機械工程教育

1、機械工程教育來源請啊編輯機械工程是材料性質(zhì)、應(yīng)用力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、熱 力學(xué)、流體力學(xué)、電子及計算的理論，以設(shè)計及制造各類型的機械制品及系統(tǒng)，如： 發(fā)動機、機器、儀器、消費品及機械、水力、熱力或熱傳系統(tǒng)。隨著科技的日新月 異；電腦輔助制圖及電腦輔助制造技術(shù)已廣泛地被采用。一般來說，機械工程師會 專注某一方面的工作，例如：水力、熱傳、熱機、電機、機電整合、控制系統(tǒng)，機 器人制造、空氣調(diào)節(jié)、冷藏、升降機與電梯，或某類特定的制品如：機器，推進系 統(tǒng)、機器人及機動儀器等。機械工程的工作對象是動態(tài)的機械，意即它的工作情況會發(fā)生很大的變化。這種變 化有時是隨機的而不可預(yù)見；實際應(yīng)

2、用的材料也不完全均勻，可能存有各種缺陷； 加工精度有一定的偏差等等。與以靜態(tài)結(jié)構(gòu)為工作對象的土木工程相比，機械工程 中各種問題更難以用理論精確解決。因此，早期的機械工程只運用簡單的理論概念， 結(jié)合實踐經(jīng)驗進行工作。設(shè)計計算多依靠經(jīng)驗公式；為保證安全，都偏于保守。結(jié) 果，制成的機械笨重而龐大，成本高、生產(chǎn)率低、能量消耗很大。從18世紀起，設(shè)計計算從兩個方面不斷提高了精確度：在材料強度方面，從早期按 靜強度除以安全系數(shù)（考慮一切不精確性和分散性因素的經(jīng)驗系數(shù)）的粗糙計算， 提高到考慮材料的疲勞（19世紀后半期）；從一律按材料的無限疲勞壽命進行設(shè)計， 改為按照實際要求的壽命進行有限壽命設(shè)計（20世紀

3、前半期）；從認為材料原則上 不能有裂紋，發(fā)展到以斷裂力學(xué)理論為依據(jù)，考慮裂紋材料的強度和壽命。在結(jié)構(gòu) 力學(xué)分析方面，從應(yīng)用經(jīng)驗公式和簡化的力學(xué)分析來確定各種受力和力矩，發(fā)展到 應(yīng)用復(fù)雜的力學(xué)分析和數(shù)學(xué)計算方法。進入20世紀，又出現(xiàn)各種實驗應(yīng)力分析方法。人們已能用實驗方法測出模型和實物 上各部位的應(yīng)力，在發(fā)現(xiàn)應(yīng)力過高過低時，便可能作出必要的調(diào)整。20世紀后半葉， 人們開始應(yīng)用有限元法和電子計算機的迅速可靠的數(shù)值計算，對復(fù)雜的機械及其零 件、構(gòu)件進行力、力矩、力偶、應(yīng)力、應(yīng)變等的分析和計算。對于掌握有充分的實 踐或?qū)嶒炠Y料的機械或其元件，已經(jīng)可以運用統(tǒng)計技術(shù)，按照要求的可靠度科學(xué)地 進行機械設(shè)計，

4、或者按機械的實際情況（實際的質(zhì)量、實際的使用條件等）科學(xué)地 判斷其可靠度和壽命。但在許多機械工程工作中，仍還應(yīng)用一些經(jīng)驗方法、經(jīng)驗公 式和經(jīng)驗系數(shù)等，不過其中的科學(xué)成分在不斷增加，經(jīng)驗成分則不斷減少。機械科系的專業(yè)化和綜合化編輯19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它通常還與水利工 程、土木工程、建筑工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀下半葉才逐漸 成為一個獨立學(xué)科。進入20世紀，隨著機械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸 續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在20世紀中期，即在第二次世界大戰(zhàn) 結(jié)束的前后期間達到了最高峰。由于機械工程的知識總量

5、已擴大到遠非一個人所能 全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程 的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進步， 對外界條件變化（新技術(shù)、新材料和新產(chǎn)品的出現(xiàn)、新的環(huán)境保護法規(guī)、原材料和 能源供應(yīng)及價格的變動，以及個人的工作調(diào)動、職務(wù)提升等）的適應(yīng)能力很差封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難， 也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們 更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細的專業(yè)。綜合一專業(yè)分化一再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識發(fā)

6、展的合理的和必經(jīng)的過程。但是， 綜合的恢復(fù)，不能是現(xiàn)有專業(yè)的簡單合并，而是在更高一級上的綜合，其目的是為 了能更好地發(fā)揮專業(yè)知識作用。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有 足夠的綜合知識來認識、理解其他學(xué)科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié) 同工作的有力集體。正確地而不是教條主義地處理知識的綜合與專業(yè)的關(guān)系，是新 的技術(shù)革命時代中培養(yǎng)機械工程人才的主要課題。綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù) 中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學(xué)、自然科學(xué)和工 程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題?；A(chǔ)學(xué)科編輯在美國，機械工程學(xué)

7、的課程受到ABET的監(jiān)管，以保證畢業(yè)生對有關(guān)項目有最起碼 的認知。所以雖然各家院校所提供的課程內(nèi)容有異，但一般的機械工程學(xué)課程都至 少包含以下各個基本科目2J微積分(Calculus)；工程數(shù)學(xué)(Engineering Mathematics)；工程材料(Engineer Materials)；工程制圖(Engineering Drawing)；工程設(shè)計(Engineering Design)；工業(yè)工程(Industrial Engineering)機械材料(Mechanical Materials)；機械制圖(Mechanical Drawing)；機械設(shè)計(Mechanical Desig

8、n)；機械制造(Mechanical Manufacturing)；鑄造(Casting)、鍛造(Forging)、模具(Mold)測量學(xué)、品管量度及儀器(Instrumentation and Measurement)；應(yīng)用力學(xué)一靜力學(xué)及應(yīng)用力學(xué)一動力學(xué)(Mechanics of Applied-Statics and Mechanics of Applied-Dynamics)；固體力學(xué)(Mechanics of Solid)；材料力學(xué)及材料強度學(xué)(Mechanics of Materials and Strength of Materials)；彈性力學(xué)(Mechanics of Ela

9、sticity)；流體力學(xué)(Mechanics of Fluid)；液壓學(xué)(Hydraulics)、氣壓學(xué)(Pressure)和氣動學(xué)(Pneumatics)；熱力學(xué)、熱傳遞、熱傳導(dǎo)、熱處理、熱機、熱流、能量轉(zhuǎn)換、冷卻及空氣調(diào)節(jié)電機、機電整合、自動控制、控制理論及微處理機；電腦輔助設(shè)計(CAD)及電腦輔助制造(CAM)固體塑模(Modelling of Solid)；機械工程的服務(wù)領(lǐng)域和工作內(nèi)容來源請啊編輯服務(wù)領(lǐng)域編輯 機械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部 門，無不需要機械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域。研制和提供能量轉(zhuǎn)換機械，包括將天然機

10、械能、聲能、光能、熱能、電能、磁 能、化學(xué)能和流體壓力能轉(zhuǎn)換為適合于應(yīng)用的機械能的各種動力機械，以及將 機械能轉(zhuǎn)換為所需要的其他能量（機械能、聲能、光能、熱能、電能、磁能、 化學(xué)能和流體壓力能等）的能量變換機械。研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械，包括應(yīng)用于第一產(chǎn)業(yè)的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧 業(yè)、漁業(yè)機械和礦山機械，以及應(yīng)用于第二產(chǎn)業(yè)的各種重工業(yè)機械和輕工業(yè)機 械。研制和提供從事各種服務(wù)的機械，包括交通運輸機械、物料搬運機械、辦公機 械、醫(yī)療機器、通風(fēng)、采暖和空調(diào)設(shè)備、除塵、凈化、消聲等環(huán)境保護設(shè)備等。研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機械，如：縫紉機、洗衣機、烘干機、吹 風(fēng)機、電風(fēng)扇、冰箱、冷氣、暖氣、熱

11、水器、鐘表、照相機、錄影機、錄音機、 收音機、電視機、運動器材等。研制和提供各種機械武器。工作內(nèi)容編輯不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機械工程的工作內(nèi)容基本相同，按其工作性質(zhì)可分為六個方 面。建立和發(fā)展可以實際地和直接地應(yīng)用于機械工程的工程理論基礎(chǔ)。這方面主要 有：研究力和運動的工程力學(xué)、固體力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料 的性能及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究材料在外力作用下的應(yīng)力、應(yīng)變等的材料 力學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的燃燒學(xué)、熱傳學(xué)和熱力學(xué)；研究摩擦、 磨損和潤滑的摩擦學(xué)；研究機械中各構(gòu)件間的相對運動的機構(gòu)學(xué)；研究各類有 獨立功能的機械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機械原理和機械零件學(xué)；

12、 研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等。研究、設(shè)計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn) 品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。這方面包括：調(diào)研和預(yù)測社會對機械產(chǎn)品的新 的要求；探索應(yīng)用機械工程和其他工程技術(shù)中出現(xiàn)的新理論、新技術(shù)、新材料、 新工藝，進行必要的新產(chǎn)品試驗、試制、改進、評價、鑒定和定型；分析正在 試用的和正式使用的機械存在的缺點、問題和失效情況，并尋求解決措施。機械產(chǎn)品的生產(chǎn)。包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度； 編制和貫徹制造工藝；設(shè)計、制造工具和模具；確定勞動定額和材料定額；組 織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的 精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品，生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批， 直至大量生產(chǎn)，銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭，而且銷售量在社會經(jīng)濟 狀況的影響下可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造商業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù) 雜和困難。商業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于