工程和科學(xué)論文(2)
工程和科學(xué)論文篇二
機(jī)械工程科學(xué)前沿和優(yōu)先領(lǐng)域的初步構(gòu)想
【摘 要】現(xiàn)代機(jī)械工程科學(xué)是計(jì)算機(jī)、信息、管理、自動(dòng)化等和機(jī)械科學(xué)技術(shù)融合一體的學(xué)科，它的另一特征是在創(chuàng)造性地解決機(jī)械工程中的關(guān)鍵科學(xué)問題的過程中得到發(fā)展。本研究詳細(xì)的闡述了機(jī)械工程科學(xué)的進(jìn)展和前沿問題，進(jìn)而提出了機(jī)械工程科學(xué)有限領(lǐng)域的初步構(gòu)想。
【關(guān)鍵詞】機(jī)械工程科學(xué);進(jìn)展和前言;初步構(gòu)想
隨著納米技術(shù)、微細(xì)工程(如微型機(jī)械)、智能技術(shù)及重大機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械工程科學(xué)體系和內(nèi)容將得到進(jìn)一步擴(kuò)大、充實(shí)和完善。隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的完善，應(yīng)用基礎(chǔ)研究與工業(yè)應(yīng)用開發(fā)之間、科學(xué)技術(shù)與工程之間相互依存、互相促進(jìn)的關(guān)系將日趨明顯。我們正邁向新世紀(jì)的大門。未來機(jī)械工程科學(xué)發(fā)展的總趨勢(shì)將是交叉、綜合化;柔性、集成化;智能、數(shù)字化;精密、微型化;高效、清潔化。
1 機(jī)械工程科學(xué)的進(jìn)展
1.1 機(jī)械工程科學(xué)在學(xué)術(shù)研究方面的進(jìn)展
半個(gè)多世紀(jì)以來，我國(guó)的機(jī)械工程科學(xué)已經(jīng)取得了飛躍式的發(fā)展。在學(xué)術(shù)研究方面，機(jī)床顫振非線性理論、電接觸可靠性理論、超塑擠壓變形規(guī)律、7R空間機(jī)構(gòu)位移分析、圓弧齒輪強(qiáng)度分析理論不但獲得了國(guó)家的自然科學(xué)獎(jiǎng)，而且已經(jīng)躋身于國(guó)際先進(jìn)行列。與此同時(shí)，空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)理論、農(nóng)機(jī)仿生減阻脫附機(jī)理、彈性流體潤(rùn)滑理論、計(jì)量型原子力顯微鏡等方面的研究也具有國(guó)際先進(jìn)水平。
1.2 機(jī)械工程科學(xué)在技術(shù)創(chuàng)新方面的進(jìn)展
由于學(xué)科交叉，特別是信息科學(xué)、生命科學(xué)和管理科學(xué)與機(jī)械工程科學(xué)的交叉結(jié)合，使原有的機(jī)械工程科學(xué)體系得到很大擴(kuò)展，型MIG焊接電弧控制法、稀土化合物摩擦學(xué)特性、微機(jī)化現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡儀、磁盤精密沙袋研拋機(jī)理、等角速萬向聯(lián)軸器、SiC陶瓷刀具、超精密加工表面微觀形貌在位檢測(cè)儀、高溫密柵云紋法、高溫下材料力學(xué)性能測(cè)量裝置、這些技術(shù)創(chuàng)新都已經(jīng)在國(guó)際上得到了發(fā)明的獎(jiǎng)項(xiàng)。
此外，智能結(jié)構(gòu)和智能機(jī)械系統(tǒng)、快速成形制造、制造系統(tǒng)和制造模式、微型機(jī)電系統(tǒng)、仿生機(jī)械和仿生制造等方面已形成了新的學(xué)科研究方向。
1.3 機(jī)械工程科學(xué)在工程醫(yī)用方面的進(jìn)展
飛機(jī)安全可靠性研究、阿依24發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)故障研究、大型汽輪機(jī)組軸承系統(tǒng)的摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、精輥精鍛復(fù)合工藝、精加工刀具后角的研究、光纖干涉絕對(duì)測(cè)量、鍛壓設(shè)備數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人離線編程系統(tǒng)HOLPS及其應(yīng)用，這些都是獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)的系列，這些已經(jīng)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，為國(guó)家和企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，這些技術(shù)發(fā)明使我國(guó)的科學(xué)家在諾貝爾獎(jiǎng)方面不再是空缺，更是為我國(guó)的創(chuàng)造業(yè)創(chuàng)造了更多更厚的社會(huì)財(cái)富和科學(xué)財(cái)富，人民的生活也得到了質(zhì)的提高與飛躍。
2 現(xiàn)代工程科學(xué)前言的初步探討
2.1 機(jī)械工程科學(xué)的特征
工程科學(xué)前沿區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)前沿的重要特征是它涵蓋了工程實(shí)際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，工程科學(xué)的又一特征是具有明確的應(yīng)用前景，其技術(shù)成果應(yīng)具有潛在的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。特別是我國(guó)加入WTO以后，我國(guó)汽車、機(jī)械裝備和儀器儀表等制造業(yè)將面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此產(chǎn)品的創(chuàng)新性、質(zhì)量、成本、交貨期、售后服務(wù)以及環(huán)境適應(yīng)性等問題更應(yīng)引起足夠的重視。再比如，高速鐵路輪軌的波浪形磨損是國(guó)內(nèi)外均未解決的工程技術(shù)難題，對(duì)此問題的解決不但會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，而且其理論方法一定可以豐富學(xué)科的內(nèi)涵，推動(dòng)學(xué)科的發(fā)展。
2.2 機(jī)械工程科學(xué)的重要前沿
21世紀(jì)的主流科學(xué)是信息科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、納米科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)，他們將會(huì)改變世界、改變高新技術(shù)的發(fā)展，而與以上領(lǐng)域交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機(jī)械和納米制造科學(xué)、仿生機(jī)械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等是21世紀(jì)機(jī)械工程科學(xué)的重要前沿?？茖W(xué)前沿的研究要求本著“有所為、有所不為”的方針，有優(yōu)勢(shì)和特色的前沿領(lǐng)域?yàn)橹?不具備條件的領(lǐng)域暫不為之。機(jī)械仿生、納米摩擦學(xué)、并聯(lián)機(jī)構(gòu)、虛擬儀器等領(lǐng)域我們已有一定優(yōu)勢(shì)和特色，如堅(jiān)持下去，可能會(huì)有大的突破。
2.3 機(jī)械科學(xué)某些領(lǐng)域的前沿動(dòng)態(tài)
幾年來申報(bào)的基金項(xiàng)目來看，機(jī)構(gòu)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和傳動(dòng)領(lǐng)域幾乎未見帶突破性的理論和創(chuàng)新成果;并聯(lián)軸機(jī)床國(guó)內(nèi)外研究不少，但多數(shù)為重復(fù)性研究，而其剛度、精度等關(guān)鍵技術(shù)已成為國(guó)際性難題;虛擬制造剛剛開始，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)做的所謂“虛擬制造”實(shí)際上多半是“仿真模擬”，而“仿真模擬”僅是虛擬制造的初級(jí)階段工作;設(shè)計(jì)和制造過程的三維數(shù)值模擬已有不少成果，但物理模擬卻未得到應(yīng)有的重視和發(fā)展。這些領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)都受到了不同程度的阻礙，有的領(lǐng)域甚至與國(guó)際科學(xué)相比有拉大的趨勢(shì)，所以在這些領(lǐng)域中，研究人員更要投入更大的精力、物力、財(cái)力，以此縮短逐漸拉大的趨勢(shì)。
3 機(jī)械工程科學(xué)優(yōu)先領(lǐng)域的初步構(gòu)想
3.1 機(jī)械工程科學(xué)優(yōu)先資助領(lǐng)域的設(shè)想
優(yōu)先資助領(lǐng)域的遴選出學(xué)科的前沿，期也是未來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展有重要影響，并且我國(guó)已有一定科學(xué)研究成果積累和優(yōu)勢(shì)，經(jīng)努力可望達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的領(lǐng)域。我國(guó)尚不能穩(wěn)定地在批量生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)亞微米制造，而納米技術(shù)尚處于極小規(guī)模的試探階段。此外，在超高速切削、磨削以及難加工材料(如工程陶瓷)的加工技術(shù)和理論方面，國(guó)外正在大力研究并有長(zhǎng)足的發(fā)展。所以這些領(lǐng)域包括：(1)跨世紀(jì)制造系統(tǒng)與制造單元;(2)機(jī)械系統(tǒng)、產(chǎn)品性能及其設(shè)計(jì)理論與方法。只有對(duì)這些設(shè)想的優(yōu)先資助領(lǐng)域足夠的重視，才能真正意義上取得學(xué)術(shù)上的創(chuàng)新和應(yīng)用技術(shù)的成果。
3.2 “十五”優(yōu)先領(lǐng)域的初步構(gòu)想
在國(guó)家規(guī)定的20個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目中，要這些項(xiàng)目中多數(shù)是通過優(yōu)先領(lǐng)域的遴選，公布指南、自由申請(qǐng)、專家評(píng)議、平等競(jìng)爭(zhēng)立項(xiàng)的，基本上代表了機(jī)械工程科學(xué)的資助方向，具有前瞻性、交叉性、先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性、應(yīng)用性五大特點(diǎn)。“十五”優(yōu)先領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)選擇有優(yōu)勢(shì)和特色的學(xué)科前沿;選擇國(guó)民經(jīng)濟(jì)和機(jī)械工程中的重要關(guān)鍵科學(xué)問題;對(duì)“九五”已經(jīng)立過重點(diǎn)項(xiàng)目并可能取得新突破的少數(shù)前沿領(lǐng)域，應(yīng)當(dāng)選擇新的內(nèi)容和關(guān)鍵科學(xué)問題繼續(xù)支持;現(xiàn)代的項(xiàng)目研究已經(jīng)看出發(fā)展苗頭或者已經(jīng)聚集了力量和基礎(chǔ)的前沿新領(lǐng)域，也可作為優(yōu)先領(lǐng)域立項(xiàng)。此外，機(jī)械學(xué)科今年還先后在測(cè)試、計(jì)量科學(xué)及儀器、超聲電機(jī)、仿生機(jī)械和制造、零件精確軋制、并聯(lián)軸機(jī)床、摩擦學(xué)領(lǐng)域召開了研討會(huì)。這些研討會(huì)提出的重要課題和研究方向?qū)閷W(xué)科“十五”優(yōu)先領(lǐng)域的遴選工作起到重要的作用。
4 結(jié)語
在未來的機(jī)械工程科學(xué)的發(fā)展中，儀器設(shè)備、微型機(jī)電系統(tǒng)、高效柔性、智能自動(dòng)化制造技術(shù)將日趨成熟越來越受到重視，并逐漸被市場(chǎng)所接受。重構(gòu)制造系統(tǒng)的理論與技術(shù)和適合我國(guó)的制造模式得到了完善和發(fā)展;在機(jī)構(gòu)學(xué)、摩擦學(xué)、仿生機(jī)械和仿生制造等領(lǐng)域我國(guó)將進(jìn)入世界先進(jìn)行列;制造業(yè)在制造科學(xué)技術(shù)的武裝下將全面現(xiàn)代化，所以，機(jī)械工程科學(xué)的發(fā)將會(huì)極大的改變類的生產(chǎn)方式和生活方式。
【參考文獻(xiàn)】
[1]雷源忠，黎明，王雪.機(jī)械工程科學(xué)前沿和優(yōu)先領(lǐng)域的初步構(gòu)想[J].中國(guó)機(jī)械工程，2007，11(2)：18-20.
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