工程和科學論文(2)
工程和科學論文篇二
機械工程科學前沿和優(yōu)先領域的初步構想
【摘 要】現(xiàn)代機械工程科學是計算機、信息、管理、自動化等和機械科學技術融合一體的學科，它的另一特征是在創(chuàng)造性地解決機械工程中的關鍵科學問題的過程中得到發(fā)展。本研究詳細的闡述了機械工程科學的進展和前沿問題，進而提出了機械工程科學有限領域的初步構想。
【關鍵詞】機械工程科學;進展和前言;初步構想
隨著納米技術、微細工程(如微型機械)、智能技術及重大機械工程技術的發(fā)展，機械工程科學體系和內(nèi)容將得到進一步擴大、充實和完善。隨著我國工業(yè)的發(fā)展和市場經(jīng)濟的完善，應用基礎研究與工業(yè)應用開發(fā)之間、科學技術與工程之間相互依存、互相促進的關系將日趨明顯。我們正邁向新世紀的大門。未來機械工程科學發(fā)展的總趨勢將是交叉、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 機械工程科學的進展
1.1 機械工程科學在學術研究方面的進展
半個多世紀以來，我國的機械工程科學已經(jīng)取得了飛躍式的發(fā)展。在學術研究方面，機床顫振非線性理論、電接觸可靠性理論、超塑擠壓變形規(guī)律、7R空間機構位移分析、圓弧齒輪強度分析理論不但獲得了國家的自然科學獎，而且已經(jīng)躋身于國際先進行列。與此同時，空間并聯(lián)機構理論、農(nóng)機仿生減阻脫附機理、彈性流體潤滑理論、計量型原子力顯微鏡等方面的研究也具有國際先進水平。
1.2 機械工程科學在技術創(chuàng)新方面的進展
由于學科交叉，特別是信息科學、生命科學和管理科學與機械工程科學的交叉結(jié)合，使原有的機械工程科學體系得到很大擴展，型MIG焊接電弧控制法、稀土化合物摩擦學特性、微機化現(xiàn)場動平衡儀、磁盤精密沙袋研拋機理、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儀、高溫密柵云紋法、高溫下材料力學性能測量裝置、這些技術創(chuàng)新都已經(jīng)在國際上得到了發(fā)明的獎項。
此外，智能結(jié)構和智能機械系統(tǒng)、快速成形制造、制造系統(tǒng)和制造模式、微型機電系統(tǒng)、仿生機械和仿生制造等方面已形成了新的學科研究方向。
1.3 機械工程科學在工程醫(yī)用方面的進展
飛機安全可靠性研究、阿依24發(fā)動機振動故障研究、大型汽輪機組軸承系統(tǒng)的摩擦學設計、精輥精鍛復合工藝、精加工刀具后角的研究、光纖干涉絕對測量、鍛壓設備數(shù)控技術、機器人離線編程系統(tǒng)HOLPS及其應用，這些都是獲得國家科技進步獎的系列，這些已經(jīng)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，為國家和企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，這些技術發(fā)明使我國的科學家在諾貝爾獎方面不再是空缺，更是為我國的創(chuàng)造業(yè)創(chuàng)造了更多更厚的社會財富和科學財富，人民的生活也得到了質(zhì)的提高與飛躍。
2 現(xiàn)代工程科學前言的初步探討
2.1 機械工程科學的特征
工程科學前沿區(qū)別于一般基礎科學前沿的重要特征是它涵蓋了工程實際中出現(xiàn)的關鍵科學技術問題，工程科學的又一特征是具有明確的應用前景，其技術成果應具有潛在的市場競爭力。特別是我國加入WTO以后，我國汽車、機械裝備和儀器儀表等制造業(yè)將面臨更嚴峻的挑戰(zhàn)。因此產(chǎn)品的創(chuàng)新性、質(zhì)量、成本、交貨期、售后服務以及環(huán)境適應性等問題更應引起足夠的重視。再比如，高速鐵路輪軌的波浪形磨損是國內(nèi)外均未解決的工程技術難題，對此問題的解決不但會產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益，而且其理論方法一定可以豐富學科的內(nèi)涵，推動學科的發(fā)展。
2.2 機械工程科學的重要前沿
21世紀的主流科學是信息科學、材料科學、生命科學、納米科學、管理科學和制造科學，他們將會改變世界、改變高新技術的發(fā)展，而與以上領域交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學、納米機械和納米制造科學、仿生機械和仿生制造學、制造管理科學和可重構制造系統(tǒng)等是21世紀機械工程科學的重要前沿?？茖W前沿的研究要求本著“有所為、有所不為”的方針，有優(yōu)勢和特色的前沿領域為之;不具備條件的領域暫不為之。機械仿生、納米摩擦學、并聯(lián)機構、虛擬儀器等領域我們已有一定優(yōu)勢和特色，如堅持下去，可能會有大的突破。
2.3 機械科學某些領域的前沿動態(tài)
幾年來申報的基金項目來看，機構學、動力學和傳動領域幾乎未見帶突破性的理論和創(chuàng)新成果;并聯(lián)軸機床國內(nèi)外研究不少，但多數(shù)為重復性研究，而其剛度、精度等關鍵技術已成為國際性難題;虛擬制造剛剛開始，現(xiàn)在國內(nèi)做的所謂“虛擬制造”實際上多半是“仿真模擬”，而“仿真模擬”僅是虛擬制造的初級階段工作;設計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有的重視和發(fā)展。這些領域的研究動態(tài)都受到了不同程度的阻礙，有的領域甚至與國際科學相比有拉大的趨勢，所以在這些領域中，研究人員更要投入更大的精力、物力、財力，以此縮短逐漸拉大的趨勢。
3 機械工程科學優(yōu)先領域的初步構想
3.1 機械工程科學優(yōu)先資助領域的設想
優(yōu)先資助領域的遴選出學科的前沿，期也是未來科學技術的發(fā)展方向，對我國經(jīng)濟、技術的發(fā)展有重要影響，并且我國已有一定科學研究成果積累和優(yōu)勢，經(jīng)努力可望達到國際先進水平的領域。我國尚不能穩(wěn)定地在批量生產(chǎn)中實現(xiàn)亞微米制造，而納米技術尚處于極小規(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)的加工技術和理論方面，國外正在大力研究并有長足的發(fā)展。所以這些領域包括：(1)跨世紀制造系統(tǒng)與制造單元;(2)機械系統(tǒng)、產(chǎn)品性能及其設計理論與方法。只有對這些設想的優(yōu)先資助領域足夠的重視，才能真正意義上取得學術上的創(chuàng)新和應用技術的成果。
3.2 “十五”優(yōu)先領域的初步構想
在國家規(guī)定的20個重點項目中，要這些項目中多數(shù)是通過優(yōu)先領域的遴選，公布指南、自由申請、專家評議、平等競爭立項的，基本上代表了機械工程科學的資助方向，具有前瞻性、交叉性、先導性、基礎性、應用性五大特點。“十五”優(yōu)先領域應當選擇有優(yōu)勢和特色的學科前沿;選擇國民經(jīng)濟和機械工程中的重要關鍵科學問題;對“九五”已經(jīng)立過重點項目并可能取得新突破的少數(shù)前沿領域，應當選擇新的內(nèi)容和關鍵科學問題繼續(xù)支持;現(xiàn)代的項目研究已經(jīng)看出發(fā)展苗頭或者已經(jīng)聚集了力量和基礎的前沿新領域，也可作為優(yōu)先領域立項。此外，機械學科今年還先后在測試、計量科學及儀器、超聲電機、仿生機械和制造、零件精確軋制、并聯(lián)軸機床、摩擦學領域召開了研討會。這些研討會提出的重要課題和研究方向?qū)閷W科“十五”優(yōu)先領域的遴選工作起到重要的作用。
4 結(jié)語
在未來的機械工程科學的發(fā)展中，儀器設備、微型機電系統(tǒng)、高效柔性、智能自動化制造技術將日趨成熟越來越受到重視，并逐漸被市場所接受。重構制造系統(tǒng)的理論與技術和適合我國的制造模式得到了完善和發(fā)展;在機構學、摩擦學、仿生機械和仿生制造等領域我國將進入世界先進行列;制造業(yè)在制造科學技術的武裝下將全面現(xiàn)代化，所以，機械工程科學的發(fā)將會極大的改變類的生產(chǎn)方式和生活方式。
【參考文獻】
[1]雷源忠，黎明，王雪.機械工程科學前沿和優(yōu)先領域的初步構想[J].中國機械工程，2007，11(2)：18-20.
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