我国机械工程的研究现状和未来展望研究

我国机械工程的研究现状和未来展望研究

符昊旻

玄武区南京理工大学机械与工程学院兵器类引信专业

摘要：随着信息化时代的到来，机械工程的建设取得了飞速的发展，许多先进的理论提及出来被运用到实践中去，不仅让机械工程的学科得到了进一步的深化，也促进了经济的长足进步。本文通过分析我国机械工程的研究现状，阐述了未来机械工程的发展前景。

关键词：机械工程；现状；展望

目前，制造业仍然是促使中国进步的重要支柱产业，为了让中国从“制造大国”走向“制造强国”，已然在科技创新方面注入了更多心力，科技产品的竞争也让制造业自主品牌朝着国际化方向发展，走向世界的先列。本文从机械工程学科的角度出发，分析了当前机械工程所带来的前景，特别是对近年以来的新理论、新方法和新观点都进行重点阐述。

一、机械工程学科的定义

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、方法和技术的学科，包括机械学和制造科学两大领域。机械学是研究机械结构和系统性能及其设计理论与方法的科学，包括制造学、传动学、强度学、动力学、摩擦学、设计学、界面机械学、微纳机械学、仿生机械学等。制造科学是研究制造过程及其系统的科学，在加工制造、成形制造、产品设计、非传统加工复杂曲面加工等方面进行研究。

二、我国机械工程研究进展

机械工程的学科研究，促使了制造业走向新的发展领域，也让制造业拥有了更为先进的科学发展动力，在国家自然科学基金等的支持之下，机械工程取得了突破性的进展，更多的新理论和新技术被提出，不仅影响到了我国机械制造业的发展，在国际上也有了一席之地，成为了促使科学发展的一门新的学科领域。

（一）机器人领域的研究

最近几十年以来，我国致力于研究并联机器人机构学，并有了诸多学科前沿的研究成果，也成为了国际上的重要研究领域。高峰等人提出的螺旋理论，提出少自由度并联机结构综合的普适性方法和通用自由度计算公式，主螺旋解析识别模型，一阶和二阶运动影响系数模型，以及性能与构建尺度空间模型。根据这些理论成果，将其应用到了技术领域，对机器人的研发产生了重要效果。现如今，地震模拟器、微操作机器人、多维力传感器都对相关的领域产生了明显的效用，使得我国机器人制造业有了突破性的进展。同时，黄田等人提出了线性空间理论的少自由度并联机构雅可比矩阵普适性建模方法，实现了在射电望远镜、大型水电叶轮加工等方面的飞速发展。

（二）摩擦学领域

现如今，摩擦学的主要发展趋势是生物摩擦学、纳米摩擦学等领域。温诗铸提出的薄膜润滑理念在国际上享有了声誉，被称为对润滑研究的重要贡献，他构建了一个物理模型来搭建边界润滑和动力润滑。周仲荣提出了复合微动损伤机制，结合了高铁轮轨关系，分析了轮轨波膜的形成机制，真正的促使了微动摩擦学理论走向了完善。刘维民通过对我国航天领域进行研究，成功的将纳米固体润滑技术应用进去，实现了对摩擦学的又一升级。

（三）设计学领域

机械工程设计也有了新的进展，在虚拟仿真设计、装备和产品的自主创新设计方面，都有了理论和技术上的提升。黄庆学通过自主设计产品，打破了国外装备垄断市场，在新型滚切剪非对称曲柄机构设计上形成了自主知识产权。谢友柏建立了网上设计合作中心，通过提出知识获取过程的观点来实现创新产品的过程。总而言之，我国的机械工程设计领域已经开始突破国际产品的垄断，实现了诸多自主知识产权的提升，在许多设计方面已经有了尖端产品，为各个机械制造领域都提供了有效的方法。

三、我国机械工程的未来展望

虽然我国机械工程领域已经获得了长足的进步，但是我们仍然必须明确的意识到，同国际的机械工程学科相比，我国的学科建设还相对落后，还有诸多的进步空间。未来的机械工程发展一个是学科的进步，另一个的制造业的创新发展，这两方面的发展主要是要应对未来的知识化、绿色化、信息化、全球化和极端化，针对这几个方面，机械工程必须通过研究新理论和新方法来实现进一步的发展。

在航空航天和深海装备方面，飞机的舒适性、安全性将会进一步提升，飞机的性能更为快速和便捷，国防的飞行器也会向轻微、智能、精确、超快的方向发展。深海设备的制造技术也将拥有超真空、超低温的智能作业机器人来辅助实现；在先进电子及通信制造科技领域，未来的几十年一定会产生基因计算器，基于网络的虚拟制造技术也会有着非常强大的发展前景。先进电子产品在设计过程中都将智能化、网络化、虚拟化和数字化，智能数字网络将会集成越来越多的工业产品，实现不断地更新换代。例如，数字智能轿车可以完全实现无人驾驶，自动的选择路径和自动优化运行状态，对可能发生的故障实现预先报警；在微纳米制造科技上，今后的几十年里将会实现纳米产品的批量化制造；在新能源装备制造技术上，由于全球范围内的能源逐渐趋向于枯竭，再生能源将会成为未来的主流，所以机械工程领域将会设计出更多的能源生产装备，同时制造技术和车辆设计将会更多的向着新能源方向靠拢；在绿色制造科技上，可持续性的机械工程发展将会成为主流，绿色产品的设计和制造、无污染废弃物制造、节能节材制造等方面将为绿色制造科技添砖加瓦；仿生制造科技也会成为未来主流，仿动物机器人、仿飞禽类飞机、仿生机电系统等都将促进智能机器人制造技术的发展，从临床领域到人们日常生活，仿生技术将极大的为人们提供更多的生活便利，促进科技的发展和进步。

四、结束语

我国在机械工程领域已经历经了几十年的研究，在未来的发展历程中将会更多的大放异彩，实现新的突破和创新。虽然目前我国的机械工程还不能和国际化的理论和成果相媲美，只有采取正确的方针和战略，继续保持在原有理论和技术上的创新，实现突破性的发明和创造，争取在未来20年内成功的进入到国际先进领域当中去，在国际学术界和制造业中都能拥有一席之地，最终成功的转化为先进的生产力，让我国的经济发展实现质的飞跃。

参考文献

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