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机械工程一级学科博士点
部门: 日期:2012-05-23 11:39:46 浏览量:

一、学科概况

机械工程是以相关的自然科学和技术科学为理论基础,结合生产实践中的经验,研究和解决各类机械产品在设计、制造、运行和维护等全寿命周期中的理论和技术问题的应用学科。机械工程学科的基本任务是应用并融合机械科学、信息科学、材料科学、管理科学和数学、物理、化学等现代科学理论与方法, 对机械结构、机械装备、制造过程和制造系统进行研究, 研制满足人类生活、生产和科研活动需求的产品和装置,并不断提供设计和制造的新理论、新技术和新工艺。本学科具有理论与工程实践相结合、学科交叉以及为其他科学领域提供使能技术的特性,它是发现规律、尤其是改造世界的强有力工具。

机械工程学科主要包括:机械设计及理论、机械制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程、微机电工程等。机械工程学科是最早和最基础的工程学科之一,从石器时代制造简单手工工具到现代的智能机械,从第一次工业革命、第二次工业革命到当前的信息革命,人类的生产实践和科研活动同机械工程学科有密切关系。在牛顿力学建立和蒸汽革命以后,1847年世界首个机械工程师学会在英国成立,标志着机械工程已走向一个独立的学科。机械设计、机械制造与机械电子的理论和技术发展一直是制造业的重要支撑:蒸汽机的发明,人类进入了铁道交流时代;公差互换性等理论,带来了福特汽车大规模生产的时代;而火车、汽车等车辆生产实践,催生了车辆工程学科专业。

建立在牛顿力学基础上的机械工程学科经历数百年辉煌以后,其内涵已经或正在发生着深刻的变化。机械工程学科不断吸收自然科学和其它应用技术领域的新发现和新发明,开辟新的发展方向;同时,新的工程领域也为机械工程学科提出了新的需求。近年来,信息技术与制造技术相融合,带来了数字化制造时代。科学技术特别是新能源、新材料、生物、纳米等高技术的迅猛发展,对制造科技带来了深刻的变化,微纳制造、生物制造、智能制造、超长制造、绿色制造、制造服务等成为当今制造技术发展的趋势。

我国制造业的规模和总量已经进入世界前列,成为全球制造大国,但是发展模式仍比较粗放,制造业产品偏于低端,产品附加值不高;创新能力薄弱,重大装备制造技术,特别是核心技术依赖进口、受制于人,企业亟需高素质的领军人才、科研和技术骨干。我国制造业总体上大而不强,其发展面临能源、资源、环境等诸多压力,对学科发展和人才培养提出急迫需求。学科需要面向重要工程需求和学科前沿,开展基础理论和核心技术研究,取得一系列创新成果,培养大批优秀人才,促进我国由制造大国转向制造强国。

二、学科内涵

机械工程学科主要围绕国民经济和国防中的各种机械装备,开展设计、制造、运行、服务的理论和技术研究,培养高级专门人才。

机械工程学科主要研究领域和研究内容包括机械的基础理论、各类机电产品与装备的设计方法、制造技术与系统、检测控制与自动化、性能分析与实验研究以及各类机械装备运行维护的理论与技术等。培养胜任以上设计、制造与科研开发任务的人才,是本学科人才培养的目标。

本学科以数学、物理学、化学等为基础,以力学、工程图学、机械学、材料学、电工电子技术、测量与控制技术、信息技术等为支撑,研究机械设计、制造工艺和系统、机电控制等理论和技术。

三、学科范围

机械工程学科主要包括5个研究方向:

u  080201机械设计及理论

 

机械设计及理论是根据使用要求对机械产品和装备的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式等进行构思、创新和分析优化的一门学科。机械设计是一种创造性的工作过程,是决定机械产品的功能与性能最主要的因素之一,其任务就是研究、设计和发展机械产品及其结构,并表达为制造依据或数据描述。机械设计及理论学科培养能从事对机械产品和装备进行设计、性能分析和相关开发研究等的高级工程科技人才。

机械设计及理论主要研究:

1)  机械设计的理论与方法

2)  机构学

3)  摩擦学、润滑与密封理论

4)  机械强度与可靠性理论

5)  机械振动与机械动力学

6)  光机电一体化设计

7)  机械产品的性能分析与测试技术

8)  机械产品的节能技术与工业设计

9)  精度设计与保持技术

10)     专业机械的工作原理与构造

u  080202机械制造及其自动化

 

机械制造及其自动化学科是研究机械制造理论与技术、自动化制造系统和先进制造技术的学科。本学科主要面向国家需求、学科前沿和工业应用,着重研究高效、节能、绿色、智能地制造出符合设计要求,并提升用户价值的产品所涉及的各种先进制造理论、方法、技术、工艺、装备与系统等。机械制造及其自动化学科包括机械设计与制造的基础理论、先进制造技术、应用力学、自动控制理论和技术、电工电子技术、微电子技术、计算机应用技术、传感与测量技术、信息处理技术等基础理论和方法。

 

机械制造学科主要研究:

1)  切削原理与加工工艺

2)  精密制造技术与精密机械

3)  计算机辅助设计/制造一体化

4)  集成制造系统

5)  智能制造技术

6)  绿色制造技术

7)  微纳制造技术

8)  生物制造与仿生制造

9)  机械状态监测与控制

10)     机械产品质量保证及服役安全控制

 

u  080203机械电子工程

 

机械电子工程是将机械学、电子学、光学、计算机技术、控制技术、网络技术等有机融合而形成的一门综合性学科。机械电子工程是机械工程与电子工程的集成,是采用机械、电气、自动控制、计算机、电子等多学科的方法对机械产品、系统与装备进行设计和制造的一种集成技术,是一门交叉学科。机械电子工程在国民经济各领域的机电一体化设备以及生产过程自动化中得到了广泛的应用,本学科培养满足科技发展要求的机电复合型高级专门人才。

机械电子工程学科主要研究:

1)  机电系统控制及自动化

2)  流体传动与控制

3)  现代机电控制技术

4)  传感与测量技术

5)  机器人技术

6)  机电系统设计与仿真

7)  机电系统动力学与控制

8)  机电产品与装备故障诊断

u  080204车辆工程

 

车辆工程是研究各类动力驱动陆上运动车辆的基本理论、设计和制造技术的工程学科。它综合应用力学、机械设计、电子与信息、计算机与控制、能源与化工等理论和技术。车辆工程的基础理论包括工业设计和设计方法学、机械动力学、制造系统工程、机械电子学、热力学、流体力学等基础理论和方法。

车辆工程主要研究:

1)  车辆总体技术

2)  车辆动力传动系统分析与设计

3)  车身设计与制造

4)  车辆轻量化技术

5)  节能与新能源车辆技术

6)  车辆动力特性与控制技术

7)  车辆安全与检测技术

8)  车辆排放技术

9)  汽车电子技术

u  080205微机电工程

 

微机电工程学科是研究具有微纳米尺度特征的功能器件与系统的设计、制造与性能表征的一门学科。微机电工程学科的基础包括设计与制造基础理论,微电子学、微流体、传热传质理论、微光学、材料学、物理学、化学、生物学等基础理论和方法。

微机电工程主要研究:

1)  微器件原理与设计

2)  微纳制造工艺

3)  微纳制造装备

4)  微纳测量与表征

5)  微流体力学

6)  微纳器件性能与可靠性

四、培养目标

学士

u  掌握机械工程专业的基本理论和专业知识,初步了解本专业科技的发展现状和趋势;

u  具备综合运用机械工程学科理论知识和设计制造的基本技能、分析并解决工程实际问题的能力;

u  具有较好的专业交流沟通、团队合作和健康心理的素养。

硕士

u  掌握机械工程学科坚实的基础理论和深入的专门知识,了解本专业的前沿发展现状和趋势;

u  具有从事科研工作或担负专门技术工作的能力,对所研究的课题具有新见解,具有工程问题建模、工程技术创新和开发的基本能力;

u  具有良好的表达交流能力和团队协作精神,能比较熟练地阅读本专业的外文资料。

博士

u  掌握机械工程学科坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,熟悉本专业的前沿发展现状和趋势;

u  具有综合运用机械工程学科理论,发现、提出、分析与解决问题方法和技术手段,独立地分析、解决前沿科学问题与工程技术问题的能力;

u  具有现代技术的综合视野,有一定的学科交叉研究能力;

u  具有一定的国际视野和跨文化环境下的交流、竞争与合作能力。

五、相关学科

力学

仪器科学与技术

材料科学与工程

电气工程

控制科学与工程

航空宇航科学与技术

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