时间：2023-02-22 15:57:27
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械工程，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：机械工程；应急设计；途径；
一、引言
近年来，全世界人为和自然灾害造成的灾难日益严重，并且呈现出社会性、突发性、破坏性、连续性、难预报性等特点。自然灾害如洪水、地震、台风、森林自然大火、海洋自污染等；人为灾害如人为环境污染、交通事故、计算机网络黑客入侵、火灾、核电站事故等。为了抗灾、减灾和救灾，保证人类社会持续发展和国家安全已成为当今国际社会普遍关注的一项重要课题和共同的紧迫任务，引起各国的重视。
二、机械工程应急设计的含义及对象
（一）机械工程应急设计的含义
它是这样一个设计系统，即在由于人为或自然灾害致使设计系统内部和外部环境波动的非正常情况下，实现特殊要求的急需的非现成的机械产品、装备的快速设计系统。机械工程的应急设计是非常重要的问题。所谓机械工程应急设计是指非现成的而需快速应急的设计，往往包括快速设计与制造，而且是属带灾难约束的非正常情况下的快速设计与制造。
（二）机械工程应急设计的意义
开展机械工程应急设计研究的目的不仅是提高自身学术水平，更主要是获取较大的经济效益和社会效益。其意义在于：
一是机械工程应急设计的深入研究将为人们发明创造新机器、新机械提供有效的理论方法；
二是机械工程应急设计研究能加速机械专家智能化，实现真正的“专家”系统，有利于加速机械工程设计水平向自动化、智能化、最优化、集成化实现；
三是应急设计的机械产品提高了产品在同类产品中的竞争力，特别是当专利产品技术形成产业化的时候，可以创造出较高的经济效益及社会效益；
四是在机械工程应急设计的实践中培养了设计人员的创造性思维，增强了其创新能力，提高了人们进行应急设计的自觉性及技术上的可操作性，使机械工程创新成为一种工具和手段。这样，就促进了新产品的繁荣与更新，为社会创造了财富。
机械工程应急设计充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果(含理论、方法、技术原理等)进行构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实践活动。它包含两个部分：一是改进完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、可靠性、经济性、适用性等；二是创造设计出新机器、新产品，以满足新的生产或生活的需要。机械工程应急设计是建立在现有机械设计学理论基础上，吸收科技哲学、认识科学、思维科学、设计方法学、发明学、创造学等相关学科的有益知识，经过综合交叉而成的一种设计技术和方法。
三、加强机械工程应急设计的途径
（一）运用现代的设计方法
如快速设计、模块化设计、协同设计、自适应设计、大规模定制设计等也隐含着快速设计的含义。但是一般很少考虑人为和自然灾害的非正常情况下的特点，特别是考虑设计资源和设计系统本身受损情况。换言之，应急设计有自己的属性和特点，应该在吸取或借鉴现代设计理论、方法和工具中有益的思想、方法基础上，针对应急设计带灾难约束的特点去研究。
（二）坚持模块化设计创新
产品机械结构的模块化，必然带动控制系统的模块化。制造系统的模块化，除加工设备的模块化以外，又将带动物流系统和系统控制的模块化，就是要求在相对独立的不同层次中都实现高度规范化和模块化，给不断按需求重构设备或重构制造系统提供了条件。
解决相似问题的关键是找出相似系统各尺寸参数的相似比。根据各种物理现象的关系式推导出的由物理量组成的无量纲数群为相似准则。与相似准则各参数对应相似比组成的关系式称为相似指标。在基本相似条件基础上，用相似准则、方程分析、量纲分析列出相似比方程，可求得相似比。
模化设计是在开发新产品时，在相似的模拟工作条件下，设计相似的模型进行试验，通过测定模型性能，预测产品原型性能，分析设计的可行性并进行必要的修改，进一步取得最优参数和结构。产品系列设计是在基型设计的基础上，通过相似原理求出系列中其他产品的参数和尺寸。设计步骤是先设计基型产品，确定产品系列是几何相似还是半相似，选择计算级差，求得扩展型产品的参数尺寸，确定系列产品的结构尺寸。几何相似的产品还可按相似关系以生产成本进行估算。
（三）应急设计的研究要具体问题具体分析
应急设计的研究应针对各种机械产品和装备的灾难约束进行具体灾因和特性分析、决定对策，研究设计方法及其实现，提高应急研究的理论水平，从而更好的指导实践；利用上述先进的方法、技术、工具，建立设计系统平台；从而形成其系统理论和体系，并注意在理论与实践相结合的过程中不断地完善。
四、结语
1高分子材料教学改革原则
1.1授课内容强调基础性高分子材料与机械类学生通常接触到的金属材料在结构、性能、制备工艺等方面有很大的区别。向机械类学生讲授高分子材料，主要目的是让他们对高分子材料有最基本的了解。在短短4学时内，不可能也没必要将高分子材料相关的全部内容压缩讲授。这就决定了机械工程材料课程中高分子材料部分必须侧重于基础性知识，对于理论性、专业性太强的知识点必须舍弃。基础性内容应当包括高分子材料的基本概念、分类、结构特点及常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡胶及工程纤维)的基本力学性能。
1.2授课目标偏向工程性高分子材料不仅可作为结构材料使用，也可以作为功能材料使用。对于非材料类专业的学生，特别是机械类专业的学生，更关心材料的力学性能和应用范围。因此，在课程内容的安排上，应以与机械工程有关的机械性能为主，给出常用工程高分子材料的基本力学性能指标及适用领域。
1.3授课过程重视学生的先修知识大多数高校的机械工程材料课程以金属材料为主线，在学习高分子材料之前，学生对金属材料已经有基本了解。高分子材料与金属材料之间存在较大差异，例如：高分子材料的聚集态结构以非晶结构为主，而金属材料则以晶体结构为主；许多高分子材料，特别是橡胶类的高分子材料具有金属材料所不具备的优良弹性等。学生先修知识的习惯思维在他们学习高分子材料时可能会引起冲突，因此在授课时必须对金属材料与高分子材料的差异予以考虑。采用与金属材料对比的方法学习高分子材料，有利于帮助学生澄清概念，更好地掌握高分子材料的知识。
1.4教学方式应具有高效性高分子材料课程涉及的概念繁多，容易混淆，对于机械类学生而言比较抽象，难以理解。在短短的4学时内，要想让学生尽可能多的掌握高分子材料的相关基本概念，必须摒弃照本宣科或一味讲授的教学方式。通过高效的教学方式，充分调动学生的积极性、主动性，引导学生思考，方能达到理想的教学效果。
1.5提供扩展知识的参考书由于高分子材料的性能、结构、制备工艺以及表征与金属材料和陶瓷材料完全不同，而且目前在机械工程材料中高分子材料部分比例很少。为解决这一矛盾，在章节后面列出了比较系统的高分子材料性能、内容、结构、制备工艺以及表征方面的书籍，以供学生参考。
2高分子材料教学改革
根据以上原则，我们在2013年度的授课过程中对高分子材料的讲授进行了调整，具体如下：(1)授课内容及学时安排：高分子材料的基本概念(高分子、单体、链节，0.5学时)，高分子材料的分类方法(按用途分类，按热行为分类，按反应类型分类，按主链结构分类，0.5学时)，高分子材料基本结构(简单介绍近程结构、远程结构、聚集态结构的概念，0.5学时)及物理状态(玻璃态、高弹态和粘流态，0.5学时)，典型工程塑料的力学性能和应用(1学时)，典型合成橡胶的力学性能和应用(1学时)。(2)重点讲授常用工程高分子材料(工程塑料、工程橡胶及工程纤维)的基本力学性能及典型工程高分子材料的适用领域。(3)授课过程中通过列表等方式将高分子材料的相关内容与金属材料进行对比，一方面避免概念混淆，另一方面突出高分子材料与金属材料的不同之处。(4)采用启发式教学模式，通过设问、模拟实验、举例、探究等方法引导学生思考；在多媒体课件中，采用丰富的图片、动画激发学生学习的积极性和主动性。
3结束语
通过机械工程材料课程中高分子材料的教学方案改革，学生对这种新型工程材料有了基本且更为全面的了解，他们深刻认识到，高分子材料是机械工程材料领域中不可忽视的分支。
作者：董旭峰齐民王伟强单位：大连理工大学材料科学与工程学院
【关键词】教学目标说课教学方法
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)08-0058-03
【Abstract】As a new form of teaching research, reciting lessons was applied to teaching innovation. Taking example for Mechanical Engineering Materials and Technology curriculum, comprehension of teaching content and grasp of curriculum tache were boosted up through analyzing the process of reciting lessons. Finally, the purpose improved teaching level was arrived at.
【Key words】Teaching aimReciting lessonsTeaching method
说课是授课教员在独立备课的基础上,系统地谈自己的教学设想,以达到相互交流、共同提高的一种教研形式。本人结合多年的教学经验,以《机械工程材料与工艺》课程为例,谈谈对这门课程说课的理解。
一、课程概述
1.性质地位
《机械工程材料与工艺》是我院生长指挥军官本科机械工程及自动化专业中的一门必修课。主要研究制造机械零件的常用材料和加工方法,为学员毕业后更好地使用、维护、保养和监造武器装备奠定坚实基础。
2.特 点
《机械工程材料与工艺》具有理论性和实践性强的特点,要求理论密切联系实际。因此,在教学中要紧密联系金工实习和课程实验中观察到的现象及测试的数据进行定性分析,以加深对课程基本理论的理解。
二、教学目标
1.基础目标
学员通过《机械工程材料与工艺》课程学习,了解机械工程材料及制造技术的发展简史,熟悉常用机械工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法,熟悉各种成形方法及零件的加工工艺基础,同时有针对性地了解新材料、新工艺的应用及发展。
2.技能目标
学员能根据零件的结构特点及性能要求,初步具有选用材料、确定毛坯成形方法、零件加工方法及制订加工工艺路线的能力。
3.情感目标
培养学员积极思考、敢于动手、自主探究的能力,同时养成认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风,以适应培养高质量新型军事人才的发展要求。
三、说课设计
1.设计思路
《机械工程材料与工艺》课程主要讲述机械工程材料与成形工艺两部分内容。结合军校专业特点,从武器装备实例中(图1、图2所示)引出常用的工程材料及零件的成形方法,围绕“材料、成形及生产过程”这条主线,采用视频、课件与传统教学方法相结合的手段,充分调动学员学习积极性。
图1某型军舰 图2某型飞机
图3泰坦尼克号逃生图片
2.课程主线
(1)材料选择
材料是机械产品制造的物质基础。在机械产品的设计与制造过程中,首先遇到的问题是材料的选择。材料选择的正确与否,直接关系到产品的质量、使用寿命、生产成本与经济效益。当然,由原材料直接制成的零件一般不能满足生产使用要求,还要通过调整材料的成分及相应的热处理工艺来改善和提高零件的工艺性能和使用性能。
图4泰坦尼克号钢板冲击试验断口图5现代船用钢板冲击试验断口
举一个众所周知的例子来说明材料选择的重要性。著名的电影大片《泰坦尼克号》曾吸引了亿万观众的心,其沉没的原因众说纷纭。其中,比较有说服力的说法是泰坦尼克号的沉没与船体材料质量有很大关系。
由图4可知,泰坦尼克号钢板的冲击试样是典型的脆性断口。通过检测发现,其钢板中硫、磷含量很高。这主要是由于当时的炼钢技术并不十分成熟,炼出的钢铁材料在现代的标准中根本不能用于造船;再加上长期浸泡在冰冷的海水中,加剧了磷的冷脆作用,使得钢板更加脆弱。因此,专家们普遍认为,冰山撞击可能并不是致命原因;但冰山撞击太突然,轮船速度过快及钢板较脆,则是导致这一悲剧发生的真正原因。
由图5可知,现代船用钢板的冲击试样是典型的韧性断口。其钢板具有相当好的韧性,所以不容易发生断裂。
(2)零件成形
成形工艺是把原材料或半成品制成所需形状和尺寸要求的产品的生产过程。毛坯成形方法主要有铸造、锻造和焊接,零件的成形方法是切削加工,而机器的成形方法是装配。
(3)生产过程
生产过程是把原材料转变成成品的劳动过程的统称。它把材料的选择、材料的改性与成形工艺紧密联系在一起。因此,机械产品的一般生产过程流程图如图6所示。
图6机械产品的一般生产过程流程图
复习考核4学时,总教学时数60学时
图7课程内容及学时安排
四、教学设计
1.内容及学时安排
《机械工程材料与工艺》课程分为五大模块:机械工程材料基本知识、钢的热处理、常用机械工程材料、铸锻焊工艺及应用、切削加工基础。各部分内容及学时安排如图7所示:
其中,以机械工程材料基本知识为基础,常用机械工程材料及切削加工工艺基础为简介,突出钢的热处理、铸锻焊工艺在机械工业生产中的应用。
2.教法设计
《机械工程材料与工艺》课程的教学内容涉及机械制造的全过程,教学内容比较繁杂分散,各部分之间联系也比较松散,系统性不强,内容涉及面广。如果教员只是平淡无味地叙述,加之学员缺乏生产实际经验,学员很容易失去学习兴趣。因此,在教学中不仅要使学员“知其然”,而且要使学员“知其所以然”。为了推行“以学员发展为本、遵循学员认知规律、体现循序渐进与启发式”的教学原则,在教学中进行以下教法设计:在教员引导下,创设情景,通过启发式、案例式问题的设置来引导学员思考,使之在思考中加深对课程的理解。如学金属材料的性能时,学员经常会问这样的问题:为什么要学这些性能指标?这些性能指标到底有什么用?为了回答这些问题,经常举一些生活实例,使学员明白“学有所用”的道理。诸如舰船为什么主要选用钢材呢?教室门窗及飞机为什么主要选用铝合金呢?导线为什么主要选用铜呢?保险丝和防火安全阀为什么主要选用锡或铅呢?……同时,还要注意与其它学科的联系。比如说屈服强度σs有什么用?学员都学过《材料力学》,传统力学认为:设计的构件只要在工作时承受的应力σw小于许用应力[σ]就是安全的。而许用应力就是根据屈服强度与安全系数k来确定的,即:
因此,屈服强度就成为塑性材料选材与设计的依据。
3.教学手段
在教学手段上,强调多媒体教学与传统教学方式的恰当运用,力求优良的教学效果。对于当前比较先进的一些工艺方法,在金工实习时有很多没有接触过,甚至没有听说过。如果直接在课堂上讲解这些工艺方法,学员肯定很难理解,印象也不会深刻。为此,需要充分利用现代化教学手段,将录像及CAI课件等应用于课堂教学。这样,有针对性地讲解,不仅帮助学员了解了工艺过程和方法,而且增加了课堂信息量;不仅使抽象的教学过程变得形象、直观、生动,而且也调动了学员听觉、视觉的积极性,可获得良好的教学效果。
4.考核方式
本门课程由试卷库随机抽题,采用闭卷考核的方式,同时结合平时作业进行综合考评。其中,试卷成绩占80%,平时作业占20%。
五、应用举例
《机械工程材料与工艺》课程最大特点是实用性。在实际生产中,如何来选择材料与毛坯成形方法呢?下面以齿轮为例说明这一问题。
齿轮是重要的传动元件,在现代机器和仪器中应用极为广泛。其功能是按照规定的速比传递运动和动力。
1.齿轮材料选择
齿轮按使用时的工作条件来选用材料。具体情况如下:
(1)一般齿轮采用中碳钢、中碳合金结构钢来制造。如45、20Cr、40Cr、20CrMnTi。
(2)对于一些重载、高速、有冲击载荷的齿轮,可选用18CrMnTi、38CrMoAlA等强度和韧性较好的合金材料,以提高齿轮的硬度、耐磨性和抗冲击能力。
(3)对于传力小的齿轮,可选用铸铁、加布胶木和尼龙等材料。
2.齿轮毛坯选择
齿轮毛坯主要根据零件的结构形状、生产批量等因素进行选择。具体情况如下:
(1)单件小批量生产,直径Φ
(8-1)圆钢毛坯(8-2) 锻造毛坯(8-3) 铸造毛坯
图8齿轮坯成形方法选择
(2)对于小尺寸、形状复杂的齿轮,当生产批量比较大时,可采用精密铸造、压力铸造、热轧、冷轧等新工艺制造,以提高生产率,节约材料。
(3)当齿轮强度要求高,并且耐磨损、耐冲击时,多用锻件作毛坯,如图8-2所示。
(4)对直径Φ>400～500mm的大型齿轮,锻造困难,可用铸钢或球墨铸铁作毛坯,如图8-3所示。
六、结束语
说课是当前教学改革中的一项新课题,教学研究中的一种新形式。它不仅为教学研究工作注入了新的生机和活力,也必将成为提高教员教学水平的一种经济有效的方式。
参考文献
1 邹海文.说课活动在职教训工作中的作用[J].大连教育学院学报,2007(23)
机械制造是推动我国经济发展的动力因素之一，而机械工程技术则为机械制造提供技术方面的支持，因此，机械工程技术的发展对国家而言具有重要的意义。对机械工程技术的发展趋势做了分析与探讨。
关键词:
机械制造;工程技术;发展趋势
1机械工程技术向自动化方向发展
1.1机械工程自动化技术概述
机械工程技术的自动化是指机械装置按照事先预定的程序方法来自动操作、运行的过程。就目前的情况而言，我国机械工程自动化技术的应用范围相对较小，自动化水平比较低，且各个领域的机械工程自动化技术发展不均衡［1］。而之所以形成这种局面，主要是因为我国目前的生产力水平相比发达国家较低，员工素质参差不齐，技术积累较薄，经济社会发展水平较低。但是，这些现状并不意味着我国的机械工程技术不能向自动化的方向发展。根据当前国情，我国正处在劳动力短缺的发展阶段，并且企业具有强烈的产品更新换代需求，而国家的经济实力也在不断壮大。基于以上情况，我国完全有信心迎来一个由机械工程自动化技术所主导的新时代。
1.2促进机械工程技术向自动化方向发展的建议
1)加强配套机械自动化技术的发展。配套机械设备对主要机械设备具有辅助作用，因此，要想形成机械工程自动化技术，就应加强配套机械自动化技术的发展。具体而言，即应充分利用电子学、电子计算机技术、零件检查与机床装料自动化技术等，从而形成程序数据控制机床操作的局面，建立自动化生产线、自动化控制系统及生产信息系统等。在配套机械自动化技术的辅助下，提高机械工程行业的生产效率及生产效益。
2)推动低成本机械自动化技术的发展。由于我国目前尚没有能力广泛投资高科技、高成本机械自动化技术，所以，最好的做法应是暂时将资金投入见效快、投资少、成本低、前景广的自动化技术［2］。如果投资成功，则我国具有坚实的自动化技术基础，以后就能据此向高科技自动化技术迈进。
3)重视人才培养。机械工程技术的发展与创新归根结底是依靠人才聪明才智的发挥。因此，要想促进机械工程技术向自动化方向发展，国家就要重视专业人才的培养。具体而言，即:大力引进国外先进的机械工程自动化技术，将其作为教学案例加以研究和探讨;在聘用机械工程生产一线的工作人员时，将具备机械工程自动化技术专业知识及应用能力作为招聘的基本条件，在任用之后，定期对其进行业务培训及考核，从而提升职业素养。
2机械工程技术向智能化方向发展
2.1机械工程的智能技术概述
智能技术是自动化技术的一股分流。在机械工程行业，智能操作、控制是提高工作效率，减少误差的重要途径，也是技术水平高的表现。在智能技术的作用下，机械工程能够显示出以下几点特征:①品质、效率高。这是因为智能技术能够减少人力、物力、财力的使用，耗能少，所以品质高;同时，生产链得到延长，机械生产、生产管理、产品销售、产品回收等几个方面连成一条线，所以生产效率高。②环保。采用传统机械工程技术，难免会造成一些环境污染及生态破坏，而采用智能技术，则能够减少污染物的排放，从而达到环保的效果［3］。
2.2推动机械工程技术向智能化方向发展的建议
1)将智能化产品作为机械企业未来发展的新产品。传统的机械工业部门的作用只限定在生产机械方面，然而，在未来，世界经济全球化将得到进一步的发展，所以市场竞争将更加激烈。与机械工程相关的企业应革新发展观，将智能化产品作为未来发展的新产品，从而提高企业竞争力，不至于被市场淘汰。在确立这一生产目标之后，机械工程智能技术的发展则有了现实依据，所以技术方面的发展将向智能化靠拢。
2)在管理中推崇智能化理念。企业管理是主导产品生产及技术发展方向的关键，只有在企业管理中推崇智能化理念，才能将智能技术由设想变为现实。因此，与机械工程相关的企业应有全局观，在企业管理中推崇智能化理念，使智能化理念深入人心，鼓励一线员工及科研人员钻研技术，从而使机械工程实现智能化操作与控制［4］。
3)购置智能化设备。技术的发展离不开设备的支持，因此，要想推动机械工程技术向智能化发展，企业就应做好前期准备工作，调集资金为员工配置智能化设备，供其使用。
4)充分利用前沿科技。科技是推动社会进步的重要力量，也是推动智能化的中坚力量。因此，为了早日促成机械工程智能技术的成熟，企业应重视收集前沿科技资讯，吸收有用的信息，为智能技术水平的提升创造条件。
3结语
机械工程技术是推动机械工程行业向前发展的动力之一，尽管我国目前机械工程技术水平较低，但是在经济、人才等的支持下，未来终将形成成熟的机械工程自动化技术与智能技术。
作者；武玉理 单位：华油天然气股份有限公司云南分公司
参考文献:
［1］常凤麟．试论机械自动化技术的发展趋势［J］．数字技术与应用，2014(3)．
［2］马成家．探讨机械工程智能化的发展趋势［J］．企业导报，2014(16)．
1 人才培养目标
通过对国内众多开设机械工程专业的高校进行调查研究后发现,我国当前和未来相当长的一段时期内,机械工程专业的大多数本科毕业生将直接进入生产一线,从事机械产品设计、制造、生产组织管理等工作。因此,地方高校机械工程专业的人才培养目标是培养具有较扎实的自然科学、人文社会科学基础,较系统地掌握机械工程专业宽广的技术基础知识,具有较强的创新意识和机械工程专业应用能力,能从事机械产品研发、设计、制造,以及组织管理和市场经营工作的应用型创新人才。
2 课程体系建设
2.1 课程体系
2.2 课程群建设
14个模块对应着不同的课程群,通过课程群的建设完成对学生不同阶段的培养。
人文管法社会知识模块是培养学生的法律意识和人文修养,通过这个课程群的学习,使学生具有较扎实的自然科学基础和人文社会素养,具有较强的社会责任感和良好的职业道德,较好的表达能力和交流能力。
质量安全环保意识模块是使学生了解本专业相关的方针政策、法律、法规和技术标准,具有环境保护和可持续发展意识。
基本技能模块是通过大学英语、专业英语、双语教学课程的设置,培养学生能较熟练地应用英语进行专业交流的能力,尤其是口头和书面表达能力;通过计算机文化基础、技术基础课程及其应用实践,使学生具备应用计算机解决一般技术问题的能力,为今后应用计算机进行辅助设计、分析、模拟和计算夯实基础;通过信息检索课程的学习,掌握运用现代信息技术获取相关知识的基本方法,使学生具有持续学习和独立获取知识的能力。
自然科学知识模块是通过数学、物理、化学、力学、电工电子学等课程的学习,培养学生建模求解、设计计算、系统分析与预测能力,为后续专业基础课程和专业课程的学习打下坚实的理论基础,这是工科学生应具备的基本功底。
专业基础模块是通过机械制图、机械原理、机械工程控制基础等课程的学习,使学生具有本专业必需的机械制图、设计、计算、实验、测试、工艺、操作等基本能力。
专业应用模块、专业训练模块是通过机械设计、机电系统设计等课程的学习,掌握机械工程设计、制造、性能检测、质量管理的原理与方法,通晓机械工程领域的专业技术标准、安全技术规范等,使学生基本掌握本专业的分析问题、解决问题的能力。
工程机械模块、起重与运输机械模块是在综合掌握机械工程专业知识基础上,通过工程机械、起重与运输机械、电梯控制技术等课程的学习,加强工程机械、起重与运输机械的设计制造、检测控制、组织管理等知识的学习与实践,使学生具备本行业产品的研发、设计、制造及管理能力。
创新知识模块、创新训练模块是通过TRIZ理论与方法、专利写作与申请等课程的学习,培养学生
的创新意识,使学生初步具备机械工程专业创新设计与创新制造能力,能够跟踪本领域科技发展前沿和发展趋势。
工程认知实践模块、工程项目实践模块、工程岗位实践模块是通过各种教授讲坛、企业家讲坛、前沿知识讲座、企业管理讲座,使学生积累一定的机械工程企业和经济社会环境下的综合工程实践经验,初步培养学生从事机械工程领域新产品开发、生产组织管理、市场经营工作的能力。
3 结束语
根据学校自身学科特色和优势,以及人才培养目标,结合地方经济社会发展状况,在产学研合作教育背景下进行教学改革,提出产学研合作教育模式下“四层十四模块”的课程体系,建立与产学研合作教育相匹配的课程群,推进人才培养与企业相结合的模式,利用企业高技能人才和专家参与实践教学,从而培养出高质量能适应地方经济社会发展需求的机械工程专业应用型创新人才。
在当今社会中,人们不仅需要功能齐全的产品来应对工作、生活中遇到的问题,还需要产品具有较强的可靠性,能够实现其所具有的功能。因此,在产品设计方面,以确保并提高产品可靠性为目的的优化设计得到了迅速的发展和应用。对于机械工程来说,也不例外。
1 关于可靠性设计的一些问题
要想弄清楚什么是可靠性优化设计,我们就必须要先了解什么是产品的可靠性。一般来说,产品的可靠性就是指在规定的条件与时间之内完成规定的任务或者实现固定的功能。这里的产品既包含作为单位研究的研究对象,又指各个参与实验的系统、元件或者设备等,在特殊情况之下,我们还可以将人的作用也包含进去。
在进行可靠性优化设计的过程中,我们必须要以已知的技术和理论为基础,根据日后的实际需要和可能会发生的情况优先考虑产品的可靠性要求,通俗一点的讲,就是要在满足产品费用、性能以及时间等条件之下,确保产品能够满足可靠性的要求。对于产品的可靠性优化设计来说,其是一个多技术、多学科融合的新型技术,既包含价值工程、系统工程的知识,又具有工程心理学、计算机技术以及质量控制技术的相关内容。虽然其名称是产品可靠性优化设计,但是其并非只是存在于产品的设计阶段,在产品的制造阶段、使用阶段以及管理和维护等阶段都会涉及到产品的可靠性优化设计。也正是因为这样的情况,其在机械工程中有着十分广泛的应用。
在多种历史原因的综合影响之下,我国机械制造业的整体水平要地域西方发达国家,而机械工程的可靠性优化设计也更为落后。虽然上世纪80年代末期由于国家和企业的重视,可靠性优化设计得到了一定发展,个别企业还组建了专职于可靠性优化设计的研究机构,培养了一批具有较高专业素质和扎实专业知识的人才并制定了一系列关于可靠性优化设计的工作标准,但是随着时间的推移以及社会和科学技术的发展,这些机构和标准都渐渐的变得陈旧了。因此,对于我国的可靠性优化设计来说,其具有一定的基础和实力,但是仍旧与发达国家存在着较大的差距。
2 机械工程中的可靠性优化设计
(一)存在于设计环节之中的可靠性优化设计
机械工程的设计工作与一般的产品设计的工作有着本质上的区别,其可以被分成两个方面:一方面是整体装配设计;一方面是组装零件设计。在进行机械工程整体装备可靠性优化设计时,我们可以将其看成是一个整体,而其设计工作则可以被分成两大方面:首先,工作人员必须要对整个系统有一个全面细致的了解,要全面分析并掌握各个零部件可靠性的程度,并要以此为基础推断整体的可靠性程度。这一工作就是我们常说的整体设计可靠性预测工作,在进行这项工作时,必须要确保所获得预测结果满足设计的指标。其次,要将整体对可靠性的要求划分到各个零配件之上,只要确保每一个零件都能够满足可靠性的要求,既能够确保机械工程的整体能够满足可靠性要求。目前,常用的可靠性分配法有以下几种:再分配法、比例分配法、等分配法以及综合评分分配法。
在进行单个零件的可靠性优化设计时,必须要确保所挑选的零件符合国家的相关规定并且已经在实际生产中有了大量的应用,零件的重要性不同其所选择的设计方法也不相同,对于处于重要部位的零件来说,其必须要进行可靠性试验且要通过可靠性试验。除此之外,还必要反复的修改和验证产品的可靠性,直至所获得可靠性的检测结果符合可靠性优化设计的要求为止。
在完成整体设计和零件设计之后,需要进行人机系统的设计工作,在这方面所考察的重点是操作的适应性设计与舒适性设计。
(二)存在于机械工程制造过程中的可靠性优化设计
关键词:机械工程测试技术;教学改革;认知规律
《机械工程测试技术》是机械类专业的技术基础课，课程集成了工程数学、大学物理，金属与半导体材料、电工电子、信号分析、计算机技术等多门学科理论与技术，具有涉及学科面广、知识容量大、理论分析较多、实践操作性强、学时较少等特点［1］。对于机械专业学生，由于普遍而言本专业学生在电路、电子学以及信号分析与处理等电气信息知识方面相对较弱，所以首次接触本门课程时，在遇到信号的时域频域变换和调制解调、系统动态特性分析等抽象概念时，学生普遍反映该课程理解难度大，思维方式较难适应。若不能快速适应课程的学习，部分学生将出现厌学甚至放弃本门课程的倾向［2］。然而，随着目前机械装备信息化程度的提升，测试技术在机械制造领域的应用愈加广泛，有人断言，衡量一台机械设备机电一体化程度的高低关键就是看这台机械设备上安装的测试装置的数量。因此，《机械工程测试技术》在机械类专业课程中的地位不是在降低，而是越来越重要。作为本门课程的授课教师，在教学实践中，一直在尝试改革创新教学内容与方法，希望能用更通俗易懂的语言、更贴近生产实际的案例来让学生彻底掌握测试技术，使他们能适应机械行业对一名机械工程师在测试技术方面的要求。本文首先分析以往“机械工程测试技术”教学过程中发现存在的问题，然后对近几年的教学改革进行总结。
一、传统教学模式存在的问题
(一)先修课程温习环节薄弱
《机械工程测试技术》是为机械类专业本科生开设的一门偏信息化的专业技术基础课，在学习这门课之前默认学生已牢固掌握电工电子以及信号方面的知识。但从教学实践来看，情况往往不容乐观，部分学生在这些先修课程的掌握方面并不到位或有所遗忘，这就加大了《机械工程测试技术》授课教师的课程开展难度。如果学生不能积极调用先修课程的知识并与测试技术相结合，则随着课程的开展，学生将会逐渐跟不上课程的进度，丧失学习兴趣［3］。
(二)教学内容安排不符合机械专业学生的认知规律
目前大部分机械工程测试技术的教材内容编排是按照以下路线进行:首先介绍测试技术的概要，并举出几例测试技术的工程实际应用，激发学生的学习兴趣。然后，介绍信号及其时域频域描述，接下来就是测试装置的基本特性。随后介绍常用的传感器，再则是讲解信号调理与信号处理。对于基础较好的学生，这种编排并无不妥，但对于应用型本科学生而言，这种编排虚实相间，软硬交融，学生并不习惯这种遍排，容易找不到学习重点［4］。为了调动学生对学习测试技术的热情，使学生既能掌握测试技术中有关传感器器件的使用方法，理解传感器信号变换的物理原理，又能掌握信号处理方面的知识，并能将测试技术理论应用于机械工程实际案例，培养学生的创新能力，需要针对应用型本科学生的学习特点，对课程进行教学改革。
二、针对问题采取的教学改革措施
(一)针对特定教学内容安排相应温习课程
根据教学实践，学生在学习测试技术的过程中，难以做到灵活运用的先修课程内容主要是三部分:1)用于信号分析的微积分知识;2)用于传感器器件的电路分析与模拟电路知识;3)用于应变、扭矩测量中的材料力学知识。为了能让学生能顺利学习后续相应章节内容，在章节开始前安排适当的时长复习这些先修内容，使学生有的放矢，在一种准备充分的心理状态下学习新知识［5］。
(二)按照符合学生认知规律的章节顺序进行教学
基于学生的认知规律，按照“先硬后软”，“先实后虚”的顺序安排教学。在《机械工程测试技术》的第一章，通过讲解几个测试方面的工程案例，帮助学生建立起学习测试技术的兴趣后，不按照教材编排授课，跳过信号及其时域频域分析一章，讲解测试装置基本特性一章节，重点帮助学生建立传感器标定这一概念，随即进行第三章，即“常用传感器与敏感元件”的教学。作为应用型本科，学生学习测试技术的重点在于理解常用传感器的“非电———电”的物理变换原理，以及掌握传感器的使用方法，至此，学生已经对测试技术的物理实现有了比较清晰的认识，再通过电桥、滤波器和放大器的学习，学生就完整掌握了一整套测试装置的工作流程。在学习完以上章节后，再讲授信号及其描述、调制解调以及信号处理，学生就能参照前面学习的测试装置工作的物理过程，对照学习，不会感到无所适从。
三、结语
通过《机械工程测试技术》的教学与改革实践，我们发现要适应应用型本科的专业教学，其核心还是在于要努力将教学内容贴近学生的认知规律，以实际应用为导向开展教学，并且将教学内容生动化、立体化、直观化，这也为我们的教学提出了另一种思考方向。对于一门理论与实践并重的课程，我们如何抓住重点，如何使课程内容在不失完备性的前提下又能充分调动学生的学习热情，这需要我们反复思考、认真总结，相信随着课程教学与改革经验的丰富，在不久的将来一定能收获更为满意的教学效果。
参考文献:
［1］吴世雄，王成勇．“机械工程测试技术”教学改革的探索［J］．广东工业大学学报(社会科学版)，2007(7):108-109．
［2］梁健．“机械工程测试技术”课程教学难点突破［J］．广东工业大学学报(社会科学版)，2009(9):146-148．
［3］张志刚，石晓辉，富丽娟．“机械工程测试技术”课程理论教学的改革与创新［J］．创新教育，2011(23):147-148．
［4］龙慧，胡松喜．“机械工程测试技术基础”本科课程教学方法探讨［J］．装备制造技术，2016(5):255-257．
机械工程师是一份比较有挑战的工作，很多人不了解这个行业的简历怎么写，其实简历这是你进入企业的敲门砖，只要你专业知识过硬，很容易就被录取的。共同阅读机械工程师的求职简历吧!下面小编为大家整理2021机械工程师个人简历模板5篇，欢迎阅读，希望对大家有帮助!
机械工程师个人简历模板(一)个人基本简历
姓名：
国籍： 中国
目前所在地：
民族： 汉族
户口所在地：
身材：
婚姻状况： 未婚
年龄：
求职意向及工作经历
人才类型： 普通求职
应聘职位： 机械设计/制图/制造：设计、计算机辅助设计工程师：绘图、工业设计/产品设计师：工程跟单.销售
工作年限： 5
职称： 中级
求职类型： 全职
可到职- 随时
月薪要求：
希望工作地区：
个人工作经历：
公司名称： __工程有限公司 起止年月：__-04 ～ __-07
公司性质： 外商独资 所属行业：五金矿产，金属制品
担任职务： 机械工程师助理
工作描述： 主要负责用CAD出平面图纸设计、放样、调校、质检等，以及负责该公司的计算机管理工作.偶用到PRO/E.photoshop.
离职原因：
公司名称： __市__区__金属厂 起止年月：__-04 ～ __-03
公司性质： 中外合资 所属行业：电器，电子，通信设备
担任职务： 技术员
工作描述： 主要负责该厂的模具图纸设计，以及样品的调试及生产改善.
离职原因：
教育背景
毕业院校： __职业技术学院
最高学历： 大专 毕业- __-07-01
所学专业一： 计算机辅助设计与制造 所学专业二： 网络维护
受教育培训经历：
起始年月 终止年月 学校(机构) 专 业 获得证书 证书编号
__-09 __-07 __职业技术学院 计算机辅助设计与制造 中级证书
语言能力
外语： 英语 一般
国语水平： 良好 粤语水平： 良好
工作能力及其他专长
掌握机械制造方面的基本知识，熟悉机械设计。能对数控铣床、车床的基本操作，能进行手工操作和电脑自动编程。
熟练软件有：AUTOCAD、OFFICE办公自动化、CORELDRAW等。
熟悉计算机故障维护。
详细个人自传
本人诚实守信、热情开朗、吃苦耐劳!有较强的时间观念、交际和组织能力，有较好的团体意识!
机械工程师个人简历模板(二)姓 名：
性 别： 女
出生日期：
户 口：
目前城市：
工作年限：
目前年薪：
移动电话：
电子邮箱：
居住地址：
自我评价：
5年以上的机械设计工作经验，通过cet-6.熟练运用autocad， pro-e，solidworks和office，熟悉加工工艺，能够从事设计开发和项目管理工作。
求职意向：
目标行业： 机械/设备/重工，仪器仪表/工业自动化，汽车及零配件，石油/化工/矿产/地质
目标职位： 机械工程师
期望地区：
期望薪资：
工作经历：
__/07—现在 ___公司
所属行业：机械/设备/重工
设计部 机械工程师
主要职责：
1.由个人独立负责项目，掌握项目进度，协助业务人员了解客户需求，设计检具、夹具，改造设备及现场测绘零部件，包括装配图，零件图，bom清单，协助采购人员。
2.由个人独立负责项目，掌握项目进度。
__/06—__07/06：__超声波设备有限公司
所属行业：机械/设备/重工
设计部 机械工程师
主要职责：
1.负责项目，包括设备的装配图及零部件生产图纸，外协外购清单，管路图等，协助采购人员，支持业务人员，同时跟踪解决加工制造及装配调试过程中发生的问题，直至通过客户的验收，并编写说明书，有时还翻译
出口设备的说明书(中译英)。
2.设计过全自动多臂机械手超声波清洗设备，全自动通过式隧道烘干设备，全自动高压喷淋、超声清洗、风切干燥(网带传动)等非标设备.
教育与培训 ：
__/09—__/06： __科技大学 机械设计制造及其自动化 本科
证书：
__/06 学士学位证书
__/09 大学 英语 六级 合格
语言能力： 英语 ：良好
机械工程师个人简历模板(三)基本信息
姓 名：
性 别：男
出生日期：
婚姻状况：保密
国 籍：中国
民 族：汉族
身 高：
政治面貌：团员
教育程度：本科
毕业时间：__年6月
户 籍：
现居住地：
联系电话：
职业概况
现从事行业：汽车/机械现从事职业：机械机电相关职位
工作年限：应届毕业生
求职意向
期望工作性质：全职
期望工作地区：
期望从事行业：能源、化工、汽车/机械、电气电子
期望从事职业：机械机电相关职位、结构设计师、自动控制、船舶机械
期望薪水：
其他要求：最好能包食宿，转正后单位能购买五险一金，发展空间大，前途与钱途并存!
自我评价/职业目标
自我评价：活泼开朗、乐观向上、兴趣广泛、适应力强、上手快、勤奋好学、脚踏实地、认真负责、坚毅不拔、吃苦耐劳、勇于迎接新挑战
职业目标：能有上升空间
教育背景
学校名称：__理工学院 ( __年9月 - __年6月 )
专业名称：机械设计制造及其自动化 学历：本科
专业描述：所学课程画法几何及机械制图、机械工程材料、机械制造基础、互换性与测量技术基础、机械原理、电工学与电子技术、机械设计、控制工程基础、液压与气压传动技术、现代测量设计、微处理及应用、机电传动及控制、现代设计方法、数控技术、cad/cam应用、半导体交流技术、工厂供电技术、模具工程技术基础、机械制造装备及其设计、自动化制造系统、冷冲压工艺及模具设计、现代机械创新设计等。
语言能力
语种名称 掌握程度
中文普通话 熟练
英语 一般
职业技能
职业技能：机械设计，机械维修维护，组装与调试
所获证书
技能名称获得时间成绩
全国计算机等级三级A __年6月
机械工程师个人简历模板(四)基本资料
目前所在：
年
龄：
户口所在：
国
籍： 中国
婚姻状况： 未婚
民
族： 汉族
身
高：
体
重：
求职意向
人才类型： 普通求职
应聘职位： 技术研发工程师，机械工程师
工作年限： 4
职
称： 初级
求职类型： 全职
可到职日期： 一个月
月薪要求：
希望工作地区：
工作经历
__公司
起止年月：__-03 ～ __-02
公司性质： 民营企业
所属行业：机械/机电/设备/重工
担任职位： 机械工程师
工作描述： 设计软件：开目CAD、SolidWorks
主要工作：负责钢结构生产线上的非标产品设计
其中包含：数控火焰/等离子切割机、H型钢组立机、H型钢焊接机(含：龙门式、悬臂式)、移钢机、60°翻转机、90°翻转机、电渣焊接机、机械矫正机、液压矫正机、大型焊接操作架、铣边机(有效长度6到20米不等，角度可调，移动或固定式)、桥梁U型肋板组装机等;还相应参与接触过抛丸机、滚轮架、变位机等特制产品的设计改进工作，使用SW软件的Simulation有限元分析功能，校核设备使用安全系数等
离职原因： 在职
__公司
起止年月：__-11 ～ __-01
公司性质： 私营企业
所属行业：机械/机电/设备/重工
担任职位： 助理工程师
工作描述： 设计软件：AutoCAD、UG
主要工作： 负责保温杯生产线单台非标设备设计开发工作。
据客户需求，提出设计方案(设备运行动作选择、传动方式选择、成本估算)、与客户沟通三维效果出图、出工程图及零部件加工工艺编写装配工艺编写、现场指导调试设备验收出货质量跟踪及进一步改进。
离职原因： 寻求更好的发展前景
教育背景
毕业院校： __职业技术学院
最高学历： 大专
获得学位: 毕业日期： __-07
专 业 一： 计算机辅助设计与制造 专 业 二：
语言能力
外语： 英语 良好 粤语水平： 一般
其它外语能力：
国语水平： 优秀
工作能力及其他专长
从事非标机械设备开发设计4年。
1、熟练使用CAD、开目CAD、UG、SolidWorks等绘图软件，熟练使用Word、E_cel办公软件;
2、熟悉机加工工艺，机械传动，液压传动，外购件选型，力学分析等，能借助SolidWorks对设备进行有限元应力分析、优化，能独立进行非标机械设计开发工作。
自我评价
我是来自于___的一个普通农民的儿子，工作踏实，善于沟通，勇于创新，积极冷静接受新的挑战。现从事焊接设备行业，钢结构生产线。
机械工程师个人简历模板(五)个人资料
姓 名：
性 别： 男
出生日期：
籍 贯：
目前城市：
工作年限： 五年以上
目前年薪：
联系电话：
E-mail：
应聘方向
求职行业： 机械/设备/重工，环保
应聘职位： 机械工程师，技术研发工程师
求职地点：
薪资要求： 面议
工作经历
__/01—现在 ___公司
所属行业：机械/设备/重工
开发办机械工程师
主要职责：
负责公司新产品:绞吸式挖泥船的疏浚机械技术管理。工作内容有船上机械设备的供应商技术协议谈判，船上疏浚设备的图纸设计，现场生产的技术支持，往来图纸、资料的管理发放等。协调项目内各方、各专业人员共同工作(设计院、船东、公司内采购、生产等部门)。
__/09—__/01： __有限公司
所属行业：机械/设备/重工
技术中心(国家认定)机械工程师
主要职责：
独立完成港口机械结构、机构设计。设计内容包括结构强度、刚度、稳定性分析计算及制图;各种传动机构设计、选型。其间设计完成门座起重机臂架、门架、平衡系统;集装箱桥吊门框、前后大梁;装、卸船机伸缩臂架、尾车等结构，以及起升、行走、旋转等机构设计。能熟练设计各类结构，处理结构生产工艺问题;熟练设计机械传动系统。主要设计项目：
40t、60t 岸边集装箱起重机门框钢结构设计 25、40t 港口门座起重机门架、臂架系统结构设计
2500t/h装船机伸缩臂架系统钢结构设计 4200t/h堆取料机门架、旋转架钢结构设计
6000t/h装船机尾车架钢结构设计 40t、60t 轮胎吊(RTG)龙门架结构设计港口起重机行走机构等。
教育培训
__/09—__/07： __理工大学 机械设计制造及其自动化 本科
学习三维实体建模，钣金设计，组件装配，工程出图及高级组件设计
职业技能
外 语： 英语：良好
自我评价
1.前言
当今社会，科学技术飞速发展，人们不仅对多功能产品有强烈的需求，也需要多功能产品可以实现其应具备的功能。产品的可靠性优化设计是以产品功能的可靠性使用为目的而应运而生的产物，从产生开始到现在，已经得到了迅速的发展与广泛地使用[1]。在进行机械工程的产品设计时，将可靠性理论与技术应用于其中，并根据需要与可能，将产品的可靠性使用作为优先考虑的设计准则；在满足时间、费用及性能的基础上，让设计出的机械工程产品符合可靠性的要求。可靠性的设计问题在涉及传统的设计技术的同时，也与价值工程、系统工程、环境工程及质量控制工程等有着密切的关系。因此，可靠性设计是多学科与多技术相互交叉融合的一种新兴技术。
2.机械工程产品的可靠性优化设计现状分析
由于我国的特殊历史原因，机械工程制造业与西方发达国家机械制造业相比，显得相对落后，尤其是在可靠性设计的研究方面更是显得滞后。直到二十世纪八十年代，我国在机械工程的可靠性研究才取得了一些初步的成效，在某些个别的行业还成立了专门从事可靠性优化设计研究的组织与团体，并为社会培养了大批的可靠性优化设计研究的技术人才，制定出了整套可靠性优化设计的规范标准[2]。从总体上来看，过去的可靠性优化设计研究比较偏重于理论，但在生产实践中，对于理论的应用则是比较少，就这一点而言，与制造业相对较为发达的国家相比较，存在着许多不足之处。
3.可靠性优化设计在机械工程中的应用
机械工程产品的可靠性优化设计在产品的生产与使用周期的各环节都起着重要作用。这些环节主要有产品的设计、制造、使用及售后维修等。以下就机械工程产品的设计、制造及使用三个环节展开讨论可靠性优化设计问题。
3.1机械工程产品设计环节可靠性优化设计
机械工程产品的设计主要包括装配整体设计与零件组装设计。对机械产品进行可靠性优化设计时，可以将其当作一个整体，设计的方法主要有两种，第一种方法为：先大致了解机械的完整系统，并分析组成整体的零部件具有多大程度的可靠性，据此推断出整体具有多大程度的可靠性；这种方法即为预测整体设计可靠性的手段，预测的结果必须与设计指标相符合[3]。第二种方法为：将整体机械工程可靠性优化设计所要求的指标分配到其零部件的设计上，要求零部件必须满足各自的可靠性指标要求；常用的可靠性的分配方法有：再分配、等分配、比例分配及综合评分的分配方法。设计单个零件时，尽量采用符合国家规定且已经在生产中大量投入使用的常规零件，并用不同设计方法对重要程度不相同的零件进行优化设计，设计关键部件之前，要先行可靠性的试验。除此之外，要反复验证及修改机械工程产品设计的可靠性，直到其能够满足于可靠性优化设计所要求的标准为止。设计机械工程的人机系统也很重要，这方面的设计包括适应性及操作的舒适性设计。
3.2机械工程产品制造中的可靠性优化设计
要保证一个产品的质量，在制造环节的质量控制是最关键的部分，因此，机械产品在制造的过程中进行可靠性优化设计是非常重要的。加工的设备可靠性要得到保证，在选择加工工艺与工艺流程时，要注意其技术水平，保证制造水平尽量达到最优化。产品制造工艺流程是一个完整的系统，其中的各个方案与工序是工艺流程系统中的子系统，对每个子系统进行可靠性优化设计时，都要综合考虑各方面的因素，如工艺装备、加工设备、加工材料与工作人员素质等；只有这样才能为各个子系统设计出可靠性与合理的指标；最后，整合分析各个子系统的指标，并通过合理的方法将总系统的可靠性及优化指标整理出来。
3.3机械工程产品的使用与维修的可靠性优化设计
对机械产品进行维修，能有效延长其使用寿命；良好的售后服务水平是一个公司获得发展的必备条件。因此，生产机械设备的厂家要认真对待售后服务与维修的问题，运用先进的逻辑分析法，制定出科学的维修内容与维修方式，对机械产品的合理使用寿命作出规划。机械工程产品具有可维修性及可靠性，两者在很大程度上是相似的，可维修性是可靠性的具体指标之一[4]。对机械工程产品进行设计时就应当首先考虑到可靠性指标，以便能使设计出的机械产品在发生故障的情况下，易于检查与维修。进行机械产品维修的可靠性优化设计时，要充分考虑维修费用的问题，负责设计工作的人员在进行机械工程可靠性优化设计时，要以最少的费用获得最高程度可靠性作为设计的原则，以便能够尽量减少发现故障的时间。因此，以可靠性优化设计理论作为维修设计的基础，是非常合理的，也是非常重要的；制定经济合理的维修设计在现代化与科学化的进程中意义重大。使用符合标准的维修设备进行维修，提高维修工作人员的技能水平，使机械产品的维修工作能够朝现代化与科学化的方向发展。
4.结语
关键词：机械工程；自动化；创新
中图分类号： E271 文献标识码： A
引言
近几年，我国经济快速发展，工业建设也得到了前所未有的发展。工业经济是我国经济发展的支柱，在国民经济中所占的比重非常大，机械制造业的发展趋势更是工业经济发展的重要环节。机械自动化技术的发展和应用是提高整个机械制造业技术发展水平的关键。随着全球经济一体化进程的加快，机械制造业也将面对更加激烈的市场竞争，如何提高我国综合国力，提高经济发展水平，与机械工程及自动化创新有着密不可分的关系。
一、机械工程自动化技术的现状及制约因素
机械自动化技术主要是指依靠机械的方法实现自动控制的一种技术。目前我国机械自动化技术应用越来越广泛，且行业的发展前景也十分广阔，但究其管理应用模式来看，还存在一定的滞后性。机械自动化技术在国外的管理应用中，占据重要地位，使得技术不断创新，应用效果良好。在我国许多机械工程企业中对自动化技术的重视程度不够，使得技术应用效果不明显，管理过程也缺乏系统性和科学性。许多自动化技术仍处于刚性自动化阶段，使自动化仅实现局部形式，造成生产发展限制。与国外的柔性自动化管理以及智能自动化管理相比较，我国自动化管理缺乏不断的创新，使整体机械自动化技术更新过慢。
二、实现机械工程及自动化创新的意义
目前，全球经济一体化进程逐渐加快，我国市场经济机制也不断完善，面对新的工程需求，机械工程的理论也不断创新。机械工程及自动化的发展其根本就是创造，创造的基础就是科学知识和工程技术的应用。机械工程及自动化技术和其他专业之间还存在很大的区别，其中最主要的区别是机械工程需要无限的想象力和创造力，这也是机械工程实践的根本。随着社会经济的发展，我国已经迎来知识经济时代，机械工程的发展是人类及全社会发展进步的推动力，社会经济活动和知识的运用得以实现，创新人才早已经成为社会活动开展的实施者，所以，机械工程及自动化技术的创新以及相关人才的培养必须朝着创新和实践的方向努力，这对中国机械工程发展具有特殊的意义，同时也是一项值得人们深入思考的课题。
三、机械工程及自动化技术的创新
1、制定明确的战略方向
实现机械工程自动化是一个长期的工程，不能盲目进行操作。自动化主要是机械工程自动控制取代传统人工操作，这个过程要保证方向和目标的明确，要针对我国具体情况制定针对性的措施对策。在加强自动化过程中，要积极引进国外先进技术，学习创新理念，从理论上不断丰富机械技术。要在教育过程中加大对自动化知识的普及，使市场和机械行业发展以此为重要导向。国家相关部门要通过大力度的资金政策支持，促进科学技术研究，实现机械自动化产业链的形成。在明确发展方向的同时，要始终以实际情况为基本参照标准，以保证符合多元化市场发展规律。另外机械化自动技术的发展是以信息技术为一定基础的，因此要注重信息技术的应用和发展，以加快机械工程经营管理效率的提高，促进产业结构的完善。
2、机械工程及自动化的创新发展
（1）精密机械发展
随着社会经济的发展需要，近些高新技术产业在我国正如雨后春笋一般快速发展，精密机械设备作为高新技术产业发展的重要环节，是加快了高新技术产业创新及发展的主要推动力。精密设备的发展离不开高新工业的发展，高新工业的发展离不开机密设备技术的创新，它们是相辅相成的，高新工业主要指的是电子仪器、电子设备等工业。随着我国经济发展，高新产业对精密机械提出了更高的要求，为了适应时代的发展，应对国际机械工业的挑战，必须全面进行工业结构调整，加快推进高新技术产业，不断创新机械技术，尤其是精密仪器技术领域的创新。
（2）工具机械技术
高速切削技术在机械技术不断的创新发展过程中已经成为未来机械工程发展的主要方向。工具机械技术将作为未来机械工程发展的主要研究方向，因为工具机械技术领域综合了高速的主轴以及全新的科技技术，同时，线形马达技术的异军突起，正在从技术上推动切削工具技术的快速发展。
（3）半导体制程设备技术
随着经济的不断变化与发展，Ⅲ-Ⅴ族半导体技术的出现，主要原理是采用高速以及高频元件进行制造，半导体制程设备技术已经失去了发展优势。在当今信息时代，Ⅲ-Ⅴ族半导体更是得到了广泛的发展与运用，目前我国已经建成全球第一家湾砷化镓产业，它的发展大大推动了五成以上的晶圆制造市场的发展，一旦发展成硅晶圆的产业发展模式，将很可能主导未来产业技术。
3、发展更加实用的机械自动化技术
企业归根结底是为人类服务的，这就要求机械自动化技术的应用就必须符合实际情况，所以企业发展必须明确机械自动化技术的进步与发展的根本目的是在对人类的应用上。随着社会经济发展质量的不断提高，自动化技术的发展也不再盲目的追求快了，而是越来越趋向于理性，更加注重其发展的实用性。因此，我国机械自动化技术的发展要紧密结合技术发展和企业生产的实际应用需求，结合我国的国情，在机械自动化发展的过程当中，不仅追求跨入机械自动化发展的更高阶段，而且还要注重大力发展实用的机械自动化技术，进而实现更高的社会经济效益。
4、发展更加智能化的机械自动化技术
科技信息技术的高速发展，让我们的社会变得越来越智能。尽管目前我们社会还不是一个完全智能化的社会，但是通过科技的不断进步，终将会实现社会的智能化。而作为工业发展技术基石的机械自动化技术，也将会在社会智能潮流下变得越来越智能。近年来，人工智能技术也实现了更加巨大的发展与进步，它将对人脑功能研究的结果分析应用于机械中去，大大提高了机械生产与制造的效率和质量，这将是目前我国机械自动化技术发展与应用的目标。未来，随着机械制造工业的日益复杂和精细，结合计算机辅助技术的人工智能将会在机械自动化中得到更加广泛的应用，促进机械自动化技术向着智能化的方向发展。比如说有一些危险的目前还需要我们的人工操作，如果运用智能化的机械自动化技术去代替人工操作就会改变这一现状，减少了人生危险。所以机械自动化技术实现智能化是我们的未来发展目标。
5、实现高质量技术人才培养
真正实现机械工程自动化，离不开专业技术人才的培养。在人才培养中要加大教育体系建设，从教育着手，加大对自动化专业人才的教育投入，积极鼓励学生理论与实践相结合，坚持“工学结合”理念，使专业人才在接受理论教育阶段接触机械自动化实践。比如可以通过教育机构与校外企业的联合合作，这样能保证机械工程自动化人才是理论知识与实践技能兼备的复合型人才。针对目前专业自动化人才空缺现状，要结合科学理念进行培养和管理，同时在吸纳人才和应用人才的过程中，要注重人才潜能挖掘。实现机械工程自动化技术创新，人才的培养是推动我国技术革新的原动力。
结束语
当今社会，科技进步日新月异，我国的经济发展与我国机械工程及自动化技术水平已经机密的结合在一起，机械工程及自动化技术的发展离不开科技创行，科技创新又离不开创新人才和创新思维。然而，当前我国机械工程及自动化技术无论是在技术理念上还是工艺技术上都同美日等发达国家存在一定的差距，而且知识产权保护力度的加大将使得技术引进门槛变得越来越高，这迫使我国机械工程及自动化技术领域必须加大自主创新和自主研发能力，降低对国外技术的依赖，为我国机械工程业的长久稳定发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1]刘树忠，李艳梅.工程机械自动化的发展技术浅析[J].民营科技，2010（4）.
关键字：机械工程；现状分析；发展形势；应对策略
我国机械工程发展的目标，是让中国机械工程行业走向世界化，能在这个领域占领一定的重要地位。在不断地技术创新、研发新的产品、建设齐全的设备，从现状找出问题，解决问题，发现问题。从而变成机械工程制造业的强国，正确而的认识现状，准确的预测未来所面临的严峻形势，积极做出解决方案。在不断地摸索与实践中，创新。如果我们能正确认识、预测和面临这些挑战，及时采取应对战略和策略，大力加强制造科技及其产品的原始创新和自主创新，中国就可成为制造强国，中国高端品牌产品将可与美日欧并驾齐驱，中国制造业将立于世界之林。
1机械工程学科的定义和范围
机械工程学科是研究机械系统和产品的性能、设计及制造的理论、方法和技术的科学，包括机械学和制造科学两大领域。
制造科学是研究制造过程及其系统的科学。它涵盖产品设计、成形制造( 铸造成形、塑性成形、连接成形、模具制造、表面工程等) 、加工制造( 超精密加工、高效加工、非传统加工、复杂曲面加工、测量及仪器、装备设计及制造、表面功能结构制造、微纳制造、仿生和生物制造) 和制造系统运作管理等科学[3]。
2我国机械工程研究进展综述
机械工程研究是先进制造技术的不竭源泉。推动我国制造业自主发展的主要驱动力是先进制造技术，航天和国防先进装备几乎完全立足于自主创新技术。在航空、车辆、家电、微电子、轻工业、石化、工程机械等制造业，自主创新的技术和自主品牌也越来越多。在国家自然科学基金等的资助下，机械工程研究近年来取得了一系列突出进展和原创性成果，为我国机械工程和经济建设提供了大批新理论、新技术和新方法，在国内外产生了重要影响，有的领域已在国际学术界占有一席之地。
2.1 机械动力学领域
非线性动力学、复杂机电系统的故障预示和智能维护是机械动力学的前沿研究领域。 陈予恕等在高维非线性系统的分叉研究中，提出了约束分叉理论、时变产生系统的安全域侵蚀理论、非线性转子系统的稳定性量化分析方法，提出了转子系统非线性故障诊断的系列方法和技术，解决了国内十几个发电机组的振动疑难问题。
2.2 机械传动学科领域
高速、高效、低能耗、低污染、高智能、微型化是近年来机械传动和控制研究的前沿。超声电机是基于压电效应和超声振动的一种新型微电机，它突破了传统电磁效应电机原理，具有力矩重量比大、结构简单、响应快、噪声低等优点。其研究涉及振动学、摩擦学、材料学、电子学、控制和超精密加工多个学科领域。
2.3先进电子制造领域
21世纪初，钟掘等从战略高度提出了“极端制造”的理念和优先领域。先进电子制造是本世纪初我国机械工程科学家面向国家重大战略需求，第一次规模性地将研究触角伸向一个并不熟悉的多学科交叉领域。以丁汉、雒建斌为首的项目组围绕硬盘驱动器和超大规模集成电路制造中的关键科学问题开展了系统的基础理论和应用技术研究，提出了纳米量级划痕深度和长度可控的单颗磨粒磨削方法；建立了硅片自旋转磨削的砂轮临界切深模型和实现延性域磨削的工艺规范；揭示了计算机磁盘和磁头超精密抛光的工艺规律，提出了专用抛光液的制备原理；揭示了高加速度运动系统的宽频多模态复合运动特征，提出了高加速度、高精度、高可靠性精密驱动平台的设计理论与控制方法；阐明了超声键合界面原子快速扩散机理，发现了键合界面的“粘滑”运动特性，提出了变参数加载工艺。
2.4数字制造领域
数字制造是制造学科与信息学科交叉的产物，是制造技术现代化最重要的体现。现在数字制造已成为信息化制造的代名词，已经广泛深入到机械系统和制造过程中。
2.5机械测量学科领域
大尺寸和微纳尺寸测量、极端环境条件下的测量、纳米计量、无线网络测量和智能数字化测量是近年来测量领域的主要发展方向。
仪器校准和量值传递是保证精度的最重要基础，叶声华等发明了空间大尺寸测量的现场校准方法和装置。利用多种靶标特殊几何结构和自身基准尺寸，以及在测量空间内不同位置的量值传递关系作为约束条件，建立了全新的现场校准方法和装置，能够在大范围空间进行高分辨率测微仪现场校准；提出了小分束角渥拉斯顿棱镜和直角棱镜作为反射镜的共光路自适应系统，测量结果稳定性好；在上述基础上，提出了基于机器人的柔性视觉现场误差测量技术，已经用机和汽车白车身的高精度制造误差测量。
2.6加工制造学科领域
加工制造学科近年来的发展趋势主要是高效、高精度、低成本、少无污染以及柔性数字智能自动化。郭东明、贾振元、康仁科等提出了硬脆材料复杂曲面天线罩精密制造技术与装备。针对天线罩电性能的特殊要求，建立了天线罩综合电性能误差与几何参数补偿量关系的理论模型。提出了一次安装、自动定心、真空夹紧、精密测量、数据处理、逐点可控、加工一体化的精密修磨技术、专用数控系统和数字化修磨装备，实现了任意点、环、带区域按要求去除量逐点可控数字化微米级精度修磨，解决了国防工程中的一项重大科技难题。
3 机械工程科学发展总趋势
在机械工程科学方面，虽然已经取得了瞩目的创新及进展，但必须清醒地认识到，我国机械工程科学总体上还处于落后状态。
主要体现在：中国机械工程的理论、方法和技术对中国制造业的自主创新和发展的贡献不显著；中国学者提出的机械领域的新概念、新理论不多；有重要国际影响的机械工程理论、方法和技术不多；国际机械领域学术界有较大影响的中国学者很少。总体上中国机械工程学术领域在国际上的地位滞后于中国制造业在国际制造界的地位。 未来机械工程学科的发展将主要受到两方面的制约和推动，一个是制造业的创新发展，另一个是学科的演变进步。
4机械学发展展望
机构学是机械工程学科中最有代表性的学科之一。机构学研究一方面应注重机构学基础理论研究，以使我国在国际机构学界保持优势地位，另一方面应注重与制造和控制的学科交叉，在设计理论和关键技术两个方面同时取得突破，以开发出性能优良新机构和新装备。航空航天器、机器人机构、纺织机械、工程机械、微纳机构、仿生机构等工程中存在大量机构问题，机构学大有用武之地。
关键词：机械设计；材料；性能；选材
1选材的意义
现代化的工业进程对机械设计行业提出了新的要求。机械设计中,材料的选择是非常重要的。合理选用机械工程材料对充分发挥工程材料本身的性能潜力，保证材料具有良好的加工工艺性能，获得理想的使用性能，提高产品零件的质量，节省工程材料，降低生产成本等方面起着重大影响。实际工作中，往往由于选材不当，使机械零件的使用性能达不到规定的技术要求．从而导致机械零件在使用过程中发生早期损坏如产生变形、断裂或磨损等等，给生产生活造成了损失。可见材料的选择是机械设计中的重点问题，材料选择合理与否直接影响到机械设计的质量和功能。因此，必须加强机械设计中材料选择的工作力度。下面就如何合理选用机械工程材料的问题谈谈我个人的看法，提出来与各位同仁商讨。
2选材的原则
我们知道，选材的一般原则是：由工作条件确定使用性能的要求，这是材料选用的基本出发点。其次是要考虑材料的加工工艺性。第三是要考虑材料的经济性。力争使各项花费的总和达到最低值。最终做到：“材料的使用性能足够、工艺性能良好、供应上能保证、经济性应合理”[1]。
2.1选材的一般使用原则
材料的使用原则在于用所选材料制造出的机械零件能否保证其使用性能。材料的使用性能是指机械零件在正常工作情况下材料应具备的性能。包括力学性能和物理、化学性能等。零件的使用性能是保证其工作安全可靠、经久耐用的必要条件。是选材时考虑的最主要的依据。不同零件所要求材料的使用性能是不一样的，有的要求强度高，有的要求硬度高，有的要求耐磨性高，有的无严格的性能要求，只需保证一定形式的外表即可。在大多数情况下应首先考虑零件的使用性能，对一般机械零件来说，则要考虑其力学性能[2]。对非金属材料制成的零件还应注意其工作环境，因为非金属材料对温度、光、水、油等的敏感程度比金属材料大的多。
2.2选材的工艺性原则
工艺性原则是指所选用的材料能否保证顺利地加工制造成零件。例如某些材料仅从零件的使用要求来看是完全合适的，但无法加工制造或加工制造很困难，成本很高，这些都属于工艺性不好。因此，材料工艺性能的好坏，在决定零件加工的难易程度、生产效率、生产成本等方面起着十分重要的作用，是选材时必须同时考虑的另一个重要因素。
2.3选材的经济性原则
经济性原则是指所选用的材料加工成零件后能否做到成本低廉，价格便宜。从选材的经济性原则考虑，应尽可能选用货源充足、价格低廉、加工方便、总成本低的材料。一般来讲在满足零件使用性能的前提下，尽量优先选用廉价的材料，能用碳素钢的，不用合金钢；能用低合金钢的不用高合金钢；能用钢的就不用有色金属。此外，考虑经济性要从长远观点出发，不能仅看眼前利益。一些暂时看起来成本费用高的材料，由于其使用寿命长、维护保养费用少，从长远观点来看，经济效益还是好的。如高速柴油机曲柄、连杆等零件，其质量好坏会直接影响整台机器的寿命，一旦该零件失效，将造成整台机器的损坏事故，因此为了提高这类零件的使用寿命，即使材料价格和制造成本较高，而综合来看，其经济性仍然是合理的[3]。还须注意，在选用高分子材料时，除考虑上述三项原则外，还应着重考虑在使用条件下，周围环境（如温度、水、氧、光、油等）对其性能的影响。
3选材的步骤
机械工程材料的选择是一项十分重要又复杂繁琐的工作。其基本步骤如下。
（1）分析零件对所选材料的性能要求及失效分析，包括分析零件的工作条件，零件的强度、刚度、稳定性计算等。
（2）对可供选择的材料进行筛选，现代工程材料分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料四大类。把所有的工程材料都当作选择对象，根据材料的性能要求进行筛选。
（3）对可供选择的材料进行评价。
（4）最佳材料的决定。
（5）零件所选材料的实际验证。
4选材的方法
4.1综合分析性能指标，全面考虑选材原则
机械工程实践中，大多数零件是在多种应力条件下工作的，而每个零件的受力情况又因零件的工作条件不同而不一样。因此，在选材时应根据零件最主要的性能要求，作为选材的主要依据。综合考虑零件的强度、刚度、磨损、温度和耐腐蚀性等这几项指标。比如，强度应当考虑受载状态和应力种类。对于一般齿轮，由于其表面受接触应力较大，所以应选择可以进行局部强化处理的材料。如调质钢、渗碳钢、氮化钢等，以保证齿轮所要求的表面性能。另外，我们从蜗杆传动工作中可以看出，由于点面间存在相当大的滑动，容易导致齿面磨损或胶合。为减小摩擦和磨损，以提高传动承载能力和效率，一方面要有良好的，另一方面对蜗轮副提出耐磨、减振和抗胶合的综合性能要求。采用钢质蜗杆时，要求采用青铜蜗轮轮圈。由于锡是稀有金属，而青铜储量又日渐稀少，价格昂贵。所以从这个角度上讲，采用青铜蜗轮轮圈是不经济的。但是，如果为了减小磨损，从齿形齿面改变接触线形状，使得齿面间更容易形成油膜，往往伴随着加工工艺的复杂化。因此，不能侧重某一方面，忽略另一方面。要尽可能地全面考虑材料的选用原则，在满足力学性能的前提下还应充分考虑材料的工艺性和经济性。
4.2结合实际典型零件，类比分析选材方法
机械制造中零件的种类较多，性能要求不一，而满足这些零件性能要求的材料也多。每种材料都有各自的特点，比较看来，金属材料具有优良的综合力学性能，因此常被广泛使用。下面通过对几种典型零件的浅析来进一步说明合理选材的方法。
（1）机床齿轮。作为机床齿轮，主要要求疲劳强度，尤其是弯曲疲劳强度，要求有较高的耐磨性，足够的冲击韧性，以及良好的切削加工性。如果采用中碳钢表面淬火到低温回火，可以满足要求；采用低碳钢经渗碳后淬火到低温回火，也能满足性能要求。当然若采用38CrMoAl经氮化处理，制作机床齿轮，往往也足以满足使用要求。比较以上三种选材和加工工艺方式，考虑其经济性。采用高频表面淬火工艺是最便宜的，其次采用渗碳工艺，而氮化工艺是最贵的。
（2）轴类零件。轴类零件在机械工程中应用也很广泛。对于轴的材料要满足刚度、强度、耐磨性及耐腐蚀性等方面的使用要求，轴的材料最常采用的是碳素钢和合金钢。而碳素钢比合金钢价格低，对应力集中敏感性较低，同时还可以通过热处理方法提高其耐磨性和抗疲劳强度，具有较高的综合力学性能。合金钢比碳素钢具有更高的力学性能和淬透性好，但价格较贵，对应力集中较敏感。通过比较，一般轴的材料选用45钢，不重要或受力较小的轴，采用Q235、Q255等普通碳素钢。对于传递大动力，并要求重量轻、尺寸小耐磨性高或一些特殊条件下使用的轴，可选用20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢。
（3）机体类零件。机体类零件是机器的基础件，机器上许多零部件都是装在机体上的，有的部件还在机体的导轨上运动。因此机体是整台机器的装配和调整基准，机器各部件的相互位置精度，以及一些部件的运动精度，都和机体本身的精度有直接的关系[4]。各种机体零件由于功用不同，结构形状往往差别较大，但结构上仍有一些共同特点，例如轮廓尺寸较大、重量较大、结构形状复杂及刚性较差。主要加工表面为一些固定连接各部件的平面，精度要求较高的孔和作为有些部件运动基准的导轨面等。综合考虑，机体最常用的材料为灰铸铁，其优点是容易制造形状复杂的机体，成本较低，抗振性及切削性能均好。例如，铣床的床身，刨床、镗床的立柱以及多种拖拉机、柴油机的汽缸体均采用这种材料制成。有时为了满足制造周期短的要求，也有用钢板焊接而成的机体。
（4）箱体类零件。常见的箱体类零件结构比较复杂，加工的表面多，要求高，机械加工的工作量大。箱体的结构和材料的选择，对提高产品质量、降低成本和提高劳动生产率都有重要意义[5]。由于铸铁容易成形、切削性能好、价格低廉、吸振性和耐磨性也较好。因此，箱体零件材料大都采用铸铁。在某些特定的条件下，也有采用其它材料的如飞机发动机箱体为了减轻重量，常用铝镁合金制造。
5结束语
综上所述，在机械工程材料的选用过程中，不仅要考虑材料的性能能够适应零件的工作要求，使零件经久耐用，而且要求选材有较好的加工工艺性和经济性。以提高零件的质量，降低成本，减少消耗，真正做到机械工程材料的合理选用。
参考文献
[1]文九巴.机械工程材料[M].北京:机械工程出版社.
[2]凌爱林.金属工艺学[M].北京:机械工业出版社.
[3]郑明新.工程材料[M].北京:清华大学出版社.
[4]陈蕴博.机械工程材料优选方法的研究现状[J].机械工程学报.
关键词：机械工程；设计；虚拟样机；技术分析
随着经济和科技的迅猛发展，企业在激烈的市场竞争中要想谋求长期稳定的发展，就要不断研发适应市场需求的新产品，并缩短研发周期、优化设计性能、提高产品质量、降低开发成本。虚拟样机技术相较于传统的物理样机技术而言，以其卓越的性能受到企业和研发者的青睐。以虚拟样机取代物理样机进行新产品开发中的前期设计和测试评估，可有效缩短开发周期和降低开发成本，同时能优化产品的设计效果，尤其在机械工程设计中发挥着举足轻重的作用。
1虚拟样机技术的概念及其特点
虚拟样机技术相对传统物理样机而言的显著特点是；虚拟，即通过计算机借助特定的软件程序帮助工程师建立三维模型，依靠先进的仿真模拟系统实施仿真模拟实验，对机械在实际运行中的情况加以分析和评估，帮助工程师及时找出设计不足和缺陷，并采取针对性的措施加以改进，提高机械设计的效率和质量[1]。简单地讲，该技术是在计算机基础上，运用CAD等设计制图模型，借助仿真模拟技术进行机械设计的一种新技术。该技术的特点是：在机械设计整个过程中借助高科技的设计和管理技术实施开发、分析和设计，极大地缩短了研发设计周期，提高了机械设计的质量和效率，同时也降低了设计成本，有助于提高企业的市场竞争力。
2机械工程设计中虚拟样机技术的应用
2.1模型建立
2.1.1三维模型的建立建立三维的实体模型是运用虚拟样机技术的基础和前提，后续的仿真实验都要在这个基础上进行[2]。建立数字化的三维模型过程极其繁杂，除了对诸如齿轮、扇叶等外形复杂的零部件进行详细的细部设计，还要对各种机械内部的每种部件间的相关驱动联系予以充分考虑，以此为基础再借助CAD等软件程序搭建完整的机械系统的虚拟样机。早期的CAD以二维为主，这种方式的设计过程复杂且不容易操控，在生产中不具有优势，科技发展使得当前的三维CAD得到了普遍推广，机械产品内部的每个部件的转动惯量、质心位置和搭接的细节都能得到详尽的设计和明确表述，设计深度和效率都得到了显著提高，软件应用更加便捷人性化。
2.1.2添加约束建成数字三维模型后，为了规范和限制物体之间的相对运动，在对各个部件进行连接时要添加适当的约束。添加约束时，要从实际情况出发注意所添加约束条件的合理性。当前，国内使用的三维CAD设计软件多配有相关的动力学插件，通过这些插件对约束关系和装配关系加以映射，可实现对虚拟装配和添加约束的过程相统一。另一种方式是，借助三维CAD软件进行预装配，继而在ADAMS运动分析软件中导入已经完成的数据模型，通过ADAMS实现对产品运动情况的如实分析[3]。
2.1.3对模型施加驱动通过设置合理的约束在模型的各零部件之间实现连接，在确定各种机械运用的情况后，对模型施加驱动力及驱动转矩，以使模型能够按照预先设计好的运动情况进行运动。
2.1.4虚拟样机仿真驱动施加完成后，模型已基本建成，已经具备仿真模拟的实验条件。进一步，对产品模型实施模拟仿真的实验操作，分析计算各项物理指标，如速度和加速度、作用力和反作用力以及位移等，为后续有限元的分析做准备。
2.2有限元分析
有限元的分析方法能对机械内部各构件的强度和运动特性指标等进行全面、精准的分析，其显著特点是通用性强[4]。另外，有限元的分析方法还能实现对诸如边界条件和结构形状等力学问题的专业解答，目前在机械设计中得到了比较广泛的应用。有限元的分析方法运算速度和可靠性都比较高，在虚拟样机技术中是不可或缺的设计工具。
2.3优化设计
为提高机械使用的工作效率，在对机械模型进行必要的校验后，还要对其设计进一步优化。目前，国内在对机械模型进行优化时主要方法包括：在满足各项机械设计的条件、变量的变化区间也适宜的基础上，通过自动选择系统来选择机械模型设计中涉及的变量；在求解目标函数的最大值时可以通过分析函数进行计算；通过计算机计算系统改变设计参数的变量范围并加以求解，并可进行多次仿真[5]。特别是在每一次的仿真模拟完成后，要对模型的参数变量进行多次更改，通过反复的模拟实验，求得待求物理量的最优解。
2.4控制、机械系统联合仿真
在机械开发的传统模式中，机械系统和控制系统不管是在设计还是测试上都是相互独立的，二者之间并没有有效的互动，从而导致机械设计的实际效果并不理想。虚拟样机技术可将机械系统和控制系统实现一体化控制，将二者进行有效融合和统一，切实解决了传统的机械开发中控制效能低下等问题。虚拟样机技术中机械和控制系统的联合仿真思路具体如下：借助仿真软件分析三维模型的力学及动力学特性，再利用矩阵实验室等控制软件加以控制计算。这种设计思路中，控制软件将控制命令作用于运动学的仿真软件，后者将作用结果的反馈信息发送到虚拟的位置传感器，从而实现对控制系统的有效控制。两者综合，机械系统和控制系统的联合就能顺利实现。
3例证分析
目前，虚拟样机技术应用的范围和领域非常广，例如船舶加工、武器制造和包装机械设计及农业机械设计等。下面以其在农业机械设计中的应用为例加以分析。一方面是仿真技术和多柔体的系统建模相结合。由于多柔体系统中的动力学重在研究刚体运动和弹性变形之间的耦合性，所包含的运动形式复杂多样，动力学方面的计算难度大，借助虚拟样机进行仿真研究是当下的一个重点。比如在联合收割机的改良实验中，比较成熟的是对收割机的内部各种零件等刚体的建模和仿真技术，而针对小麦、水稻和玉米等柔体作物进行完整模型的建立以及柔体模型与收割机内部各部件的综合仿真模拟则是研发的重点和难点。另一方面是协同仿真技术，即将各个学科的模拟仿真工具加以结合，进而构建复杂多样的模拟仿真系统，在充分发挥各模拟仿真系统的单独作用时，协调不同领域的开发人员进行高效配合，实现产品研发的多元化和复合化。现代化农业机械越来越注重减轻农民的操作难度，也越来越注重多种作用的综合和集中，农业机械设计中所涉及的学科及领域也越来越多、越来越广，比如，如何把农用拖拉机的控制系统和机械系统加以高效综合的系统模拟仿真一直是技术研发的重点。
4结束语
综上，虚拟样机技术在长期的研发和应用过程中以其设计周期短、效率高和产品性能稳定等优势在机械工程设计领域得到了普遍推广和普及，但仍需进一步完善和改进，从而更好地为机械工程设计及其他学科和领域提供更大的便捷和更优质的服务。
参考文献
[1]卢建湘.虚拟样机技术在机械设计过程中的应用[J].赤峰学院学报（自然科学版），2015，31（9）：45-47.
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[3]彭广林.机械设计中虚拟样机技术的有效运用[J].科技导向，2011，28（11）：119-120.
[4]李杰，闫楚良，等.农业机械设计中虚拟样机技术的应用与展望[J].中国农业机械协会，2013，13（3）：820-821.
