机械学科导论论文

1、1 首先，什么是机械工程呢？ 机械工程是一门涉及利用物理定律等为机械系统作分析、设计、生产及维修的工程学科。机械工程是以相关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生活生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。机械工程学科是随着机械的发明与改进，随着机械工业的兴起与发展而诞生和发展的。因此，论述机械工程学科的发展，必须先回溯和论述自远古到当代机械的发明与改进的过程；还必须回溯与论述世界机械工业的发展过程。2 历史发展概况在人类历史上，机械的发展可以划分为三个时代：古代、近代和当代。2.1 古代发展古代一般指从青铜时代开始到公元14

2、16世纪的欧洲文艺复兴远动之间的6000余年的历史时代。根据人类制造工具的材料，古代人类使用工具的历史一般可以分为石器时代（Stone Age）、铜器时代（Bronze Age）和铁器时代（Iron Age）。人类从使用工具到制造使用简单机械的时间，大体上与进入铜器时代（Bronze Age）的时间差不多。从制造工艺过程上看：对劳动总的原始人而言，手是执行装置，用以操作生产工具；感觉器官是检测装置，感受着制造过程中的各种信息；人脑是中枢控制装置，对所获得的信息进行分析、比较，做出判断和决策，如图2-1所示。古代机械从总体上来讲，机械发展缓慢。从纯技术的角度来看，没有更先进的动力是原因之一。 干

3、 扰人脑 人体（手、足）加工对象需求 产品 人的感官 图2-1 原始制造工艺系统2.2 近代发展近代大体上是指从文艺复兴到第二次工业革命结束的时代。文艺复兴后，在17世纪出现了以经典力学的建立为相关代表的近代第一次科学革命。欧洲在1819世纪发生了两次工业革命，以解决动力缺乏的核心问题。第一次工业革命使世界进入了蒸汽时代，强大新动力的出现，极大的推动了新机器的发明和机械的广泛使用。第二次工业革命使世界进入了电气时代，发明了汽车和飞机。能源与科技的发展，直接解放了人的体力，也加快了机器的工作速度和强度，使其达到了以人的体力作为动力时不可比拟的程度。与此同时，还出现了取代人的直接工具器官的各种检测

4、工具，如图2-2所示。机械工程，从分散性、主要依靠匠人们个人的才智的一种技艺，逐步发展为有理论指导的、系统的和具有独立性的近代机械工程学科。 干 干 加工 对象 加工 设备人脑 扰 扰 需求 产品 检测工具 图2-2 动力机械、加工设备的出现所引发的制造的变革2.3 当代发展当代是指从19世纪末的新物理学革命以来，第二次世界大战以后，计算机的发明和广泛使用激起了第三次技术革命。20世纪，电气技术、电子技术、自动化检测装置等相续发展。20世纪中后期，微电子技术，特别是计算机的出现与应用，给人类提供了强大的技术手段。使制造进一步发展变革，如图2-3所示。 干 干加工对象自动化加工设备 扰 扰计算机

5、 需求 产品 监测系统 图2-3自动化装置与计算机的应用所引起的制造的变革随着人们的生活水平的提高，对机械产品的性能需求更高、更全面。同时，人类探索未知世界的活动以更大规模展开。这两方面的需求推动着机械科学与机械工业以空前的速度进一步的发展起来。当代机械工业形成，学科内容的广度与深度都远不是近代机械工程学科所能比拟的。3 机械工程未来的发展趋势根据中国机械工程技术路线图对未来20年机械工程技术发展进行的预测与展望，面向2030年机械关系技术发展有五大发展趋势。其分别包括：绿色、智能、超常、融合、服务。下面我讲分别对这五大发展趋势进行逐一论述：3.1 绿色3.1.1 发展绿色工程机械产品的必要性

6、、紧迫性 提到绿色产品人们更多的会想到绿色食品、绿色家电产品、绿色农业等。绿色工程机械产品还远没有让国人引起高度重视。但随着国家经济建设的飞速发展和国家大型工程项目的逐步开工，工程机械种类和数量不断增加，大量工程机械所消耗的资源、排放的污染对环境产生了难以估量的负荷。 “绿色”是从环境保护领域中引用来的。人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。人与人类社会本质上也是自然世界的一个部分，部分不能脱离整体，更不能对抗与破环整体。因此，人类必须从各方面促使人与人类社会同自然界和谐一致，制造技术也不能例外。为保护人类十分宝贵且有限的资源，实现全球可持续发展，提高操作人员的安全性及工作舒适性，努力

7、达到人、机和环境的亲和，可以预见开发研制环保节能的绿色工程机械产品将是今后工程机械发展趋势的主流。人类面对环境、生态和资源的危机，必须实行可持续发展策略，开发绿色产品，推行绿色制造。目前国务院已把“环保科技发展规划”和“再制造的关键技术开发”列入国家中长期科技发展规划，从而为绿色工程机械产品研制提供了重要的政策依据。绿色工程机械产品符合可持续发展的要求，是社会进步的标志，也是科技发展的必然趋势。实践证明，谁起步早、实施快，谁就能把握产品研发的主动权。发展绿色工程机械产品必须使工程技术人员，特别是企业决策者，应充分认识到绿色设计的必要性和紧迫性。从发展的战略角度看，绿色工程机械产品将会给企业及其

8、产品树立良好形象，并最终带来不可估量的社会和经济效益。3.1.2 绿色工程机械产品的设计绿色工程机械产品首先体现在绿色设计。绿色设计的含义就是在产品的整个寿命周期内(包括设计、制造、运输、销售、使用或消费、废弃处理)，着重考虑环境属性，即将产品自然资源的利用、对环境和人的影响、可拆卸性、可回收性、可重复利用性等作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，并行地考虑保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等。绿色设计主要应考虑2方面的内容:一是产品本身的绿色设计。采用绿色材料，实现零部件的标准化、模块化，提高产品的可拆卸性，便于产品的回收和重复使用，在产品全寿命周期内，实现产品的再循环利用。二

9、是减少废气、废水、噪声的排放，降低制造、使用过程的资源消耗，加强工程机械产品对能源的综合利用效率，满足工程机械产品在生产和使用过程中不给社会带来危害的社会要求。3.1.3 应用、开发新的动力能源机械工程动力源大多为柴油机，在空气流通不畅的井巷和隧道施工中，各种有害气体和微粒的排放对环境污染更严重。绿色设计从根本上是倡导研制、开发新的清洁能源。如电动叉车，从环保角度看，明显优于内燃叉车。在成功研制体积小、电量足、行驶里程长、充电时间短、可靠性高的新型电池，掌握剩余电量显示等技术后，电力作为工程机械的动力源是发展方向，同时有广阔的应用前景。目前我国在纯电动汽车、燃料电池汽车和混合动力汽车的技术研发

10、已取得突破性进展，已进人实施产品化工程(安全性、可靠性、耐久性、舒适性、降低成本)阶段。工程机械可以借鉴新能源在汽车研发方面的经验，花大力气去研究天然气、液化石油气和天然气-柴油混用的双燃料清洁能源在各种工程机械上的应用问题(包括改进发动机的某些结构，解决充气设施和相关技术等等)，解决污染严重且日益匾乏的燃油能源问题。3.1.4 应用绿色制造工艺、回收与再制造工程机械绿色再制造应以优质、高效、节能、节材、环保为目标，以先进再制造技术和产业化生产为手段来修复、改造并以高新技术提升即将报废产品的一系列技术措施或工程活动。工程机械回收与再制造交点是节能、资源利用最大化、环保的再制造技术，是集先进高能

11、束技术、先进数控和计算机技术、CAD/CAM技术、先进材料技术、光电检测控制技术为一体的综合性技术。是企业发展的战略需要，同时整体提升工程机械行业各机型的清洁化、节能化、人性化和绿色再制造的技术水平，有利于扩大产品出口，提高国际竞争力。工程机械主要应从发动机、传动系统、液压系统、工作装置等方面施实再制造。制定具体的零部件拆卸、清洗、回收处理方案、回收处理工艺、回收物流管理、失效预测、失效机理、寿命预测等再制造工艺流程。如图1所示： 3.1.5 发展前景目前，产品绿色化已成为世界进步和发展的必然潮流，绿色技术是解决资源和环境问题的最佳途径。工程机械面临绿色的挑战，理应顺应时代潮流，推广绿色技术，生产绿色产品，提高市场竞争力，使工程机械获得更大的发展。3.2 智能：3.2.1 信息技术的巨大作用 21世纪，基于知识的产品设计、制造和管理将成为知识经济的重要组成部分，是制造科学与技术