所,并且要教授學(xué)生對科技論文進(jìn)行閱讀、查閱和下載的方法,這樣不僅可以擴大學(xué)生的知識面、鍛煉學(xué)生科學(xué)研究的意識和培養(yǎng)良好的從事科研習(xí)慣,而且讓學(xué)生明白自主學(xué)習(xí)和科研的切入點,同時為畢業(yè)設(shè)計和論文撰寫的順利進(jìn)行一定量的訓(xùn)練。
四、結(jié)語
本文針對無損檢測技術(shù)這門課程現(xiàn)有的教材和所要講授的內(nèi)容,在原有授課方法的基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)科最新的發(fā)展動態(tài),為了擴大學(xué)生的知識面和激發(fā)學(xué)生對科研的興趣,建議授課教師在講授教學(xué)大綱要求的基本內(nèi)容之外,在課堂上介紹一些最新的無損檢測技術(shù)和從事相關(guān)課題研究的團隊最新的科研成果或動態(tài),有針對性地給學(xué)生介紹和講授一些中英文的科技論文,從而豐富授課內(nèi)容和活躍課堂氣氛。
參考文獻(xiàn)
[1]馬寶全,周正干.航空航天復(fù)合材料結(jié)構(gòu)非接觸無損檢測技術(shù)的進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J].航空學(xué)報,2014,(35)7:1787-1803.
[2]陳大鵬,毛宏霞,肖志河.紅外熱成像無損檢測技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].計算機測量與控制,2016,(24)4:1-6.
作者:姬帥 單忱 劉忠軍 雷西虎 單位:1.西安石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 2.西安石油大學(xué)信息中心