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　　機械工程專業(yè)的發(fā)展趨勢一那些？

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動力機械的發(fā)展
　　動力是發(fā)展生產(chǎn)的重要因素。17世紀后期，隨著各種機械的改進和發(fā)展，隨著煤和金屬礦石的需要量的逐年增加，人們感到依靠人力和畜力不能將生產(chǎn)提高到一個新的階段。在英國，紡織、磨粉等產(chǎn)業(yè)越來越多地將工場設(shè)在河邊，利用水輪來驅(qū)動機械。但當時已有一定規(guī)模的煤礦、錫礦、銅礦礦井中的地下水，仍只能用大量畜力來提升和排除。在這樣的生產(chǎn)需要下，18世紀初出現(xiàn)了T.紐科門的大氣式蒸汽 凝汽器
機，用以驅(qū)動礦井排水泵。但是這種蒸汽機的燃料消耗率很高，基本上只應(yīng)用于煤礦。1765年J.瓦特發(fā)明了有分開的凝汽器的蒸汽機，降低了燃料消耗率。1781年瓦特又創(chuàng)制出提供回轉(zhuǎn)動力的蒸汽機，擴大了蒸汽機的應(yīng)用范圍。蒸汽機的發(fā)明和發(fā)展，使礦業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)、鐵路和航運都得以機械化。蒸汽機幾乎是19世紀唯一的機械動力源。但蒸汽機及體積龐大、笨重，應(yīng)用很不方便。19世紀末，電力供應(yīng)系統(tǒng)和電動機開始發(fā)展和推廣。20世紀初，電動機已在工業(yè)生產(chǎn)中取代了蒸汽機，成為驅(qū)動各種工作機械的基本動力。生產(chǎn)的機械化已離不開電氣化，而電氣化則通過機械化才對生產(chǎn)發(fā)揮作用。 　　發(fā)電站初期應(yīng)用蒸汽機為原動機。20世紀初期，出現(xiàn)了高效率、高轉(zhuǎn)速、大功率的汽輪機，也出現(xiàn)了適應(yīng)各種水力資源的大、小功率的水輪機，促進了電力供應(yīng)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。 　　19世紀后期發(fā)明的內(nèi)燃機經(jīng)過逐年改進，成為輕而小、效率高、易于操縱、并可隨時啟動的原動機。它先被用以驅(qū)動沒有電力供應(yīng)的陸上工作機械，以后又用于汽車、移動機械（如拖拉機、挖掘機械等）和輪船，到20世紀中期開始用于鐵路機車。蒸汽機在汽輪機和內(nèi)燃機的排擠下，已不再是重要的動力機械。內(nèi)燃機和以后發(fā)明的燃氣輪機、噴氣發(fā)動機的發(fā)展，還是飛機、航天器等成功發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)因素之一。
機械加工技術(shù)的發(fā)展
　　工業(yè)革命以前，機械大都是木結(jié)構(gòu)的，由木工用手工制成。金屬(主要是銅、鐵)僅用以制造儀器、鎖、鐘表、泵和木結(jié)構(gòu)機械上的小型零件。金屬加工主要靠機匠的精工細作，以達到需要的精度。蒸汽機動力裝置的推廣，以及隨之出現(xiàn)的礦山、冶金、輪船、機車等大型機械的發(fā)展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來越多，越來越大，要求的精度也越來越高。應(yīng)用的金屬材料從銅、鐵發(fā)展到以鋼為主。機械加工包括鑄造、鍛壓、鈑金工、焊接、熱處理等技術(shù)及其裝備，以及切削加工技術(shù)和機床、刀具、量具等，得到迅速發(fā)展，保證了各產(chǎn)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)所需的機械裝備的供應(yīng)。 噴氣發(fā)動機
社會經(jīng)濟的發(fā)展，對機械產(chǎn)品的需求猛增。生產(chǎn)批量的增大和精密加工技術(shù)的進展，促進了大量生產(chǎn)方法（零件互換性生產(chǎn)、專業(yè)分工和協(xié)作、流水加工線和流水裝配線等）的形成。 　　簡單的互換性零件和專業(yè)分工協(xié)作生產(chǎn)，在古代就已出現(xiàn)。在機械工程中，互換性最早體現(xiàn)在H.莫茲利于1797年利用其創(chuàng)制的螺紋車床所生產(chǎn)的螺栓和螺帽。同時期，美國工程師E.惠特尼用互換性生產(chǎn)方法生產(chǎn)火槍，顯示了互換性的可行性和優(yōu)越性。這種生產(chǎn)方法在美國逐漸推廣，形成了所謂"美國生產(chǎn)方法"。20世紀初期，H.福特在汽車制造上又創(chuàng)造了流水裝配線。大量生產(chǎn)技術(shù)加上F.W.泰勒在19世紀末創(chuàng)立的科學管理方法，使汽車和其他大批量生產(chǎn)的機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率很快達到了過去無法想象的高度。 　　20世紀中、后期，機械加工的主要特點是：①不斷提高機床的加工速度和精度，減少對手工技藝的依賴；②發(fā)展少無切削加工工藝；③提高成形加工、切削加工和裝配的機械化和自動化程度。自動化從機械控制的自動化發(fā)展到電氣控制的自動化和計算機程序控制的完全自動化，直至無人車間和無人工廠；④利用數(shù)字控制機床、加工中心、成組技術(shù)等，發(fā)展柔性加工系統(tǒng)，使中小批量、多品種生產(chǎn)的生產(chǎn)效率提高到近于大量生產(chǎn)的水平；⑤研究和改進難加工的新型金屬和非金屬材料的成形和切削加工技術(shù)。
機械工程基礎(chǔ)理論的發(fā)展
　　18世紀以前，機械匠師全憑經(jīng)驗、直覺和手藝進行機械制作，與科學幾乎不發(fā)生聯(lián)系。到18～19世紀，在新興的資本主義經(jīng)濟的促進下，掌握科學知識的人士開始注意生產(chǎn)，而直接進行生產(chǎn)的匠師則開始學習科學文化知識。他們之間的交流和互相啟發(fā)取得很大的成果。在這個過程中，逐漸形成一整 內(nèi)燃機
套圍繞機械工程的基礎(chǔ)理論。 　　動力機械最先與當時的先進科學相結(jié)合。蒸汽機的發(fā)明人T.薩弗里、瓦特應(yīng)用了物理學家D.帕潘和J.布萊克的理論。在蒸汽機實踐的基礎(chǔ)上，物理學家S.卡諾、W.J.M.蘭金和開爾文建立起一門新的科學──熱力學。內(nèi)燃機的最重要的理論基礎(chǔ)是法國的A.E.B. de羅沙在1862年創(chuàng)立的，1876年N.A.奧托應(yīng)用羅沙的理論，徹底改進了他原來創(chuàng)造的粗陋笨重、噪聲大、熱效率低的內(nèi)燃機而奠定了內(nèi)燃機的地位。其他如汽輪機、燃氣輪機、水輪機等都在理論指導(dǎo)下得到發(fā)展，而理論也在實踐中得到改進和提高。
機構(gòu)學發(fā)展
　　早在公元前，中國已在指南車上應(yīng)用復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)，在被中香爐中應(yīng)用了能永保水平位置的十字轉(zhuǎn)架等機件。古希臘已有圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸桿傳動的記載。但是，關(guān)于齒輪傳動瞬時速比與齒形的關(guān)系和齒形曲線的選擇，直到17世紀之后方有理論闡述。手搖把和踏板機構(gòu)是曲柄連桿機構(gòu)的先驅(qū)，在各文明古國都有悠久歷史，但是曲柄連桿機構(gòu)的形式、運動和動力的確切分析和綜合，則是近代機構(gòu)學的成就。機構(gòu)學作為一個專門學科遲至19世紀初才第一次列入高等工程學院（巴黎的工藝學院）的課程。通過理論研究，人們方能精確地分析各種機構(gòu)，包括復(fù)雜的空間連桿機構(gòu)的運動，并進而能按需要綜合出新的機構(gòu)。 　　機械工程的工作對象是動態(tài)的機械。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)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。
設(shè)計與計算
　　從18世紀起，設(shè)計計算從兩個方面不斷提高了精確度：①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)展到以斷裂力學理論為依據(jù)，考慮裂紋材料的強度和壽命。②在機械結(jié)構(gòu)的力學分析方面，從應(yīng)用經(jīng)驗公式和簡化的力學分析來確定各種受力和力矩，發(fā)展到應(yīng)用復(fù)雜的力學分析和數(shù)學計算方法。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、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地進行機械設(shè)計，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，不過其中的科學成分在不斷增加，經(jīng)驗成分則不斷減少。