緒論：寫作既是個人情感的抒發(fā)，也是對學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇機械工程博士論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

篇（1）

寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。如今的累累碩果，源自劉宏民教授20多年始終不渝的報國之志和堅韌不拔的品格。

立志創(chuàng)新，敢于走前人未走過的路

1982年，剛從東北重型機械學(xué)院(燕山大學(xué)前身)冶金機械專業(yè)畢業(yè)的劉宏民又考入該校的研究生，繼續(xù)從事軋鋼設(shè)備及工藝方向的研究工作。在選擇自己的研究課題時，劉宏民面臨了一次人生的重大抉擇。劉宏民當(dāng)時從事的是鋼材產(chǎn)品中最主要的產(chǎn)品――板帶鋼的板形控制理論的研究工作。板形(平直度和板凸度)是板帶材的重要質(zhì)量指標(biāo)，板帶軋機是板帶材生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，板形控制是大中型板帶軋機的關(guān)鍵技術(shù)和高難度技術(shù)。那時我國板形控制技術(shù)整體水平與國際先進水平相比相對落后，制約板形控制技術(shù)提高的關(guān)鍵是關(guān)于板形理論和控制數(shù)學(xué)模型的研究滯后于技術(shù)的發(fā)展，缺乏先進的板形控制模型。當(dāng)時，在板形基礎(chǔ)理論研究方面主要依賴國際上占主導(dǎo)地位的“變分法”、“三維差分法”、“有限元[條)法”、“邊界元法”等理論方法。面對我國板形控制理論自主創(chuàng)新能力不強，特別是核心競爭力不強，存在著較大的對外依賴的現(xiàn)狀，劉宏民沒有選擇跟蹤國際時興的板形控制理論方法的研究工作，盡管那樣做有現(xiàn)成的理論模型和軟件，也容易發(fā)文章；他決心走前人未走過的自主創(chuàng)新之路，用自主創(chuàng)新的科研成果推動科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展進而推動社會進步，做出中國學(xué)者對人類的科學(xué)技術(shù)應(yīng)有的貢獻，即使可能浪費幾年的時間甚至冒更大的風(fēng)險，也在所不惜。

目標(biāo)確定之后，劉宏民便義無反顧地踏上了充滿風(fēng)險、挑戰(zhàn)和希望的自主創(chuàng)新之路。在向未知領(lǐng)域的艱難探索過程中，劉宏民克服了許多常人難以想象的困難，面對無數(shù)次的失敗，他百折不回；面對幾十元的助學(xué)金，他守住了清貧；妻子在外地讀書，孩子被送回父母家撫養(yǎng)，他能守得住孤獨；面對學(xué)術(shù)界浮躁、急功近利的不正之風(fēng)，他又守住了寂寞。經(jīng)過5年持之以恒的探索和努力，劉宏民終于在1987年攻讀博士學(xué)位期間首次提出了一種新的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的應(yīng)用于板帶軋制過程仿真的一種新的數(shù)值計算方法――“條元法”。“條元法”的優(yōu)點是：使問題降維，計算量大大減少，適合工程應(yīng)用，能夠分析其他方法目前尚未做到的大寬厚比(1000以上)的板帶軋制過程。“條元法”與傳統(tǒng)有限條法的區(qū)別是：傳統(tǒng)有限條法根據(jù)變分原理導(dǎo)出剛度方程，最后由剛度方程求解節(jié)線位移參數(shù)；而“條元法”是通過對整個變形區(qū)(所有條元)使用變分原理，由優(yōu)化方法直接搜索使總功率為最小的節(jié)線位移參數(shù)，而避免了變分求導(dǎo)運算，形成節(jié)線載荷和單剛及總剛的運算，概念簡明清晰，運算更為簡單。以“條元法”為新的板形控制理論的核心和特色，劉宏民教授及其所領(lǐng)導(dǎo)的課題組又進一步提出了完整、系統(tǒng)、實用的板形控制理論模型體系，在板帶軋機板形控制的理論模型研究、仿真軟件開發(fā)和工程技術(shù)提升方面做出了重大的、創(chuàng)造性的成就和貢獻。其科研課題《板帶軋機板形控制的理論體系、數(shù)學(xué)模型、仿真軟件及其應(yīng)用》經(jīng)過近20年的逐步完善和發(fā)展，已成功地應(yīng)用于國內(nèi)寶鋼、攀鋼、邯鋼、西南鋁加工廠、西南精密帶鋼廠等大型鋼鐵企業(yè)，取得了巨大的經(jīng)濟效益，僅在近5年內(nèi)就獲得2億元的經(jīng)濟效益。劉宏民教授的上述成就和貢獻，具有獨立的知識產(chǎn)權(quán)，他豐富和發(fā)展了板形控制理論，形成了自己的特色，為板帶軋機板形控制模型的研究開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)和數(shù)字仿真工具，為提升我國板帶軋機板形控制水平，實現(xiàn)核心技術(shù)國產(chǎn)化，做出了重要貢獻。該成果獲2004年度國家科技進步二等獎，并被評為2004年度全國機械工業(yè)科學(xué)技術(shù)九大進展之首。

2005年7月，劉宏民課題組又承攬了大型成套工程項目，與凌源鋼鐵股份有限公司簽訂了900mm平整機組設(shè)備總包供貨項目，合同總金額160785萬元，創(chuàng)燕山大學(xué)單項科研經(jīng)費之最。高校能承擔(dān)如此大的科研項目并不多見，它擴大了燕山大學(xué)的社會影響力。合同要求為用戶提供900mm平整機組機械、流體和電氣設(shè)備的設(shè)計、制造、供貨、調(diào)試、設(shè)備運輸、服務(wù)等，并對所設(shè)計和供貨的機組的可靠性、成套性和完整性負責(zé)。該機組年產(chǎn)11萬噸精密冷軋帶鋼，年產(chǎn)值約5億元。2007年2月，該項目已順利通過驗收。

劉宏民教授在科研領(lǐng)域為國家和社會做出的突出貢獻得到了黨和國家的充分肯定。劉宏民教授是國務(wù)院政府特殊津貼專家，教育部優(yōu)秀教師，國家百千萬人才工程1997年度第一、二層次人選，先后承擔(dān)過多項國家與河北省的科研項目，其中“模擬軋制過程條元法”，1996年、2月獲原機械工業(yè)部科技進步二等獎：“板形控制的機理模型與條元分析方法”，2003年、月獲教育部提名國家科學(xué)技術(shù)獎自然科學(xué)二等獎；“工程三維軋制理論及其應(yīng)用”，1997年3月獲原國家教委科技進步二等獎(甲類：自然科學(xué)獎)；“板形理論及其應(yīng)用”，1998年12月獲國家機械工業(yè)局科技進步一等獎；“板帶軋機板形控制的理論體系、數(shù)學(xué)模型、仿真軟件及其應(yīng)用”，2003年12月獲河北省科技進步一等獎，2004年12月獲國家科技進步二等獎。劉宏民教授出版專著兩部，在國內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇。他還兼任中國金屬學(xué)會冶金設(shè)備分會副主任委員、中國機械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎重型機械專業(yè)評審委員會委員、《機械工程學(xué)報》和《工程力學(xué)》雜志編委等職務(wù)。

恪盡職守，勇于改革

劉宏民教授于2003年9月被任命為燕山大學(xué)校長。上任以后，劉宏民校長以改革為動力，以發(fā)展為主題，以超人的膽識和魄力不斷推進體制改革與機制創(chuàng)新。

2004年初，為全面提升學(xué)校的教學(xué)、科研和管理水平，

劉宏民校長與燕山大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)班子其他成員團結(jié)合作，以求實創(chuàng)新的精神大膽進行師資隊伍與學(xué)科建設(shè)工程，科技創(chuàng)新工程，教學(xué)改革與教學(xué)質(zhì)量工程，大學(xué)生素質(zhì)教育和畢業(yè)生就業(yè)工程，研究生創(chuàng)新教育與優(yōu)秀博士學(xué)位論文工程，大學(xué)科技園發(fā)展建設(shè)工程，大學(xué)文化研究與建設(shè)工程，學(xué)校管理科學(xué)化、制度化和規(guī)范化工程，校園環(huán)境與校園文化建設(shè)工程，后勤社會化改革工程等十大工程建設(shè)。十大工程實施以來，整個學(xué)校的教學(xué)、科研和管理水平有了全面的提升，學(xué)校面貌煥然一新。

2005年，燕大學(xué)科建設(shè)又取得了顯著成績，學(xué)校新增博士學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科4個，博士學(xué)位授權(quán)二級學(xué)科、專業(yè)9個；新增碩士學(xué)位授權(quán)一級學(xué)科10個，碩士學(xué)位授權(quán)二級學(xué)科、專業(yè)20個；新增公共管理(MPA)專業(yè)學(xué)位授權(quán)點；新增2個省級重點學(xué)科。2004年和2007年，燕山大學(xué)有兩篇博士論文入選全國百篇優(yōu)秀博士論文。2005年，燕大有2篇博士論文獲得全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名。2005年，在全國首次研究生教育評估中，燕山大學(xué)入選中國高校研究生教育綜合競爭力100強，排名第90位，位居河北省首位，在全國理工類高校中排名第38位。2005年，燕大科研到款總經(jīng)費為1.55億，創(chuàng)學(xué)校歷史新高；學(xué)校獲國家“863”、“973”立項5項，合同額574萬元，再次刷新學(xué)校歷史記錄；獲得國家自然科學(xué)基金18項，總合同額達837萬元，立項數(shù)目、項目水平和立項經(jīng)費為河北省高校之首位；獲國家科技進步一等獎、項，國家科技進步二等獎1項，省部級獎9項(其中教育部、河北省科技進步獎各一項)；亞穩(wěn)材料制備技術(shù)與科學(xué)重點實驗室被科技部批準(zhǔn)列入國家重點實驗室建設(shè)計劃；重型機械流體動力傳輸與控制實驗室、并聯(lián)機器人與機電系統(tǒng)實驗室通過了河北省科技廳組織的專家驗收，正式列入省級重點實驗室管理序列。2006年，實現(xiàn)了國防科工委與河北省共建燕山大學(xué)，教育部軋制設(shè)備及成套技術(shù)工程研究中心落戶燕大，當(dāng)年燕大又入選2006年度“長江學(xué)者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃”創(chuàng)新團隊名單。2007年，燕大又捷報頻傳：新增“控制科學(xué)與工程”、“儀器科學(xué)與技術(shù)”兩個博士后流動站，提前3年實現(xiàn)了燕大“十一五”發(fā)展規(guī)劃確定的目標(biāo)；河北省首個一級學(xué)科國家重點學(xué)科(機械工程學(xué)科)落戶燕大，同時新增4個二級國家重點學(xué)科，提前完成了燕大“十一五”規(guī)劃確定的目標(biāo)；“極端條件下的機械結(jié)構(gòu)與材料學(xué)”實驗室被評為國防重點學(xué)科實驗室；全年科技經(jīng)費到款在連續(xù)四年突破億元大關(guān)的基礎(chǔ)上再創(chuàng)新高，超過2億元。2008年，燕山大學(xué)有4個學(xué)科專業(yè)被評為國防重點學(xué)科專業(yè)。

廉潔自律，慎重用權(quán)

擔(dān)任校級領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)以后，劉宏民教授對自己的要求更加嚴(yán)格，始終認(rèn)真學(xué)習(xí)和貫徹執(zhí)行黨和國家有關(guān)黨風(fēng)廉政建設(shè)的有關(guān)規(guī)定。他經(jīng)常告誡自己：手中的權(quán)力是黨和人民賦予的，“官”是自己為師生服務(wù)的崗位，“權(quán)”是為師生服務(wù)的工具，應(yīng)當(dāng)也必須運用黨和人民賦予的權(quán)力盡心竭力地為全校師生員工服好務(wù)。有了這種清醒的認(rèn)識，劉宏民校長時時、處處、事事廉潔自律，慎重用權(quán)，而且主動自覺地接受群眾監(jiān)督，自覺抵制權(quán)力腐敗。從2000年任副校長主管招生工作以來，他嚴(yán)格執(zhí)行國家的招生政策和有關(guān)規(guī)定，自覺遵守招生紀(jì)律，學(xué)校招了八屆近6.2萬多名學(xué)生，沒有發(fā)生過一次違紀(jì)事件。

篇（2）

生物機械工程，融合了生物學(xué)、機械學(xué)和電子學(xué)等多項學(xué)科，目的是發(fā)明能植入或接入身體的機器，讓機器幫助殘缺的身體執(zhí)行正常的生理功能，讓殘障人士實現(xiàn)身體的“自愈”，重新融入正常的社會生活。休·赫爾便是該領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物之一。

“下面，我們歡迎來自MIT的休·赫爾教授（Hugh Herr）。”

在掌聲中，休·赫爾大步流星走上臺去。他身材修長，禮貌地與主持人握手，然后走向演講臺的中央。如果不是已經(jīng)知道他受過截肢手術(shù)，鮮有人會關(guān)心他深灰色的褲子里到底有什么異樣。在一些演講中，他會挽起自己的褲子，讓觀眾看到他的機械腿：“多么漂亮和性感。”他稱呼自己是“由鈦、硅和碳以及各種零部件組成的生物”。

休·赫爾教授是MIT媒體實驗室（MediaLab）生物機械工程研究所主任，研究人與機器如何融合；也是“智行（iWalk）”公司的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席科技官。他還有個身份，一名狂熱的登山愛好者——即使在他失去雙腿之后，仍是。

改變命運的登山事故

休·赫爾早早地便展現(xiàn)出了自己非凡的登山天賦。

在17歲事故發(fā)生之前，他已經(jīng)因為登山而聞名全美。媒體報道他的運動成績，稱贊他為當(dāng)時最優(yōu)秀的登山運動員之一。1982年，發(fā)生在新罕布什爾州華盛頓山的一場暴風(fēng)雪，將休·赫爾的人生軌跡徹底改變。在那場暴風(fēng)雪中，他與一同登山的朋友迷失了方向，墜入峽谷，兩人在山中度過了3個溫度接近-30℃的寒夜。一直到第四天，他們才被發(fā)現(xiàn)并救出。“我根本顧不上管自己的身體狀況。”這是因為休·赫爾得知，在營救他們的過程中，一名志愿者因為雪崩不幸罹難，“救援人員因為我而犧牲，這樣的噩耗快要將我擊垮。”

一個醫(yī)療小組為保住這位登山天才的雙腿，對休·赫爾進行了數(shù)月的治療。但是，因為嚴(yán)重凍傷，休·赫爾雙腿膝蓋以下仍然全部被截去。“在手術(shù)之前，我已經(jīng)做好失去雙腿的心理準(zhǔn)備。但當(dāng)我從術(shù)后麻醉醒來，望向我的腿，我仍然很驚訝——我的腿只剩下這么一點點。”

醫(yī)生同時對休·赫爾的登山生涯宣判了死刑。此前休·赫爾一直覺得，登山就是他生命的意義。“我對自己說，現(xiàn)在，我面臨著兩個選擇。”一個，是任自己墮入絕望的深淵，自怨自艾，感嘆命運的不公；另一個，是盡最大的努力，讓生命駛?cè)氤錆M正能量的軌道。“我決定，一定要在有生之年做出有價值的事情，這才是對為我獻出生命的人最好的紀(jì)念。”

休·赫爾說，在這種潛在的強大情感支撐下，他得以離開病床，并重新挑戰(zhàn)山巔。

從頭再來設(shè)計假肢

僅僅數(shù)月之后，休·赫爾就干了一件醫(yī)生們斷言不可能的事情：重新攀登。他憑借自己設(shè)計的假肢，爬出了比事故前更好的登山成績。

雙腿健全時的休·赫爾是一個“冷漠”的學(xué)生，他并不是什么機械狂熱分子。他專注于機械修理，僅僅是因為那給他騰出了更多登山的時間。 然而事故之后，機械方面的知識突然變得“有用”了。“我第一次‘穿’上假肢的時候，身體疼痛，而且很不靈活。”那時休·赫爾已經(jīng)學(xué)了一些制作方法，便開始對假肢進行改良。帶他重回登山運動的那套假肢，有堅硬“腳趾”，可以站在硬幣大小的巖石表面上。

被截去雙腿，讓休·赫爾對數(shù)學(xué)和科技的掌控能力顯現(xiàn)了出來。他著了迷奮發(fā)鉆研，先是在麻省理工學(xué)院獲得了機械工程碩士學(xué)位，后在哈佛大學(xué)取得生物物理學(xué)博士學(xué)位，并在做生物醫(yī)學(xué)器械博士后的時候，開始研究仿生腿的假肢機器人系統(tǒng)。“如何延續(xù)我的夢想？我給出的答案是，依靠科技。”

在寫博士論文期間，赫爾的雙手無法正常工作，于是他把鉛筆嵌在墨鏡框上，戴著墨鏡，用腦袋打字。曾與赫爾一同在哈佛大學(xué)共事過的教授克拉姆回憶說：“他當(dāng)時快要累癱了。每走一步，他都在想著如何把假肢做得更好。”

為了讓假肢更好，在媒體實驗室內(nèi)，休·赫爾也是這里各項發(fā)明的“試用者”。他的一位學(xué)生回憶道，在最近一次實驗中，新設(shè)計的一只假肢肢槽突然破裂，休·赫爾迅速抓住了旁邊的杠子才沒有摔倒。然后，他單腿蹦到最近的椅子上，坐下，和學(xué)生一起分析問題到底出在哪里。“在談話中我們?nèi)员舜碎_著玩笑，幾分鐘過后，我回到電腦前，開始改進我的設(shè)計。”學(xué)生說，赫爾老師是名勇敢的實驗者。不斷嘗試、改進，無腿教授休·赫爾比健全人更能夠體察出假肢的好壞。

27年來，為了給自己一雙更好的腿，休·赫爾也設(shè)計了各種各樣的假肢。“當(dāng)我還在和我的新身體打交道時，我把自己的腿看成一個巨大的鞋。一個人的鞋柜里可以有很多鞋子，所以一個人也可以有很多不同功能的假肢。”休·赫爾的衣柜里便掛著這“很多不同功能”的假肢——有的用來奔跑；有的用來走路并帶有防水功能；有的專為征服陡峭的巖壁或冰墻設(shè)計，帶有可以楔入細小石縫的腳趾——這顯然已經(jīng)超過了人腿本身的功能……“經(jīng)常有人問我，如果有一位仁慈的天使愿意滿足你一個愿望，你會祈禱你的雙腿回來嗎？”休·赫爾給出的答案是——當(dāng)然不。“我的仿生腿已經(jīng)成為我認(rèn)知的一部分，”他說，“而且我會造出比人腿更好的腿來。”

改變殘疾定義

殘疾人可以擁有比正常人更好的腿？休·赫爾認(rèn)為，這絕非天方夜談。

篇（3）

潛心探索提出故障診斷新方法

重大裝備的各類故障中，因結(jié)構(gòu)裂紋導(dǎo)致的失效占60%以上。裂紋這一“隱形殺手”被形象地稱為重大裝備安全運行的“癌癥”，具有難發(fā)現(xiàn)、易擴展、強破壞的特點。何正嘉帶領(lǐng)課題組于上世紀(jì)90年代中后期重點研究裂紋動態(tài)定量診斷新技術(shù)，經(jīng)過10余年的潛心研究和探索，發(fā)現(xiàn)并揭示了裂紋位置、裂紋深度與裂紋動態(tài)響應(yīng)信號之間的內(nèi)在聯(lián)系，發(fā)明了基于小波有限元模型的三線相交結(jié)構(gòu)裂紋的動態(tài)定量診斷方法，實現(xiàn)了大型回轉(zhuǎn)機械結(jié)構(gòu)裂紋動態(tài)定量診斷，解決了裂紋動態(tài)定量診斷這一國內(nèi)外故障診斷領(lǐng)域的前沿與挑戰(zhàn)性難題。

在研究過程中，何正嘉首先建立了適宜結(jié)構(gòu)裂紋故障診斷的小波有限元理論，采用多分辨多尺度小波函數(shù)替代傳統(tǒng)有限元的多項式插值函數(shù)，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)裂紋的高精度建模。最終何正嘉研發(fā)出了機械結(jié)構(gòu)裂紋定量診斷儀，可應(yīng)用于汽輪機和航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子等結(jié)構(gòu)的裂紋診斷，對關(guān)鍵設(shè)備安全運行與避免災(zāi)難性事故產(chǎn)生意義重大。

目前，該成果從基礎(chǔ)理論、技術(shù)實現(xiàn)到儀器開發(fā)，已經(jīng)形成了一整套技術(shù)，在東方汽輪機公司、某航空發(fā)動機維修廠、西門子信號有限公司、上海寶鋼等50余家企業(yè)得到應(yīng)用，獲得了良好的經(jīng)濟效益與社會效益。針對某型號航空發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子內(nèi)部裂紋因探頭不可到達而難以無損探傷的問題，利用小波有限元建模和動態(tài)測試，實現(xiàn)了裂紋定量診斷，成為某廠航空發(fā)動機安全保障中一種重要檢測技術(shù)。實踐證明，何正嘉所研制的機械結(jié)構(gòu)裂紋定量診斷儀對裂紋位置與深度的定量識別誤差均在5%以內(nèi)。這一成果填補了國內(nèi)外在機械結(jié)構(gòu)裂紋動態(tài)定量診斷領(lǐng)域的技術(shù)空白，能夠確保設(shè)備安全運行，避免因裂紋引起的災(zāi)難性事故發(fā)生。

在裂紋動態(tài)定量診斷新技術(shù)研究的同時，何正嘉的主攻方向是機械故障非平穩(wěn)高精度診斷領(lǐng)域。他在長期的研究中發(fā)現(xiàn)，傅里葉變換、小波變換、第二代小波變換、多小波變換等的共同本質(zhì)是數(shù)學(xué)上的內(nèi)積變換，由此揭示了不同機械故障高精度診斷的內(nèi)積變換數(shù)學(xué)原理，并指出，構(gòu)造和運用性能優(yōu)良的基函數(shù)與動態(tài)信號進行內(nèi)積變換，是提高機械監(jiān)測診斷合理性和準(zhǔn)確性的關(guān)鍵技術(shù)。

何正嘉率先將先進的非平穩(wěn)信號處理方法引入機械監(jiān)測診斷領(lǐng)域，提出了變工況非平穩(wěn)機械設(shè)備運行故障診斷方法，從多尺度、多分辨時頻域提取故障信號特征，克服了采用傳統(tǒng)平穩(wěn)信號診斷方法難以準(zhǔn)確提取變工況運行設(shè)備非平穩(wěn)故障特征的不足；最終開發(fā)了機械故障非平穩(wěn)高精度診斷系列新技術(shù)。開發(fā)了機車走行部、發(fā)電機組等關(guān)鍵機械設(shè)備運行監(jiān)測診斷系列實用技術(shù)和在線監(jiān)測診斷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，開拓了機械故障非平穩(wěn)高精度診斷的新領(lǐng)域。

繼往開來科研團隊促發(fā)展

何正嘉教授治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，倡導(dǎo)團隊精神，在學(xué)術(shù)梯隊建設(shè)方面成績突出。擔(dān)任機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室系統(tǒng)監(jiān)控與診斷方向?qū)W術(shù)帶頭人，負責(zé)建設(shè)機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)國家級示范中心。創(chuàng)建的“裝備智能診斷與控制”科研教學(xué)團隊擁有教授16名，其中教育部長江學(xué)者1名、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才6名、全國百篇優(yōu)秀博士論文獲得者1名、交大騰飛教授3人；承擔(dān)國家級精品課程3門。為裝備制造學(xué)科發(fā)展凝聚了CAD/CAM、數(shù)控技術(shù)、故障診斷和減振降噪等一批骨干力量。他為人師表，舉賢薦能，甘為人梯，樂于奉獻，扶持青年學(xué)者成長為學(xué)科發(fā)展帶頭人，支持和幫助青年骨干教師主持或參與各類重大項目申報，在教學(xué)科研方面多次取得國家級成果獎勵。教學(xué)中，他負責(zé)并組織建設(shè)了機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)國家級示范中心和3門國家級精品課程，何正嘉教授獲2008年陜西省師德標(biāo)兵稱號、2010年全國優(yōu)秀科技工作者稱號。

何正嘉在指導(dǎo)研究生的過程中投入巨大的精力，同步嚴(yán)格要求研究生不斷提升道德品質(zhì)和學(xué)術(shù)水準(zhǔn)。培養(yǎng)的博士研究生陳雪峰獲得了2007年全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文，2008年入選教育部新世紀(jì)人才、2009年入選陜西省科技新星、2010年入選西安交通大學(xué)騰飛人才，陳雪峰教授已成為我校機械工程學(xué)科的教學(xué)科研骨干，主持2項國家自然科學(xué)基金、1項863項目以及多項橫向合作課題。培養(yǎng)的博士研究生訾艷陽教授2010年入選教育部新世紀(jì)人才，主持3項國家自然科學(xué)基金、1項863項目以及多項橫向合作課題，2009年當(dāng)選機械工程學(xué)院分黨委副書記。培養(yǎng)的博士研究生向家偉先后以德國洪堡學(xué)者和日本JSPS學(xué)者的身份，出國深造。培養(yǎng)的胡橋博士2006年畢業(yè)后在西安705所工作，工作業(yè)績突出，目前擔(dān)任總工程師助理；祁克玉博士在212所勤奮工作，獲得了單位高度好評。

在科研中，他以西安交通大學(xué)機械裝備診斷與控制研究所所長、機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室系統(tǒng)監(jiān)控與診斷方向?qū)W術(shù)帶頭人的身份，領(lǐng)導(dǎo)開創(chuàng)了諸多創(chuàng)新性理論、技術(shù)與系統(tǒng)，推動了中國機械設(shè)備故障診斷的發(fā)展，被評為“全國優(yōu)秀科技工作者”。他從事工礦企業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷研究及應(yīng)用四十余年，在機械設(shè)備結(jié)構(gòu)裂紋定量識別、非平穩(wěn)信號故障診斷和智能預(yù)示等方面開展基礎(chǔ)理論研究和重要工程應(yīng)用，取得創(chuàng)新性成果。主持2項國家自然科學(xué)基金重點項目“大型復(fù)雜機電系統(tǒng)早期故障智能預(yù)示的理論與技術(shù)”(50335030，2004―2007)和“關(guān)鍵設(shè)備故障預(yù)示與運行安全保障的新理論和新技術(shù)”(51035007，2011―2014)以及4項國家自然科學(xué)基金面上項目；主持2項高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金資助項目“小波有限元理論與轉(zhuǎn)子橫向裂紋故障診斷的研究”（20040698026，2005―2007）和“優(yōu)良特性多小波構(gòu)造原理與機電設(shè)備復(fù)合故障診斷”(200806980011，2009―2011)；參加2項國家973項目“數(shù)字化制造基礎(chǔ)研究（2005CB724100, 2006―2010）”和“超高速加工及其裝備基礎(chǔ)研究”(2009CB724405，2009-2014)；負責(zé)20余項與企業(yè)合作項目。以第一完成人獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項(2009年)、國家科技進步三等獎1項(1999年)和省部級一等獎2項、二等獎1項。授權(quán)發(fā)明專利6項。出版著作7部，350篇，其中SCI收錄72篇、EI收錄100篇，論著被國內(nèi)外引用3613次。

篇（4）

通過提煉斯坦福大學(xué)人才培養(yǎng)方法的精髓，結(jié)合我校產(chǎn)學(xué)研發(fā)展思路，提出了基于學(xué)科型公司的直接面向企業(yè)需求的“斯坦福式”機電工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，即以實踐活動為中心的“三引”人才培養(yǎng)方案和具有豐富工程背景的師資隊伍。

1.問題引領(lǐng)的學(xué)習(xí)方式

傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式往往以教師對問題的描述為基點，傳授問題解決之道。對于基礎(chǔ)性教育中所探討的問題，傳統(tǒng)教授方法可以起到較好的學(xué)習(xí)效果，但是對于專業(yè)性較強的高等教育，學(xué)生沒有對專業(yè)問題的直觀認(rèn)知，教師簡單的問題描述很難讓學(xué)生真正理解問題的本質(zhì)，那么所謂對問題解決之道的理解也就浮于文字。因此，以直接面向市場需求的學(xué)科性公司為實踐平臺，嘗試讓學(xué)生在實踐活動中發(fā)現(xiàn)問題，然后再回歸課程中學(xué)習(xí)問題的解決辦法，繼而在實踐中解決問題，形成問題引領(lǐng)的學(xué)習(xí)方式，即強調(diào)以問題為基點、活動為載體，實踐中學(xué)習(xí)、研究、提升。

2.項目牽引的實踐活動管理方法。

充分利用學(xué)科型公司資源，對學(xué)科型公司的產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)中的問題進行細分凝練，形成適合于大學(xué)生教學(xué)的小型項目，并與優(yōu)秀本科生培養(yǎng)項目、省和校級大學(xué)生實踐訓(xùn)練計劃項目、學(xué)校開放課題、暑期實踐課題、畢業(yè)設(shè)計課題等實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，為學(xué)生創(chuàng)造項目牽引的實踐機會，通過項目引導(dǎo)掌握實際項目的流程管理方法、技術(shù)開發(fā)流程、團隊協(xié)作機制等，使學(xué)生在真實的情境中主動去探索與解決問題，鍛煉學(xué)生的實踐工作能力和團隊協(xié)作精神。本專業(yè)近5年來，累計承擔(dān)江蘇省大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃8項，18項共89人的學(xué)校開放課題，以企業(yè)項目為載體累計完成近200余人的畢業(yè)設(shè)計課題，45人的機械工程及自動化專業(yè)暑期社會實踐活動。

3.團隊指引的教授形式

本專業(yè)從“機電結(jié)合”的專業(yè)特征和合作精神的培養(yǎng)出發(fā)，實行團隊指引下的教授模式，強調(diào)以團隊形式開展各項活動。首先從師資隊伍入手，由具有不同專業(yè)背景的教師組建學(xué)緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜的團隊，協(xié)同指導(dǎo)綜合性課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計及研究生學(xué)位論文等綜合性環(huán)節(jié)，真正實現(xiàn)“機電結(jié)合”的專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。聯(lián)合我校學(xué)科型公司（南京工大數(shù)控科技有限公司）聯(lián)合申報成功江蘇省大學(xué)生實踐教育中心，由6名企業(yè)全職人員和6名教師組建了數(shù)字化制造及測控技術(shù)指導(dǎo)教師團隊，結(jié)合公司的研發(fā)、設(shè)計項目，協(xié)同完成畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、部分課程認(rèn)知實踐、學(xué)校開放課題、省和學(xué)校實踐訓(xùn)練計劃、暑期實踐等實踐教學(xué)任務(wù)。其次，以教師團隊的突出表現(xiàn)熏陶學(xué)生的團隊合作意識，鼓勵組隊參加實踐與學(xué)科競賽，鍛煉學(xué)生協(xié)作能力，實現(xiàn)共贏。開設(shè)“團隊項目與環(huán)保技術(shù)”課程，以環(huán)保技術(shù)為中心組織理論知識和實踐任務(wù)，學(xué)生以團隊方式完成實踐任務(wù)，每個成員各司其職，最后合作撰寫一份項目報告，并以PPT方式由全體成員分部分進行成果展示。通過該課程的學(xué)習(xí)，一方面使學(xué)生提高環(huán)保意識，將環(huán)保技術(shù)融入設(shè)計中；更重要的是通過團隊完成工作任務(wù)，綜合應(yīng)用相關(guān)技能和知識，鍛煉學(xué)生的團隊協(xié)作能力和解決問題的能力。

4.具有豐富工程背景的師資隊伍

組成具有高水平工程實踐能力的教學(xué)團隊，以便保障“三引”人才培養(yǎng)方案的順利實施，是實現(xiàn)“斯坦福式”機電工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的根本。國內(nèi)更多高校強調(diào)教學(xué)與科研的結(jié)合來體現(xiàn)應(yīng)用型教學(xué)團隊的構(gòu)成，科研項目完成水平更多反映了教師隊伍的研究能力，而并非工程實踐能力。本專業(yè)以具有相同專業(yè)背景的本校教師創(chuàng)立的學(xué)科型公司為依托，直接面向市場產(chǎn)品設(shè)計需求，進行教師工程實踐能力鍛煉。結(jié)合省、市、區(qū)教授博士進企業(yè)活動，年輕教師以項目負責(zé)人、技術(shù)負責(zé)人、研發(fā)工程師身份直接參加學(xué)科型公司的產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計與生產(chǎn)，部分青年教師已成長為學(xué)科型公司技術(shù)帶頭人和骨干，扎實的工程背景使得人才培養(yǎng)的方向更貼近社會的需要。

二、實施成效

形成了“斯坦福式”機電工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，即以實踐活動為中心的“問題引領(lǐng)的學(xué)習(xí)方式、項目牽引的實踐活動管理方法、團隊指引的教授形式”的“三引”人才培養(yǎng)方案和具有豐富工程背景的師資隊伍。充分利用我校學(xué)科型公司的優(yōu)勢資源，以問題為基點，以項目為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)。培養(yǎng)學(xué)生獲取知識和運用知識的能力、團隊工作能力、與人溝通和交流的能力以及創(chuàng)新的能力。并建立了具有可操作性、實用性和示范效果的，在“課堂理論教學(xué)”和“基地實踐教學(xué)”間互動的機電工程應(yīng)用型人才教學(xué)方法，即實踐中發(fā)現(xiàn)問題，課堂中學(xué)習(xí)問題的解決之道，繼而在實踐中解決問題。提煉出優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)活動流程：問題引導(dǎo)、課堂教學(xué)、實踐互動、反思深入。通過5年來的實踐，成果喜人。

具有豐富工程背景的師資隊伍初具規(guī)模，專業(yè)教師中近50%的教師在學(xué)科型公司結(jié)合自身研究方向開展工程能力鍛煉，并逐漸成長為學(xué)科型公司的骨干，1名教師受聘公司技術(shù)總經(jīng)理，1名教師受聘公司總工程師，1名教師受聘公司副總工程師，2名教師受聘公司技術(shù)專家。豐富的實踐背景有效反饋到應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，出版實踐性教材5本，3名教師獲得校社會實踐先進個人，4人獲畢業(yè)設(shè)計優(yōu)秀指導(dǎo)教師稱號， 1人獲校青年教師授課競賽一等獎，1人入選2012年江蘇省高校“青藍工程”骨干教師培育計劃。

本科生培養(yǎng)成效顯著、團隊意識強、綜合素質(zhì)高、特色鮮明。獲得“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽機械類團體二等獎1項、個人一等獎2項、個人二等獎11項及優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎1人；獲得華東區(qū)CAD技能大賽機械類團體一等獎1項、個人一等獎1項、個人二等獎9項、個人三等獎4項；指導(dǎo)的畢業(yè)設(shè)計獲全國過程裝備設(shè)計大賽優(yōu)勝獎1項；獲江蘇省大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽團隊三等獎1項。畢業(yè)生受到大型知名企業(yè)青睞，一次就業(yè)率達到96%。同時也吸引越來越多的學(xué)生報考本專業(yè)本科生和研究生，本科錄取分?jǐn)?shù)一直保持全校各專業(yè)前列，2013年研究生報名與招生人數(shù)比7：1，達到歷史最好水平，生源質(zhì)量逐年提高。

研究生培養(yǎng)也卓有成效，培養(yǎng)的研究生實踐能力強，學(xué)術(shù)水平高，獲校優(yōu)秀博士論文2篇，獲江蘇省研究生三好學(xué)生1人，獲中國寰球特等、巴斯夫、中圣、蘇州工業(yè)園獎學(xué)金等各類社會獎項10余次。畢業(yè)不足1年，部分畢業(yè)研究生已升任企業(yè)總工藝師、部長等高管職位。

三、結(jié)論

本文提出的“斯坦福式”機電工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，以實踐活動為中心，實行“問題引領(lǐng)的學(xué)習(xí)方式、項目牽引的實踐活動管理方法、團隊指引的教授形式”的“三引”人才培養(yǎng)方案，建立了具有豐富工程背景的師資隊伍，符合當(dāng)前我國對應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，順應(yīng)卓越工程師培養(yǎng)計劃，成效明顯。總之，“源于問題，啟于實踐，團隊互助，能力提升”，切實實現(xiàn)“學(xué)以致用，用以促學(xué)”，是應(yīng)用型工科大學(xué)學(xué)生培養(yǎng)的根本方法。

參考文獻：

[1]胡天鏈，戴馨，王姮.小團隊項目制在自動化專業(yè)創(chuàng)新教學(xué)中的探索與實踐[C].2007年中國自動化教育學(xué)術(shù)年會論文集，綿陽：2007.

[2]高宗澤，蔡亭亭.斯坦福大學(xué)的人才培養(yǎng)模式及其特點[J].外國教育研究，2009，36（3）：61-65.

篇（5）

中圖分類號：S624文獻標(biāo)識碼： A

Several improvment ofGuarantee ability for Perfuming and charging equipment

Zhao mei-sheng

1、LingLingcigarette factory hunan tobacco industry CO.LTD

Keyword:Controloftemputure , Prevent errors, Quality

Abstract:Improvement forthedefectof Perfuming and charging equipment.Improve the controlabilitywith improvementofcontrolmode.Improve theequepmentability of Prevent errors.To achieve the purpose of Prevention of quality accident

前言：現(xiàn)在煙草行業(yè)香料廚房系統(tǒng)，加熱罐較多的采用夾層加熱溫度控制的穩(wěn)定性有待提高，設(shè)備無防錯的功能。我們?yōu)樘岣叽讼到y(tǒng)的工藝保障能力進行了針對性的研究，提出并實施相應(yīng)的改進措施。

一、容易發(fā)生的問題

1、糖料的配置與貯存過程需要保持60℃左右的溫度，為保持此溫度要設(shè)置一套升溫與控溫系統(tǒng)。現(xiàn)系統(tǒng)是采用蒸汽夾層加熱的方式，這種加熱的方式具有升溫快的特點，但由于夾層中的蒸汽繼續(xù)與罐體進行熱交換，導(dǎo)致很大的升溫慣性。從而導(dǎo)致溫度超過工藝允許的±5℃允差范圍。

2、現(xiàn)場操作人員由于失誤或疏忽導(dǎo)致加香加料的比例設(shè)置錯誤，糖香料的牌號與現(xiàn)場生產(chǎn)的牌號不一致導(dǎo)致批次牌號施加了錯誤的糖香料，從而導(dǎo)致批次性材料報廢，造成重大的損失。

二、改進措施

1、溫度控制的技術(shù)改進及效果驗證

針對溫度控制超差的問題，目前我們的控制模式有兩種，一種是通過蒸汽盤管對貯存罐加熱，一種是通過罐體夾層直接通蒸汽加熱。這兩種模式各有利弊，通過蒸汽盤管對罐體加熱效率低，但穩(wěn)定性好。通過罐體夾層加熱效率高，但溫度控制不穩(wěn)。為了既保證效率又能控制穩(wěn)定，我們選擇夾層加熱的罐體進行溫度控制改進，具體做法在接近溫度設(shè)定值時（一般差兩度左右）關(guān)閉加熱蒸氣，同時通過控制球閥向夾層注入壓縮空氣，將夾層中的蒸汽吹出，達到溫度控制穩(wěn)定的目的。如果夾層中的蒸汽沒有有效排出，通過熱交換將有較大的溫升（料液不超過一半液位時表現(xiàn)更為明顯，達到10℃左右）具體見改進示意圖與溫度控制效果對比表。

A : 壓空吹掃溫度控制示意圖

B：料液貯存罐改進后，料液溫度變化數(shù)據(jù)跟蹤如下表

日期 料液溫度變化（℃） 備注

3月2日 1～3 深度保養(yǎng)后開機，對料液進行升溫。

3月4日 1～3 深度保養(yǎng)后開機，對料液進行升溫。

3月6日 2～4 單休卡料，料液液位偏少。

3月9日 1～3 深度保養(yǎng)后開機，對料液進行升溫。

3月11日 1～3 深度保養(yǎng)后開機，對料液進行升溫。

3月13日 2～4 單休卡料，料液液位偏少。

3月16日 1～3 深度保養(yǎng)后開機，對料液進行升溫。

3月18日 1～3 深度保養(yǎng)后開機，對料液進行升溫。

3月20日 2～4 單休卡料，料液液位偏少。

3月25日 2～4 月底卡料，料液液位偏少。

注：改進前，深度保養(yǎng)后開機，對料液進行升溫，料液溫度變化3～7℃；單雙休卡料或月底卡料，料液液位偏少，料液溫度變化4～10℃。

2、防呆法的技術(shù)改進

操作人員在操作過程中，或多或少受情緒和精神狀態(tài)的影響，于是在操作過程中使操作人員象使用傻瓜相機一樣得心應(yīng)手。我們總結(jié)了幾種操作人員參數(shù)設(shè)置錯誤可能導(dǎo)致的質(zhì)量問題：

1）調(diào)制罐或貯存罐的溫度設(shè)置錯誤，有時操作人員由于數(shù)字或小數(shù)點按錯導(dǎo)致溫度超標(biāo)，我們通過軟件按照工藝參數(shù)進行識別，超過工藝參數(shù)設(shè)定范疇參數(shù)設(shè)置無效，并在界面上予以提示，達到防錯的目的

2）對現(xiàn)場牌號與使用糖料牌號不一致可能造成的批次糖料使用錯誤，因為現(xiàn)場牌號與中控系統(tǒng)是一致的，但香料廚房的貯存罐的選用是人為操作的，如果選罐錯誤，那么整批煙葉都錯加糖料，我們通過遠程數(shù)據(jù)的傳送，將現(xiàn)場的牌號與香料廚房的貯存罐牌號進行對比，如不一致則出現(xiàn)報警，在沒過料之前將現(xiàn)場設(shè)備停止。調(diào)制罐調(diào)制好后輸送料到貯存管進行牌號對比，如貯存罐有料并有牌號且不一致則不能輸送到貯存罐。

3）各牌號的加香加料比例不一致，如操作工疏忽可能比例設(shè)置錯誤導(dǎo)致加香比例錯誤。為防止此類問題，根據(jù)工藝控制要求比例與品牌捆綁，如選擇牌號比例不對，則會報錯，此段設(shè)備則不能運行。

三、結(jié)論

1、通過對罐體加熱系統(tǒng)的改進，很好的解決了原系統(tǒng)升溫慣性的問題，提高了溫度控制穩(wěn)定性問題。

2、通過對防錯軟件的開發(fā)，徹底杜絕了操作工出錯的可能性，防止了質(zhì)量問題與事故的發(fā)生。提高了糖香料廚房設(shè)備對質(zhì)量控制的保證能力。

參考文獻

篇（6）

Comparison of engineering educations between Chinese and British universities and thinking about training of innovative talents

Zhang Jun

Jimei university, Xiamen, 361021, China

Abstract: The comparison of engineering educations between Chinese and British universities was carried out. The training mode of innovative talents was discussed and some suggestions were proposed, according to characteristics of teaching of British universities in engineering and my own teaching situation.

Key words: engineering education; comparison; innovative talents

受國家留學(xué)基金的資助，筆者有幸于2006年在英國University of Newcastle upon Tyne大學(xué)進行為期1年的訪問合作。在這期間，利用閑余時間對該大學(xué)工科專業(yè)教學(xué)活動的各個環(huán)節(jié)進行了調(diào)研，也認(rèn)真聽了多節(jié)本專業(yè)本科生及研究生的課程，進行了課堂教學(xué)觀摩比較。同時，也走訪了Cambridge University，Nottingham University等其他幾所知名大學(xué)，調(diào)研了他們的教學(xué)情況，對中英高等工程專業(yè)的教育理念、人才培養(yǎng)模式及教學(xué)改革等方面進行了一些比較，并對工科專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)進行了一些淺顯的思考。

1 英國大學(xué)的一些特點

1.1 學(xué)位及學(xué)制

英國大學(xué)學(xué)位包括學(xué)士、碩士及博士學(xué)位。本科大多數(shù)為三年制(少數(shù)地區(qū)大學(xué)本科為四年，如蘇格蘭一些大學(xué))。碩士分為授課式碩士(Taught Course)和研究式碩士(Research Course)，授課式碩士學(xué)位課程以教學(xué)為主，主要是課堂講授，專題討論，考試及畢業(yè)論文等，一般為1年。研究式碩士主要以課題研究為主，學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，選定研究課題并展開研究，時間一般為1～2年。博士主要是研究式的，學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下對某一課題進行獨立研究，并完成博士論文，時間一般為3～4年。英國碩士研究生教育體制具有一定的靈活性，授課式碩士可以滿足那些在本科階段后希望能在知識上進一步深化、但不愿意以后發(fā)展成為專業(yè)研究人員的學(xué)生的愿望，而研究式碩士則為那些以后希望從事專業(yè)領(lǐng)域研究的學(xué)生提供準(zhǔn)備，這些學(xué)生往往轉(zhuǎn)化為博士。

1.2 導(dǎo)師制

英國作為現(xiàn)代大學(xué)的發(fā)祥地，高等教育有800多年的歷史，其在人才培養(yǎng)上的一個突出特點就是導(dǎo)師制[1]。每位教師作為2～3名學(xué)生的導(dǎo)師，有的大學(xué)每位教師帶5～6名學(xué)生。每周導(dǎo)師都會安排半天或1天的時間與學(xué)生進行一對一的會面，回答學(xué)習(xí)上的疑難，師生之間進行平等的爭論，學(xué)生可以挑戰(zhàn)教師的權(quán)威。導(dǎo)師制注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、動手能力及創(chuàng)新能力，通過導(dǎo)師的言傳身教使學(xué)生養(yǎng)成批判地思辨、求證及創(chuàng)新的能力意識。導(dǎo)師制的好處在于導(dǎo)師對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及特長興趣等了如指掌，可以因材施教。

1.3 開放性及國際化

歐美國家高校的另一個突出特點就是開放性及國際化，教師及學(xué)生來源、學(xué)派關(guān)系、思想表達等方面呈現(xiàn)出開放的特征。如University of Newcastle共有學(xué)生17 000多人，其中就有4 000多海外學(xué)生，約占總學(xué)生數(shù)的24%，筆者所在課題組有5名教師，2名博士后，其中1名教師來自俄羅斯，1名博士后為荷蘭人，另外，還聘有挪威一所大學(xué)的教授為兼職教師。當(dāng)然這種情況有其經(jīng)濟、文化語言上的優(yōu)勢(如英語在國際上的通用性、歐美國家經(jīng)濟發(fā)達等)，但從另一方面也說明了他們的文化包容性以及學(xué)術(shù)上的開放自由性。另外，這種開放性還體現(xiàn)在廣泛的交流合作上，大學(xué)內(nèi)部各學(xué)院之間、大學(xué)與大學(xué)之間、大學(xué)與工業(yè)界、大學(xué)與社區(qū)之間以及與海外大學(xué)之間在教學(xué)、科研、管理的各個層面都有著廣泛的合作與交流。如筆者所在的研究組就與德國、美國、日本及瑞士等許多大學(xué)和研究院有著廣泛的科研合作，筆者的合作導(dǎo)師還和意大利及印度的大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生，研究組內(nèi)的所有教師每年都會參加各種形式的國際學(xué)術(shù)會議。 幾乎每年也都有來自其他國家的訪問教授或客座人員來研究組從事合作項目研究，筆者所處的學(xué)院每周三都有教師或研究人員(本院、本校、外校或國外)作學(xué)術(shù)報告。正是這種開放性、交流與合作性才使學(xué)校更富有生機，也更具競爭力。

1.4 工科專業(yè)教學(xué)上的一些特點

英國是個傳統(tǒng)的工業(yè)強國，在大學(xué)工科專業(yè)教學(xué)上有自己的一些獨特之處，大致體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.4.1 分層次、分類型的多樣化培養(yǎng)模式

在學(xué)位類型、專業(yè)方向、課程教學(xué)上都體現(xiàn)出明顯分層次、分類型的多樣化培養(yǎng)模式上。如研究生分為授課式、研究式類型。專業(yè)也根據(jù)學(xué)生興趣而有不同方向，如Newcastle大學(xué)機械工程專業(yè)分微機電、生物工程、設(shè)計及制造等不同方向。在課程教學(xué)上，也分階段及層次進行。如Newcastle大學(xué)機械工程的工程數(shù)學(xué)、材料科學(xué)等課程都分2個階段，在不同學(xué)年進行教學(xué)，這樣可以滿足不同專業(yè)學(xué)生的要求。這種分層次、分類型的多樣化培養(yǎng)模式為學(xué)生提供了廣闊的發(fā)展空間。

1.4.2 實踐性強

在工科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)中，30%～60%的課程內(nèi)容為實驗課、課程設(shè)計、工程設(shè)計等，這是教學(xué)內(nèi)容最核心的部分，其作用不僅僅是鍛煉學(xué)生的動手能力及實驗技能，更重要的是鍛煉學(xué)生自主解決實際工程問題的能力。一個實驗或設(shè)計題目往往要用到很多學(xué)科的知識，為了完成題目，學(xué)生就要自學(xué)很多知識，進行實驗方案確定、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析及實驗結(jié)論、完成實驗報告等。

1.4.3 教學(xué)內(nèi)容新，信息量大

英國大學(xué)很少有材，教師在教學(xué)內(nèi)容上有較大的自主性。有時上課往往采用很多教材及文獻，教學(xué)內(nèi)容更新較快，教師往往會融合一些自己的學(xué)習(xí)及科研心得在里面。

1.4.4 教學(xué)及考核形式多樣化

教學(xué)上有課堂講授、分組討論、專題講座、輔導(dǎo)課、課程設(shè)計等多種形式，其中課堂講授所占比重不大，更多的是分組討論、專題講座、輔導(dǎo)課。教學(xué)過程輕松自由，注重學(xué)生的廣泛參與及調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)精神。在考核方式上也體現(xiàn)出多樣化，如綜合性作業(yè)、論文、口試、演講等，其中論文、口試及演講占較大比重。

2 有關(guān)創(chuàng)新人才培養(yǎng)上的一些思考

2006年，國家制定了三大戰(zhàn)略和三大規(guī)劃，即《國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》，目標(biāo)中都明確提出高校要培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型人才，要把我國建設(shè)成為創(chuàng)新型科技強國。以下結(jié)合自己的教學(xué)實踐及所了解的英國工科教育特點談?wù)勛约旱母邢搿?/p>

2.1 有關(guān)創(chuàng)新性人才的理解

實際上我國從20世紀(jì)80年代中期開始倡導(dǎo)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。2006年，在國家中長期發(fā)展規(guī)劃中明確提出“培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，建設(shè)創(chuàng)新型國家”。許多學(xué)者給出創(chuàng)新性人才的定義[2]，如“所謂創(chuàng)造型人才，是指富于獨創(chuàng)性，具有創(chuàng)造能力，能夠提出、解決問題，開創(chuàng)事業(yè)新局面，對社會物質(zhì)文明和精神文明建設(shè)作出創(chuàng)造性貢獻的人。這種人才，一般是基礎(chǔ)理論堅實、科學(xué)知識豐富、治學(xué)方法嚴(yán)謹(jǐn)，勇于探索未知領(lǐng)域，同時又具有為真理獻身的精神和良好的科學(xué)道德”。再如“創(chuàng)新型人才，是既能繼承前人的知識和成果，又能超越前人的成果，能創(chuàng)造性地分析問題和解決問題，具有首創(chuàng)精神的人才”。這里更多地強調(diào)了人才的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力。對于創(chuàng)新性人才，國外沒有專門地提及。英國大學(xué)對培養(yǎng)“人才”的定義是“學(xué)會思考、推理、比較、辨別和分析，情趣高雅，判斷力強，視野開闊的人”。牛津大學(xué)校長魯卡斯要求大學(xué)培養(yǎng)的人才“要有很高的技術(shù)，非常寬的知識基礎(chǔ)，有很強的個人責(zé)任感、革新能力和靈活性。個人能夠不斷地獲取新的技術(shù)以適應(yīng)其需要”[2,3]。對比可以看出，國外對人才除了有創(chuàng)新能力的要求之外，還強調(diào)所應(yīng)具有的知識體系、個人品德及對社會的責(zé)任感等。蘋果公司創(chuàng)始人喬布斯說過：“最永久的發(fā)明創(chuàng)造都是藝術(shù)與科學(xué)的嫁接。”誰都不否認(rèn)喬布斯是一個創(chuàng)造天才，他不但是個技術(shù)天才，本人也有多方面的愛好，他崇尚東方的佛教，他還具有很高的藝術(shù)潛質(zhì)。正是由于他身上的多種文化素養(yǎng)及資源才使得他不斷迸發(fā)出創(chuàng)造的火花，也成就了蘋果的輝煌。因此，知識體系、個人素養(yǎng)及人文品質(zhì)也應(yīng)是創(chuàng)新性人才不可或缺的要素。

2.2 自由開放的學(xué)術(shù)氛圍

自由開放的學(xué)術(shù)氛圍是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的沃土，與美國及其他歐洲高校一樣，英國高校普遍具有較高的國際化程度，當(dāng)然這種情況有其經(jīng)濟、文化語言上的優(yōu)勢(如英語在國際上的通用性、歐美國家經(jīng)濟發(fā)達等)，但從另一方面也說明了他們的文化包容性以及學(xué)術(shù)上的自由性。文化層面的問題不是我們所能探討的，但良好的學(xué)術(shù)氛圍，來自不同國度的學(xué)者能在一起探討學(xué)術(shù)問題，能深入交換自己的觀點和對某一問題的看法，這時所有人沒有任何身份上的差別，教授、研究助理、學(xué)生在討論學(xué)術(shù)問題時都是平等的， 這種氛圍確實對研究者和學(xué)生有一定的吸引力，也更容易產(chǎn)生創(chuàng)新性的火花。所以，如何在大學(xué)內(nèi)營造一種良好的文化氛圍與學(xué)術(shù)氛圍，對一所大學(xué)而言是極為重要的。

2.3 課程體系及教學(xué)方式改革

筆者來英國之前一直認(rèn)為中國學(xué)生的基本理論要比國外學(xué)生扎實。來英國之后專門比較了一下中、英學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及對所學(xué)課程的掌握程度，發(fā)現(xiàn)實際情況并非如此。英國學(xué)生普遍對所學(xué)課程的基本概念、基本理論要比中國學(xué)生掌握得深入透徹，他們對某一種理論(或公式)的來龍去脈及該理論的適用情況非常清楚。他們推導(dǎo)公式非常嚴(yán)謹(jǐn)，推導(dǎo)過程非常清楚，邏輯性很強。對這一現(xiàn)象筆者開始非常困惑，因為從中、英學(xué)生的學(xué)習(xí)年限上，中國學(xué)生占有很大優(yōu)勢，如英國大學(xué)上3年、研究碩士以及博士基本沒有課程學(xué)習(xí)，只是做課題，而中國大學(xué)上4年，碩士、博士還要修很多學(xué)位課程。所以，中國學(xué)生的課程學(xué)習(xí)時間遠遠多于英國學(xué)生，為什么還會出現(xiàn)這種情況？筆者后來，仔細觀察和分析，并和一些英國教師交流后認(rèn)為主要有這樣一些原因：(1)中國學(xué)生課程學(xué)習(xí)時間雖然長，但非專業(yè)課程占去很多課時，如中國學(xué)生要在英語學(xué)習(xí)上花費很多時間(對于本科生，很多學(xué)校的英語課程占總學(xué)時的1/4～1/3)，另外很多國內(nèi)大學(xué)過于注重市場效應(yīng)，開設(shè)很多計算機等應(yīng)用性課程，而學(xué)生為了畢業(yè)能找到好的工作，將很多時間都用于英語、計算機等專業(yè)和技能的學(xué)習(xí)上。這樣算來，中國學(xué)生花費在專業(yè)課程上的學(xué)習(xí)時間其實比英國學(xué)生少。(2)由于國內(nèi)各大學(xué)最近幾年普遍擴招，使師生比遠遠小于英國大學(xué)的師生比(如筆者目前研修的紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)師生比約為1:12，有的大學(xué)甚至達到1:9，而國內(nèi)大學(xué)為1:16～1:18)。在紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)，常常能看到一個教授在辦公室輔導(dǎo)1～2名本科學(xué)生，而在中國這種情況很少，教師平均花費在每名學(xué)生身上的輔導(dǎo)時間極為有限，而且很多知名教授很少出現(xiàn)在本科生的教學(xué)課堂，這必然造成教學(xué)質(zhì)量下降。(3)在教學(xué)方法及課程設(shè)置上，英國教師的授課形式很多，如講授、分組討論、實踐，有些課程甚至在實驗室上，教師在講授一門課程的主要的概念、理論時，準(zhǔn)備得非常充分，除了講稿外，還準(zhǔn)備了很多相關(guān)的論文，講得也非常仔細，將理論的產(chǎn)生背景、推導(dǎo)過程以及應(yīng)用情況介紹得非常詳盡，下課后還會推薦很多相關(guān)論文及資料讓學(xué)生閱讀，而對于課程的非重要內(nèi)容很少講授，完全讓學(xué)生自學(xué)，當(dāng)然教師會提出一定的要求。課程考試的方式也很多，有筆試、大作業(yè)、論文、還有口試。記得筆者的合作導(dǎo)師辦公室有一塊黑板，他講授的課程結(jié)束時，所有學(xué)生都要在他辦公室一個一個將他們的大作業(yè)在黑板上給他演示。在課程設(shè)置上，英國學(xué)生的實踐環(huán)節(jié)很多，很多本科生都能自由進入實驗室，根據(jù)自己所學(xué)理論自行設(shè)計一些實驗方案，進行一些綜合性實驗，這進一步加深了學(xué)生對基本理論的理解，也了解了這些理論的應(yīng)用。另外，英國學(xué)生參加課外科研活動的機會很多，除了參加一些教師的科研項目外，也可以申請學(xué)生科研課題，并且有機會得到大學(xué)或一些公司的資助。當(dāng)然還有其他一些原因造成中、英學(xué)生的差距，這里無法一一細說。除了一些客觀原因之外(如教育經(jīng)費投入、英國學(xué)生的語言優(yōu)勢等)，筆者覺得我們在現(xiàn)有條件下至少在如下方面可以做一些改進：(1)合理、科學(xué)地設(shè)置課程，避免短期的市場效應(yīng)，保障專業(yè)課程的學(xué)習(xí)

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時間。隨著大學(xué)教育國際化、科技交流的日益增多，英語學(xué)習(xí)也確實很重要，提高英語教學(xué)效果不一定要占去如此多的學(xué)時，而應(yīng)該在實效性上下工夫。(2)為了提高學(xué)生的動手能力，很多大學(xué)工科專業(yè)都增大了實踐教學(xué)的比重(如增加實驗項目、課程設(shè)計等等)，這當(dāng)然是必要的，但更重要的是如何提高實踐教學(xué)的質(zhì)量及效果。如何使得學(xué)生能夠獨立完成查閱資料、擬定實驗方案、選定實驗方法、擬訂實驗步驟、分析系統(tǒng)性能、設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、構(gòu)建或自行設(shè)計、制作實驗平臺并實際操作運行等實驗的全過程，同時形成完整的實驗報告。整個實驗過程不應(yīng)僅僅局限于學(xué)生動手能力的提高上，而應(yīng)使學(xué)生能夠具有獨立解決實際工程問題的能力，形成良好的工程設(shè)計素養(yǎng)。(3)在課程教學(xué)及考核上，應(yīng)給教師一定的自由度，盡可能多樣化，注重培養(yǎng)學(xué)生對某一問題的獨立思維及辨別能力，使學(xué)生的自我學(xué)習(xí)、獨立思考、動手能力及創(chuàng)新能力得到綜合發(fā)展。(4)國內(nèi)有一些大學(xué)也開始實行導(dǎo)師制，這當(dāng)然也是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的一個很好的嘗試，但這不應(yīng)該只是形式上的導(dǎo)師制，學(xué)校應(yīng)該提供相應(yīng)的配套資源，如提供場所及經(jīng)費，明確導(dǎo)師的權(quán)利及義務(wù)，導(dǎo)師也不應(yīng)只是學(xué)業(yè)上的導(dǎo)師，還應(yīng)對學(xué)生的道德形成、個人素養(yǎng)以及人生規(guī)劃起到積極的表率作用。

3 結(jié)束語

有關(guān)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)是一個很大的課題，對高校而言，也是一個長期的工作。如何借鑒國外經(jīng)驗，結(jié)合自身特點，探索適合我國工科教育特色的人才培養(yǎng)途徑，仍需要高校及教師不斷探索人才培養(yǎng)規(guī)律，深化教學(xué)改革，才能最終形成適合自身發(fā)展的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

參考文獻

篇（7）

對初次出國的人來說，除了強烈的新鮮感，還有對新環(huán)境的困惑和不適應(yīng)。如何盡快融入新的學(xué)習(xí)和生活狀態(tài)幾乎是每個留學(xué)生在異國求學(xué)的第一門必修課。語言障礙往往是初出國門的學(xué)子面臨的最大問題。相對于在英美國家留學(xué)而言，這個問題在歐洲的德國、法國等西方國家中更為凸顯。由于我在德國的研究學(xué)習(xí)沒有德語要求，我在國內(nèi)的時候并沒有把德語當(dāng)成一個很重要的預(yù)習(xí)項目，大以為學(xué)好英語就可走遍天下。出國前，我在國內(nèi)的歌德學(xué)院“臨時抱佛腳”式地學(xué)習(xí)了80學(xué)時的初級德語，來到德國之后才發(fā)現(xiàn)這點德語實在是起不到什么作用。

最開始的那段日子是最難熬的，日常生活中的簡單交流我尚可勉強應(yīng)付，但工作時就力不從心了。在研究工作中，德國同事雖然能講一口流利的英文，但往往更愿意與我講德語。尤其在研究小組開會，導(dǎo)師和其他同事介紹研究進展和研究計劃時，聽得我一頭霧水。我的導(dǎo)師年紀(jì)比較大，英語不是很好，更愿意用德語與我交流。更為嚴(yán)重的是，平時我需要閱讀大量與我研究課題相關(guān)的德文文獻。漸漸地，我意識到德語是我求學(xué)道路上的巨大障礙。

亡羊補牢，為時未晚！我認(rèn)識了一些同是公派留學(xué)的前輩，在他們的幫助下，我進入大學(xué)開辦的語言班開始重新學(xué)習(xí)德語。通過持續(xù)高密度的德語課學(xué)習(xí)，我漸漸能順暢地與德國人交流，并能夠閱讀德文文獻了。最后，我突然發(fā)現(xiàn)，我竟然可以完整地讀完一本德文的博士論文了。

德國人――枯燥的愛聊天者

日子一天天地過去，我在德國的學(xué)習(xí)、工作和生活慢慢步入正軌，上午上德語課，下午去研究所上班，晚上回家做飯，每天按部就班地學(xué)習(xí)、生活。然而，在頭三個月的新鮮感消失殆盡之后，我開始對異國生活產(chǎn)生不滿。

在一個完全陌生的環(huán)境，面對完全陌生的人群，完全獨立地面對來自學(xué)習(xí)和生活的壓力，為模糊的目標(biāo)獨自前行。這是一段看似浪漫，實則艱辛的苦行僧之旅，而這種艱辛很大程度上又是來自于一種莫名的寂寞。真如圍城一般，這是尚未踏出國門的同學(xué)無論如何也難以理解的。在他們看來，國外有不同的風(fēng)土人情、人文景觀和異國文化，生活必然是豐富多彩的，何來寂寞之論呢？殊不知，這些只是生活中很小的一部分。

德國的日常生活對一個中國人來說，其實是很無聊的。德國人最習(xí)慣的娛樂活動就是開Party。德國人的Party說白了就是聊天，通常由主人邀請10～20人到家中，提供一些自助的食物和啤酒，然后就三三兩兩地開始了馬拉松式的聊天，經(jīng)常可以從晚上八點持續(xù)到深夜。對于中國人來說，這種干喝啤酒干聊天的方式未免有些枯燥。而德國人則不然，記得有一次我即興翻譯了一段郭德綱的相聲，可愛的德國朋友們足足將這段笑話念叨了一年。

之后，我才知道，我的感受和大部分留學(xué)新生是一致的。國外的生活遠非想象中那么簡單和美好，在國外的求學(xué)壓力，遠比在國內(nèi)的大得多。以前聽人說，國內(nèi)的大學(xué)是“嚴(yán)進寬出”，國外的大學(xué)則是“寬進嚴(yán)出”。來到德國之后，我才理解國外大學(xué)是如何個“寬進嚴(yán)出”法。

“殘酷”的德國教育

德國的高等教育制度與中國的類似，也分為大學(xué)和職業(yè)學(xué)校兩種，大部分人都可以在高中之后選擇上大學(xué)。在大學(xué)的學(xué)習(xí)也相當(dāng)自由，雖然規(guī)定了許多必修課和選修課，但學(xué)生還是可以自己選擇一個學(xué)期想上的課程數(shù)量和總數(shù)。考試需要提前預(yù)約，學(xué)生如果沒有考過某門課程的把握，可以選擇在本學(xué)期不參加該門考試。上課也很少有教授會像國內(nèi)的老師一樣點名簽到，你甚至可以不去上課，只要你能學(xué)得好。只是有一條，所有規(guī)定的考試必須通過，不通過則必須重修。根據(jù)課程類型的不同，可以有1～2次重修機會，如果有任何一門重修不通過，則必須退學(xué)。退學(xué)的代價是，你在全德國任何一所大學(xué)內(nèi)都不允許再讀該門專業(yè)。在這種情況，你只有兩個選擇：一是從頭再來，再讀一次大學(xué)，選擇另外一門專業(yè)；二是直接轉(zhuǎn)入職業(yè)學(xué)校。所以，德國的大學(xué)課堂里，往往在過完幾個學(xué)期后，人數(shù)就開始銳減，你身邊的人某一天就突然“神秘消失”了。這樣的中國留學(xué)生也不乏少數(shù)，他們所失去的不僅僅是大學(xué)的學(xué)位，更重要的是寶貴的時間。這種自由式的學(xué)習(xí)和高昂的失敗代價給予了留學(xué)生們巨大的精神壓力，需要他們獨自承受。在這種學(xué)習(xí)狀態(tài)下，失去了來自于父母、老師和同學(xué)們的督促，學(xué)習(xí)成為一項完全依靠獨立和自覺的任務(wù)。

苦盡甘來終不悔

篇（8）

中圖分類號:TG156文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)21-0005-02

在傳統(tǒng)的機械制造過程中,人們?yōu)榱私档颓邢鳒囟取⒀娱L刀具使用壽命、改善加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率,通常澆注大量的切削液。切削液在給人們帶來利益的同時,也帶來了一系列的負面影響,主要表現(xiàn)在如下三個方面:首先,切削液會造成環(huán)境污染,切削液在使用過程中揮發(fā)、飛濺及滲漏會造成生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境惡化,使用完的切削液如未經(jīng)處理或處理不當(dāng)直接排放會污染水、土壤和空氣,影響動植物的生長,破壞生態(tài)環(huán)境;其次,切削液的購買、管理、使用、處理及廢棄排放需消耗大量的能源和資源;再次,危害工人健康。目前廣泛使用的切削液或多或少都含有對人體有害的化學(xué)成分,例如亞硝酸鹽、鉻酸鹽、氯化合物等。在高速或重載切削條件下,切削液破碎、汽化或發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成煙霧,釋放有害氣體和油霧,使得車間內(nèi)空氣污濁,引發(fā)操作工人肺部與呼吸道的多種疾病,甚至是癌癥。面對降低成本,改善條件和保護環(huán)境的要求,“綠色切削”越來越受到人們的青睞,其中最小量技術(shù)MQL應(yīng)用最為廣泛,是現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展趨勢之一。

一、MQL技術(shù)的作用原理和特點

MQL切削技術(shù)的實現(xiàn)原理是利用噴嘴將壓縮空氣和微量的環(huán)保型切削液混合霧化后噴射到加工區(qū),對加工區(qū)提供精確量的懸浮微粒,即懸浮微粒的直徑被保持到精確公差范圍內(nèi)以保持最佳潤濕和屬性,對刀具和工件進行冷卻,減小刀具和工件之間的摩擦,抑制溫升,提高切削性能,如圖1所示。MQL加工技術(shù),具有一系列優(yōu)越性:(1)MQL技術(shù)所使用的切削液用量極少,一般為0.03～0.2L/h,而一臺典型的加工中心在進行傳統(tǒng)澆注式切削時,切削液用量高達20～100L/min,為MQL切削液用量的幾萬倍左右;(2)MQL技術(shù)所使用的切削液為環(huán)保型切削液,減少對人員和環(huán)境的危害;(3)切屑上幾乎無油,清潔和干凈的切屑經(jīng)過壓縮還可以回收使用,不會污染環(huán)境。加工后的工件上附著的油很少,簡化工件清洗工序,或大幅度延長清洗劑的壽命;(4)省去消耗大量能耗的冷卻循環(huán)系統(tǒng);(5)不需要切削液管理;(6)安裝方便;(7)提高生產(chǎn)率和加工質(zhì)量。綜合考慮加工成本、生產(chǎn)效率、環(huán)境保護和勞動者健康等方面,MQL是一種綜合優(yōu)化的切削加工方法。

二、MQL技術(shù)的研究和應(yīng)用

20世紀(jì)90年代,美國W?Donald等學(xué)者對切削加工中有關(guān)切削液的適量問題進行了研究,在滿足加工要求的條件下,對切削液的濃度、工件材料、刀具類型等進行觀察,并對切削力、刀具磨損和表面粗糙度進行分析,得出了最適當(dāng)?shù)那邢饕河昧俊＝畮啄陙?在各國學(xué)者和工程師的努力下,MQL技術(shù)得到了深入的研究和廣泛應(yīng)用:

巴西的Durval U.Braga等學(xué)者對鋁-硅合金A356進行了鉆削試驗,比較傳統(tǒng)澆注式切削(切削液:濃度4%的乳化液,流量:2.4m3/h)和MQL切削(切削液:礦物油,流量:10mL/h,空氣壓力/流量:4.5×105Pa/72m3h-1)的加工效果。MQL可以獲得比傳統(tǒng)澆注式切削更小的表面粗糙度,相同的刀具壽命。

ELID(Electrolytic In-process Dressing)是一種超精密鏡面磨削技術(shù),日本的Y.Pan等學(xué)者為了減少磨削液對環(huán)境污染的影響,將MQL技術(shù)應(yīng)用于ELID磨削中(磨削液流量:49mL/min,

27mL/min,6.4mL/min,空氣壓力:0.2MPa)。結(jié)果表明,通過MQL可以實現(xiàn)穩(wěn)定環(huán)保的ELID磨削。

美國的C.Ju等學(xué)者對MQL的加工經(jīng)濟性進行了研究,與傳統(tǒng)澆注式切削相比,MQL可節(jié)約20%的制造成本。

在傳統(tǒng)鉆削鋁-鈦多層復(fù)合板時,由于鉆削切屑的摩擦磨損作用,會導(dǎo)致鋁板孔呈喇叭形,質(zhì)量難以保證。我國王成勇等學(xué)者將最小技術(shù)應(yīng)用于鉆削多層復(fù)合板,結(jié)果表明,MQL技術(shù)能保證孔的加工質(zhì)量。

三、MQL技術(shù)的關(guān)鍵點

(一)MQL噴霧系統(tǒng)

要進行MQL切削加工,其前提是配置相應(yīng)的MQL切削液噴霧裝置,簡單地說,就是精密控制切削液量的噴液裝置。目前世界上主要應(yīng)用兩種供液系統(tǒng),每種系統(tǒng)分別有兩種形式,如圖2所示。(1)外置式供液系統(tǒng):將切削液送入高壓噴射系統(tǒng)并與氣體混合霧化,然后通過噴嘴將霧滴尺寸達微米級的氣霧連續(xù)不斷地噴射到切削區(qū),對刀具進行冷卻和;(2)內(nèi)置式供液系統(tǒng):通過主軸和刀具中的孔道直接將冷卻氣霧送至切削區(qū)域,進行冷卻和。根據(jù)加工需要,可將兩種冷卻方式配合使用,以獲得最佳冷卻效果。

在應(yīng)用外置式供液系統(tǒng)時,切削液霧滴性質(zhì)隨噴嘴與切削區(qū)方位、距離的不同而不同,進而影響切削加工質(zhì)量。從噴嘴中噴出后的切削液霧滴顆粒在運行到切削區(qū)的過程中受到氣體宏觀流動和湍流脈動的強烈影響,從而不斷地與周圍流場進行質(zhì)量、動量和能量交換,使得其運行速度和顆粒大小不斷地發(fā)生變化。如果噴嘴對準(zhǔn)前刀面,霧滴逆著切屑流動的方向注入,滲透效果不佳。如果噴嘴對準(zhǔn)后刀面,會受到后刀面處負壓區(qū)氣流場的卷吸作用,使切削液進入切削區(qū)較為容易。如果噴嘴對準(zhǔn)刀刃兩側(cè),會受到切削區(qū)周圍氣流場的有利載入作用,也可以取得良好的加工效果。因此,在實際切削加工過程中,噴嘴通常應(yīng)位于后刀面或刀具側(cè)面處。此外,噴嘴距切削區(qū)的距離也是影響加工效果的一個重要因素,霧滴從噴嘴噴出后到達切削區(qū),與刀具、工作接觸,出現(xiàn)噴霧撞壁現(xiàn)象。如果噴嘴距切削區(qū)距離過短,霧滴撞壁速度過高,則易反彈,不利于滲透,如果距離過長,霧滴撞壁速度過低,不能沖破切削區(qū)周圍氣流場的阻礙,也不利其進行切削區(qū)。只有距離恰當(dāng)時,霧滴的速度和大小適中,切削液才能沉積在壁面進而滲透,才能起到良好的冷卻效果。

當(dāng)鉆削、鉸孔和攻絲等長度/直徑比較大時,使用內(nèi)置式供液系統(tǒng)比較合適。不管刀具的位置如何,刀刃上不斷有切削液的供給。正因為如此,內(nèi)置式供液系統(tǒng)適用于不同尺寸的刀具。在深孔鉆削中,大的長度/直徑比使內(nèi)置式供液系統(tǒng)成為絕對必要。但是當(dāng)?shù)毒呋蚬ぜD(zhuǎn)速較高時,切削液霧滴易粘在管壁上,并不能到達切削點。此時,可采用雙管道系統(tǒng)或?qū)⒅鬏S內(nèi)霧液通道改為非回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),以抑制離心力的作用。

(二)MQL切削液

應(yīng)用于MQL加工的切削液與傳統(tǒng)澆注式加工的切削液有著本質(zhì)的不同,MQL中所使用的切削液除了應(yīng)具備傳統(tǒng)切削液的冷卻、、清洗、防銹等功能外,還應(yīng)具備無毒、不傷害操作者、不污染環(huán)境及不容易腐敗變質(zhì)等性能。其可生物降解性、氧化安定性、儲存穩(wěn)定性、冷卻性等指標(biāo)均遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)切削液。目前MQL切削加工中常用的切削液為合成酯和植物油。

(三)切削液的最佳用量

應(yīng)用MQL技術(shù)是在保證有效的前提下,盡可能減少切削液的用量,提高切削液利用的有效性。因此,切削液用量的確定是MQL技術(shù)中的核心問題。切削過程中的屬于邊界,邊界的效果與油量密切相關(guān)。對切削區(qū)進行有效,并不是切削液越多越好,而是存在一定的量值范圍,目前在實際應(yīng)用通常切削液用量通常選為0.03～0.2L/h。

(四)切削用量

在切削過程中,切削液要起到有效的作用,切削液所形成的邊界膜必須保持一定的溫度。邊界膜的強度受切削區(qū)的溫度、載荷、化學(xué)變化多種因素影響。當(dāng)切削區(qū)的壓力、溫度、摩擦副的相對運動速度超過了一定的范圍,則邊界膜不斷磨損、破裂并脫落,失效,摩擦副處于無的干切削狀態(tài)。因此,要保證的有效性,必須使切削區(qū)的溫度、壓力控制在一定的范圍內(nèi),而切削區(qū)的溫度、壓力反過來又受到切削液的冷卻效果、工藝參數(shù)的選取的影響,這也就是說切削區(qū)的溫度、壓力與切削液的冷卻效果、切削參數(shù)的選取相互牽連,相互制約。由此可見,要取得良好的切削效果,切削用量的選擇十分重要。實驗研究表明:在MQL中,較高的切削速度,較低的進給速度,較小的切削深度有利于良好的表面質(zhì)量。

四、結(jié)語

MQL技術(shù)可以用極微量的切削液代替?zhèn)鹘y(tǒng)的需澆注大量切削液的澆注式切削,減少與切削液相關(guān)的費用和工藝,保護環(huán)境和工人健康,實現(xiàn)綠色加工,它將是現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展趨勢之一,在制造業(yè)具有廣闊的工程應(yīng)用前景和良好的社會經(jīng)濟效益。

參考文獻

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[6]陳日曜.金屬切削原理(第二版)[M].北京:機械工業(yè)出版社,1994.

篇（9）

殷建華教授的人生經(jīng)歷了曲折、艱苦和成功的喜悅。殷建華教授出身于湖北省崇陽縣白霓鎮(zhèn)。白霓鎮(zhèn)是鄂南因橋而興的湖北古鎮(zhèn),歷史悠久,源遠流長,明嘉靖四十年(1561年)邑商熊白霓為方便百姓,捐資建橋于高堤河上,為銘善舉,故以“白霓”命名,至今已有四百多年歷史。白霓文化深厚,景觀璀璨,是中國民間藝術(shù)――提琴戲之鄉(xiāng),廣泛流傳民間敘事詩《鐘九鬧漕》的產(chǎn)生之地。1977年在該鎮(zhèn)大市出土的商代銅鼓,距今已有3000多年歷史,成為崇陽古代文明象征。1979年,治內(nèi)出土的獸面紋提梁卣是青銅藝術(shù)瑰寶,鎮(zhèn)西南金城山上有宋太史黃庭堅讀書的遺跡――金城墨沼,為“崇陽古八景”之一。建于后唐和宋代的崇陽歷史上著名的水利工程石枧堰,遠陂堰,至今已越千年;三國時期,東吳大將陸遜曾屯兵金城山;清朝晚期,將士與清軍血戰(zhàn)歇馬山。建于明清時代的石板街,全長317米,青石路、朱大門、馬頭墻、斗拱楣,雕欄畫柱,檐牙高啄,古樸黃雅,巷道曲折,斬紉巳,是中華傳統(tǒng)民居之寶貴遺產(chǎn)。

殷建華教授小時候,在石板街上古色古香的居屋長大。他在鎮(zhèn)上就讀于白霓小學(xué),1968年底隨母親李鳳儀和哥哥殷建國從白霓鎮(zhèn)下放到堰下鄉(xiāng)第一生產(chǎn)隊務(wù)農(nóng),便在這里上金城中學(xué),之后去白霓高中上學(xué),1975年高中畢業(yè)后回到堰下鄉(xiāng)第一生產(chǎn)隊。他在農(nóng)村種過田,在大市渡槽工地當(dāng)農(nóng)民工,之后到青山第三級水電站工地指揮部當(dāng)文宣員,直到1977年冬季參加“”后的第一次高考,考上重慶建筑工程學(xué)院(現(xiàn)并入重慶大學(xué))。

刻苦學(xué)習(xí)

批判性思維 創(chuàng)新性實踐

殷建華在重慶建筑工程學(xué)院水港系讀航道與港口工程專業(yè),以優(yōu)秀的成績于1981年底畢業(yè),同年考上中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所碩士研究生。從師于中國著名的巖土力學(xué)袁建新先生、袁先生1948考入土木系――1952年獲學(xué)士學(xué)位。1956年入美國路易維爾大學(xué)土木系,1957年獲碩士學(xué)位并受聘于美國波音飛機公司任副工程師。1958年底,袁建新先生通過印度駐華盛頓大使館與中國國務(wù)院取得了聯(lián)系,他沖破了重重阻撓,終于經(jīng)香港于1959年元月抵達祖國。

殷建華在導(dǎo)師袁建新教授的指導(dǎo)下,順利完成了他的碩士論文《土的非線性剪脹應(yīng)力-應(yīng)變模型》。他指出了當(dāng)時非常流行的用于土石壩和地基有限元分析的鄧肯-張非線性應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)模型中的缺點:此模型不能描述土的剪脹性和剪縮性。由此,殷建華提出了新的土的非線性剪脹應(yīng)力-應(yīng)變模型,作了試驗驗證,并將新的模型用于土石壩和巖土工程限元分析計算分析。

碩士畢業(yè)后,殷建華留在武漢巖土力學(xué)所工作,任助理研究員。作為“”后培養(yǎng)的第一批碩士生和年青研究人員,他參加了“”后的第一次全國土的剪切強度與本構(gòu)關(guān)系會議。會議在湖北省武當(dāng)山附近的老河口市召開。在會上,殷建華組織青年論臺,積極發(fā)言,受到老一輩的歡迎與肯定。

1986年9月,殷建華通過考試與挑選,得到中國科學(xué)院的獎學(xué)金,被公派到加拿大曼尼托巴大學(xué)土木系攻讀博士學(xué)位。在曼尼托巴大學(xué)他所有學(xué)的總共6門課,取得3個A+和3個A的優(yōu)秀成績,是班上第一名。由此,他得到大曼尼托巴大學(xué)外國學(xué)生獎學(xué)金。他的博士學(xué)位研究是在著名的James Graham 教授指導(dǎo)下完成的。James Graham 教授曾任加拿大巖土工程學(xué)會主席和加拿大巖土工程刊物的主編。殷建華博士論文題目是《土的時間有關(guān)的應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)模型》。對于土的時間有關(guān)的應(yīng)力應(yīng)變特性的建模研究是一個活躍的有著長期歷史的研究領(lǐng)域。早期的研究得追溯到十八世紀(jì)的Maxwell的流變模型和Kelvin的流變模型,許多中國學(xué)者在這個領(lǐng)域上也作出了巨大的貢獻。但先前的工作或模型都有一些局限性。殷建華基于前人的工作、科學(xué)原理和對土的蠕變行為的基本理解,建立了一個新的一維彈粘塑性本構(gòu)模型,即非線性流變模型,是對線性的Maxwell的流變模型重大發(fā)展。該模型描述了土在一維任意荷載條件下與時間有關(guān)的非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。模型被試驗數(shù)據(jù)驗證并用于固結(jié)分析中。殷建華教授歸納和闡述了一個重要的土的蠕變特性,即土單元的蠕變率僅與應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)有關(guān),而與加載路徑(或加載歷史)無關(guān)。該模型在提出之后又進一步得到發(fā)展,得到了更廣泛的應(yīng)用。他只用了3年7個月的時間便完成了博士學(xué)位課程與研究,取得博士學(xué)位。當(dāng)時在土木系,他是最短時間內(nèi)取得博士學(xué)位的研究生。

博士畢業(yè)后,殷建華博士在加拿大東海岸一顧問設(shè)計公司工作兩年多,后在一研究中心工作兩年,于1994年來到香港一顧問設(shè)計公司工作,1995年9月加入香港理工大學(xué),從助理教授,副教授,到2002年成為正教授。

殷建華教授現(xiàn)成為香港屈指可數(shù)的專業(yè)人士、工程師。他的人生之路真實地寫滿了努力與奮斗!

人們都說,三分天注定,七分靠打拚。殷建華教授的人生恰如其分地演繹了這句話的含義,從而給我們一個有力地啟發(fā)――做事情也好,做學(xué)問也罷,最重要的是靠自己的努力,堅持選擇,并拿出堅持不懈的努力和奮斗的勇氣!

而這,對于當(dāng)下那些在生活面前彷徨無助,甚至開始困惑于自己專業(yè)選擇的年輕學(xué)子們,尤其有值得思索的意義。

努力成材學(xué)貫中西

2004年7月19日。這一天,殷建華教授應(yīng)邀回到他曾經(jīng)讀碩士和工作過的中科院武漢巖土力學(xué)所,為該所科研人員和研究生作了一場題目為“巖土工程發(fā)展過程研究方法、經(jīng)驗總結(jié)和個人體會”的學(xué)術(shù)報告。報告中,殷建華教授從土力學(xué)的發(fā)展過程、個人的求學(xué)經(jīng)歷、生活家庭的變化情況等幾個方面向該所在座的師生們作了生動具體的介紹,并號召學(xué)生們抓住現(xiàn)在的好機會,努力學(xué)習(xí),為國爭光。

作為香港理工大學(xué)教授,知名的巖土工程師,殷建華教授經(jīng)常應(yīng)邀前往各高校作學(xué)術(shù)演講或者學(xué)術(shù)報告,往往能夠在高校引起強烈的反響,達到增進友誼、擴大共識、合作交流與共同發(fā)展的學(xué)術(shù)交流目的。但是,在中科院巖土所的這一場學(xué)術(shù)報告,帶給學(xué)生們的意義卻全然不同。

在中科院武漢巖土力學(xué)所學(xué)子們的心中,除了在學(xué)術(shù)的交流中增長見識外,他們的心中更受到一種精神的激勵,情不自禁地升起對上進的強烈渴望,因為為他們作學(xué)術(shù)報告的那一位教授,曾經(jīng)就是他們的校友――1984年的碩士研究生。殷建華教授于2002年被聘為武漢巖土所巖土力學(xué)重點實驗室兼職研究員。在殷建華教授的心中,對中科院武漢巖土力學(xué)所是充滿了感情,所以這樣一場學(xué)術(shù)報告,他將自己的求學(xué)經(jīng)歷和學(xué)術(shù)結(jié)合在一起,濃縮了自己這一段學(xué)術(shù)生涯的風(fēng)雨歷程。那就是,從求學(xué)起,殷建華教授就一直用“努力”詮釋著自己的人生價值,正如同他自己所說:“人的一生,全靠自身努力,唯有努力不懈,才能成功。”

縱觀殷建華教授的求學(xué)經(jīng)歷,從學(xué)士到碩士再到博士,字面上一切一帆風(fēng)順,但是在實際生活中,卻是要付出許多努力和汗水。

殷建華教授在大學(xué)時選擇的專業(yè),就是巖土工程。而巖土工程是一門很博大、很深奧的學(xué)問,以大學(xué)有限的知識面,去探索里面的奧秘,顯然是很艱難的。因為一個系統(tǒng)的科學(xué),就好像源頭活水,支流旁支駁雜,衍生出很多很細的專業(yè),讓人難以一一追根尋源。殷建華教授坦白說:“在進大學(xué)之前,對于這個專業(yè),其實我不大懂。”

但是進了這個專業(yè),真正了解了這個專業(yè)博大的系統(tǒng)之后,殷建華教授也依然是坦然面對,在研究生專業(yè)的選擇上,依然是選擇巖土工程,只不過,這個時候經(jīng)過大學(xué)的系統(tǒng)學(xué)習(xí),對這個專業(yè)有了一個一般的了解,殷建華教授因此朝著專業(yè)細化地方向發(fā)展。對此,殷建華教授作了一個形象的比喻:“就好像建房子,不是一家兩家公司,也不是一個兩個專業(yè)就可以做出來的。建房子,除了地基和結(jié)構(gòu),還涉及到建筑學(xué)、機械工程、通風(fēng)等一系列的學(xué)問。”

有人說,學(xué)習(xí)是一顆辛苦、無味的種子,埋藏在你人生路上,你只有用汗水澆灌,才能結(jié)出美味可口的果實。的確,在一般人心中,巖土工程這樣的專業(yè),每天要與數(shù)據(jù)打交道,時間長了會覺得索然無味,失去學(xué)習(xí)的興趣。殷建華教授在選擇武漢的中國科學(xué)院研究所之后,也是有過一陣子的迷惑,因為專業(yè)的細分遠遠不是大學(xué)時候所學(xué)可以比擬的。但是殷建華教授很快愛上了自己的專業(yè),在他看來,這個專業(yè)是用來解決實際問題的,并不是很抽象,因此在長時間的學(xué)習(xí)中,他并沒有覺得枯燥。或許是抱著這樣的學(xué)習(xí)心態(tài),加上自身刻苦的努力,殷建華教授取得了自己的進步,取得了讓別人看得見的進步。因此在拿到碩士學(xué)位之后,得到中科院的選派和獎學(xué)金前往加拿大攻讀博士學(xué)位。

努力付出往往和收獲成正比。在加拿大留學(xué)的日子,殷建華教授不負眾望,拿到了加拿大 Manitoba 大學(xué)優(yōu)秀外國學(xué)生獎學(xué)金,所有功課都是班上第一名。之后,殷建華教授順利地拿到了博士學(xué)位,成為一名學(xué)貫中西的專家學(xué)者。而對于許許多多正在求學(xué)的學(xué)子們來說,殷建華教授的這一段求學(xué)經(jīng)歷,卻如同一盞明燈,驅(qū)散了那些學(xué)生心中的迷惘,激勵著學(xué)生們努力、努力、再努力。

傳道授業(yè)不懈求索

古人曰:師者,所以傳道授業(yè)解惑也;現(xiàn)在我們說:教師是人類靈魂的工程師。從古到今,教師這個職業(yè)都是高尚的,受人尊重的。作為一名學(xué)貫中西的專家學(xué)者,殷建華教授最終將自己的角色定位在教師這個位置上,值得人尊敬。

選擇在香港理工大學(xué)任教,殷建華教授并不自恃學(xué)問高就傲物,而是從低做起,踏踏實實,一步一個腳印,對自己負責(zé),也對自己的學(xué)生負責(zé),從助理教授很快升到了副教授,隨后又在2002年升為正教授。

職稱的飛快提升,是香港理工大學(xué)作為一所名牌大學(xué),對殷建華教授最大的肯定;而殷建華教授在教書育人的同時,也真正實現(xiàn)了自己的人生價值,將自己的專業(yè)作出了最大的貢獻。

當(dāng)初,獲得博士學(xué)位后,殷建華教授并沒有急于回到國家,而是在加拿大東部城市的一個顧問設(shè)計諮詢公司和一研究中心分別工作過兩年。而移居香港后,也在一個顧問設(shè)計諮詢公司工作接近一年。可以說,這幾年的工作經(jīng)歷,使得殷建華教授所學(xué)的理論知識,在實踐中得到了很好地印證,也很好地鍛煉了自己的能力,更增強自己解決實際問題的能力。而這些,更為他成為一名優(yōu)秀的教授打下了良好的理論與實際相結(jié)合的基礎(chǔ)。

據(jù)了解,殷建華教授所指導(dǎo)的兩大學(xué)生畢業(yè)論文連續(xù)兩年 (1999-2000年, 2000-2001年)被香港工程師學(xué)會評為第一名,并得到獎金和證書。殷建華教授介紹說:“我們對教學(xué)很重視,也重視跟學(xué)生溝通。我們學(xué)校教學(xué)有一整套系統(tǒng),很完善,也很出色,所以本科生從我們這里畢業(yè)都很有收獲,在社會上也很有改變。”

優(yōu)秀的教師,培養(yǎng)出優(yōu)秀的學(xué)生,但本質(zhì)上,殷建華教授也是一名優(yōu)秀的學(xué)者。他擔(dān)任高校聯(lián)工程師聯(lián)合會主席,將香港高校的許多工程界的朋友,匯聚在一起,在專業(yè)的碰撞間,實現(xiàn)聯(lián)會對香港、對國家更大的貢獻。

可以說,殷建華教授是國際巖土力學(xué)界十分活躍的青年專家學(xué)者,目前不僅擔(dān)任國際巖土力學(xué)計算方法與進展學(xué)會副主席、國際巖土力學(xué)與工程學(xué)會會員、中國力學(xué)學(xué)會巖土力學(xué)專業(yè)委員會委員、中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會及地面巖石力學(xué)與工程專業(yè)委員會委員、中國地質(zhì)學(xué)會及工程地質(zhì)專業(yè)委員會委員、香港力學(xué)學(xué)會委員等職務(wù),同時還擔(dān)任《加拿大巖土工程》學(xué)報副主編、國際《巖土力學(xué)與巖土工程》學(xué)報主編之一,美國《國際巖土力學(xué)》學(xué)報編委、國際《海洋地球資源與巖土工程》學(xué)報編委、《防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報》編委、《巖土力學(xué)與工程學(xué)報》編委、《巖土工程界》編委、《結(jié)構(gòu)工程進展》國際雜志編委。

積極參與國內(nèi)、國際學(xué)術(shù)的同時,殷建華教授也有自己的學(xué)術(shù)研究,在科研上取得豐富的成果:首創(chuàng)性地給出等效時間定義和土的一維、三維粘塑性模型,并應(yīng)用于土體完全耦合的固結(jié)分析;首創(chuàng)性地將Timoshenko Beam Model用于土工布加筋土地基模擬;提出有排水板和用非線性土的本構(gòu)方程(維彈粘塑性模型)完全耦合的固結(jié)分析的有效的有限元方法;首創(chuàng)性地將填海造地工程和土的固結(jié)理論及分析與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合。

其中,殷建華教授取得4項專利,出版了2本專著和編輯了3本書籍,發(fā)表了300多篇學(xué)術(shù)論文, 其中102篇學(xué)術(shù)論文在國際科學(xué)引文索引數(shù)據(jù)庫中的科學(xué)期刊(Journals in Science Citation Index )上發(fā)表。

篇（10）

計算機圖形設(shè)計隨著社會的不斷進步和人們觀念的提高而不斷發(fā)展。通過計算機軟硬件的進步，計算機繪圖軟件也逐漸成為設(shè)計行業(yè)表現(xiàn)手段的主流。所謂計算機數(shù)碼圖形就是設(shè)計師通過計算機技術(shù)表現(xiàn)設(shè)計意圖，最終以電腦圖像的方式告知客戶，使客戶清晰理解設(shè)計師的設(shè)計意圖和創(chuàng)意，是一種對比傳統(tǒng)手繪更為直接，更加有效的表現(xiàn)方式。

一、計算機數(shù)碼圖形藝術(shù)設(shè)計的起源

計算機的出現(xiàn)和應(yīng)用，使我們的生活日新月異。計算機數(shù)碼圖形起源于計算器圖形軟件技術(shù)的產(chǎn)生，計算機數(shù)碼圖形輔助設(shè)計的研究構(gòu)想發(fā)端于20世紀(jì)50年代，但最早應(yīng)用的計算機圖形技術(shù)是在1963年，美國麻省理工學(xué)院的研究人員伊凡?蘇澤蘭特在美國計算機聯(lián)合會會議上發(fā)表名為《畫板》的博士論文，從此開始了計算機圖形設(shè)計的發(fā)展歷程。他從1950年開始開發(fā)通過圖形技術(shù)來處理人與計算機交互對話的操作系統(tǒng)。1963年，這套以主機、顯示屏、光電筆和鍵盤為工作的圖形畫線系統(tǒng)得到實現(xiàn)。，這套圖形畫線系統(tǒng)的開發(fā)，使用戶可以運用電腦畫出直線、復(fù)雜曲線以及簡單的標(biāo)準(zhǔn)部件。

我國計算機圖形技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代，與國外計算機圖形技術(shù)發(fā)展的軌跡相似，國內(nèi)計算機圖形技術(shù)的研究與發(fā)展基本上是從各高等院校發(fā)展起來的。20世紀(jì)90年代，隨著我國現(xiàn)代化進程的迅猛發(fā)展以及計算機的普及，在藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域中，計算機數(shù)碼圖形技術(shù)開始逐漸被人們應(yīng)用和認(rèn)可。

二、我國計算機數(shù)碼圖形藝術(shù)設(shè)計的現(xiàn)狀

中國數(shù)碼圖形行業(yè)近幾年來一直保持著高速發(fā)展的狀態(tài)，備受矚目。目前，數(shù)碼圖形行業(yè)在我國已經(jīng)形成一個以技術(shù)為基礎(chǔ)的視覺藝術(shù)創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)。關(guān)于這個行業(yè)目前的現(xiàn)狀如何，主要從事哪些領(lǐng)域，以及發(fā)展趨勢和就業(yè)前景，都有很大的分析價值和探究意義。我國數(shù)碼圖形行業(yè)起步大約是從2000年開始，經(jīng)歷了10年的發(fā)展，在北京、上海、廣州、武漢等幾個大的城市，有著相當(dāng)好的發(fā)展勢頭，但相對于美國等國外發(fā)達國家而言，我國的計算機數(shù)碼圖形行業(yè)仍然處在相對幼稚的發(fā)展階段。隨著以計算機為主要工具進行視覺設(shè)計和生產(chǎn)的一系列相關(guān)產(chǎn)業(yè)的形成，數(shù)碼圖形的概念正隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓展在不斷擴大，并在不同領(lǐng)域中呈現(xiàn)出不同的特點和趨勢。

數(shù)碼圖形行業(yè)是電腦技術(shù)和創(chuàng)意藝術(shù)的結(jié)合體，幾乎涵蓋了計算機技術(shù)進行的所有視覺藝術(shù)創(chuàng)作，包括游戲美術(shù)、三維動畫、影視多媒體特效、建筑設(shè)計等。縱觀2010年我國數(shù)碼圖形行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，主要體現(xiàn)在以下四個領(lǐng)域：建筑效果圖、影視制作、動漫設(shè)計和游戲美術(shù)。

1.建筑效果圖。是指以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)，以建筑產(chǎn)品為對象的設(shè)計手段，充分地利用了模擬仿真技術(shù)，主要通過圖形軟件實現(xiàn)。建筑師可以虛構(gòu)出一個三維場景，用動態(tài)交互的方式全方位展示自己的作品，讓客戶和消費者進行身臨其境的觀賞。數(shù)碼圖形技術(shù)帶出的建筑可視化產(chǎn)業(yè)，擁有著廣闊的市場前景，但目前國內(nèi)建筑師在這方面的技術(shù)大多處于中低端水平，導(dǎo)致市場競爭異常激烈。

2.影視制作。數(shù)碼圖形影視制作主要體現(xiàn)在影視后期加工、欄目包裝和電視廣告設(shè)計等方面，運用電腦合成特效去實現(xiàn)攝像機和人工道具無法實現(xiàn)效果，在更好達到制作者意愿要求的同時，也給廣大電影電視觀眾帶來了前所未有的視覺盛宴。國內(nèi)每年都會推出幾部以追求極致畫面水平和場景的電影電視作品，并且在商業(yè)運作機制的配合下，大都取得了相當(dāng)可觀的贏利效果。然而，由于數(shù)碼圖形影視制作的成本極高，市場容量有限，再加上影視觀眾口味的日益挑剔，其帶來的商業(yè)贏利效果在逐步弱化。

3.動漫藝術(shù)。它是數(shù)碼圖形行業(yè)中最為人熟知的領(lǐng)域。近些年來，隨著國外電影類動畫大片在國內(nèi)的火熱上映，精彩逼真的視覺效果帶來的巨大贏利，引發(fā)了我國動漫藝術(shù)產(chǎn)業(yè)革命的爆發(fā)。在政府的大力扶持下，我國培養(yǎng)出了大批動漫藝術(shù)專業(yè)人才，與此同時，從事動漫藝術(shù)開發(fā)創(chuàng)作的企業(yè)也日益增多，國產(chǎn)動漫作品也如同雨后春筍般相繼誕生。

4.游戲美術(shù)。相比于前面三個領(lǐng)域，從發(fā)展前景還是最終贏利效果上來看，數(shù)碼圖形游戲美術(shù)產(chǎn)業(yè)都明顯優(yōu)勝。

憑借令人矚目的發(fā)展速度和不斷豐富的產(chǎn)業(yè)元素，網(wǎng)絡(luò)游戲出版產(chǎn)業(yè)正對經(jīng)濟社會發(fā)展和人們的文化休閑生活產(chǎn)生越來越大的影響，成為我國文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)中不可或缺的重要組成部分。

三、數(shù)碼圖形行業(yè)就業(yè)分析

數(shù)碼圖形行業(yè)的就業(yè)情況是近些年來的熱議問題。通過上述對2010年數(shù)碼圖形行業(yè)四大領(lǐng)域的市場狀況分析。從人才需求的角度上來看，目前，建筑可視化領(lǐng)域缺乏高端水平人才；影視制作領(lǐng)域由于制作成本昂貴，人行門檻較高，難以進入：動漫設(shè)計領(lǐng)域人才基本處于飽和狀態(tài)；游戲美術(shù)領(lǐng)域?qū)?shù)碼圖形人才的需求量最大，并且在未來五年內(nèi)都將保持著較大缺口。

一個優(yōu)秀的數(shù)碼圖形游戲人才，需要具備過硬的專業(yè)基礎(chǔ)和高端的技術(shù)水平。隨著國產(chǎn)網(wǎng)游進入新紀(jì)元的到來，游戲美術(shù)水平成為了最基礎(chǔ)的專業(yè)技術(shù)衡量標(biāo)準(zhǔn)。然而，目前我國高校并未設(shè)置游戲美術(shù)學(xué)習(xí)專業(yè)，而社會上絕大多數(shù)游戲動漫培訓(xùn)機構(gòu)也大都偏向于游戲程序開發(fā)和網(wǎng)頁設(shè)計類，這給廣大立志投身游戲美術(shù)行業(yè)的學(xué)生造成了無處投醫(yī)的局面。未來五年內(nèi)，中國數(shù)碼圖形行業(yè)總體處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，而游戲美術(shù)作為主力領(lǐng)域，未來市場前景不可估量，但隨著從業(yè)人數(shù)的增加，競爭也會愈演愈烈，因此，誰能盡早一步踏人游戲美術(shù)行業(yè)，誰就能率先獲得高薪的機會。

參考文獻：

篇（11）

中圖分類號：TB857+.3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）46-0380-02

0 引言

20世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)、社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民的物質(zhì)生活不斷提高，人們對能源的需求越來越大，然而在目前這個依然以化石燃料為主要能源支柱的社會中，由于石油等化石燃料的短缺而造成的能源危機屢次出現(xiàn)，并且由于現(xiàn)代科學(xué)、工業(yè)技術(shù)如此發(fā)達，也造成了環(huán)境的污染以及由于二氧化碳的排放導(dǎo)致了溫室效應(yīng)。對于目前人類來說，尋找一種干凈無污染的新能源顯得如此重要。

對于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機旋轉(zhuǎn)發(fā)電機來說，存在著效率低并且高排放等缺點，并且存在著中間機械傳動機構(gòu)，增加了損耗，降低了效率[1]，而采用斯特林發(fā)動機與直線發(fā)電機相結(jié)合，減少了中間的機械傳動結(jié)構(gòu)，使整個系統(tǒng)更緊湊、可靠，系統(tǒng)效率也得到大幅提升，相比于內(nèi)燃機，斯特林直線發(fā)電機存在以下優(yōu)點[2-4]：

（1）振動小、噪音低

斯特林發(fā)電機的工作腔與大氣隔絕，壓力上升的速率也不高，由于沒有傳動機構(gòu)，所以運轉(zhuǎn)十分安靜，不必使用隔聲或消音裝置。

（2）排放低

斯特林發(fā)電機是外燃機，不像內(nèi)燃機那樣需要每個循環(huán)與外界交換氣體，斯特林發(fā)電機的工作燃氣一直保存在氣缸內(nèi)，而不需要與大氣交換氣體，因此它的排放很低，污染很小。

（3）結(jié)構(gòu)簡單

無需燃氣壓縮機， 無需排氣裝置，比內(nèi)燃機少50%的零部件，維護成本較低。

（4）燃料選材廣泛

連續(xù)燃燒加熱允許使用最廣泛的燃料和能源，其中包括氣體、液體、固體燃料以及各種再生能源。同時還可以直接使用放射性能源產(chǎn)生的熱量進行運行發(fā)電，這是其它原動機所不具備的能力。

（5）效率高

沒有連桿、軸或軸承，只有滑動配合，由工質(zhì)本身作為劑，因而有非常高的機械效率。一臺輸出功率為1kW的斯特林發(fā)電機，機械效率可達90%多；而曲柄連桿式發(fā)動機的機械效率一般只有80%左右。

斯特林直線發(fā)電機因其存在以上一系列優(yōu)點而備受人們關(guān)注，也決定了它在工業(yè)中的各個領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

1 工作原理

斯特林發(fā)動機是一種能以多種燃料為能源的閉循環(huán)回?zé)崾桨l(fā)動機，與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機相比，斯特林發(fā)動機是一種外燃機，它是依靠外部的熱源對其密封在機器中的工質(zhì)進行加熱，進行閉循環(huán)，就是說工作燃氣一直保存在氣缸內(nèi)，而不需要與大氣交換氣體[5]。斯特林發(fā)動機在做功時，不是通過燃料在氣缸內(nèi)部瞬間升到很高的溫度和壓力進行爆震去推動活塞，而是依靠外部的熱源對其熱膨脹氣缸持續(xù)傳熱，由機器內(nèi)部不斷升溫升壓的工質(zhì)去推動活塞做功，因此在工作時較內(nèi)燃機要平穩(wěn)，而且噪音要小很多，另外斯特林引發(fā)動機往維修需求較低，工作起來更高效、更安靜、而且更可靠。

斯特林直線發(fā)電機的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由斯特林原動機和直線發(fā)電機兩大部分構(gòu)成，通過斯特林原動機的動力活塞與直線發(fā)電機的動子相連接。斯特林原動機屬于外燃機，在整個周期中為一個封閉的循環(huán)，主要由膨脹腔、壓縮腔、配氣活塞、動力活塞、加熱器、冷卻器、回?zé)崞骱蜌飧走@幾部分構(gòu)成。靠近冷卻器一端的為壓縮腔，而靠近加熱器一端的為膨脹腔，而配氣活塞的運動可以調(diào)整壓縮腔與膨脹腔的氣體的比例，斯特林原動機的工作是通過外部熱源對于氣體進行加熱，從而使得膨脹腔內(nèi)氣體壓力增大，首先推動配氣活塞運動，使得壓縮腔內(nèi)的氣體壓力變大，從而推動動力活塞運動，帶動直線發(fā)電機的動子運動而發(fā)電的。

2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

十八世紀(jì)，由于當(dāng)時蒸汽機工作很不可靠，并且效率很低，因此在1816年，英國人羅伯特？斯特林發(fā)明了斯特林發(fā)動機[6]，但由于當(dāng)時缺乏良好的耐熱材料以及人們對斯特林發(fā)動機的性能了解很少，以致及其的效率和功率都很低，因此到十九世紀(jì)中葉的時候，當(dāng)高效率的內(nèi)燃機出現(xiàn)后，斯特林發(fā)動機的研制工作就停止了。而再一次開始斯特林發(fā)動機的研制就要到二十世紀(jì)了，1938年，荷蘭的飛利浦公司開始了現(xiàn)代斯特林發(fā)動機的研制工作，從20世紀(jì)的30年代至60年代，發(fā)展了現(xiàn)代的斯特林發(fā)動機，并用于發(fā)電、船舶、汽車、農(nóng)業(yè)機械等領(lǐng)域。之后多家公司開始研究斯特林發(fā)動機，從技術(shù)繼承上來講，其中主要包括聯(lián)合斯特林發(fā)動機公司（United Stirling）、考庫姆斯公司（Kockums AB）、德國SOLO公司、美國STM公司（Stirling Thermal Motors.Inc）、美國SES公司（Stirling Engine Systems. Inc）等。歐美政府很重視斯特林發(fā)動機的發(fā)展和應(yīng)用，尤其是將其應(yīng)用于太陽能碟式熱發(fā)電系統(tǒng)中。從20世紀(jì)70年代起，經(jīng)過四十年左右的發(fā)展，現(xiàn)在美國的幾十千瓦級的斯特林發(fā)動機技術(shù)已經(jīng)很成熟了，而德國、瑞典等國家也有比較成熟的斯特林發(fā)動機技術(shù)。

美國Sunpower公司一直致力于對斯特林發(fā)動機的研究，1969年正式開始研究斯特林發(fā)動機，到現(xiàn)在，不管是作壓縮機，還是作原動機用，都處于世界領(lǐng)先地位，而單從作為發(fā)電機的原動機用來看，產(chǎn)品應(yīng)用于航天、軍事、家用和工業(yè)研究等各方面領(lǐng)域。1984年Berchowitz D.M.就提出了斯特林發(fā)動機與直線發(fā)電機的一體化發(fā)電，并研制了一個3kW的樣機，該樣機運行時安靜，并且清潔度好[7]。而在1993年的時候就將斯特林直線發(fā)電機應(yīng)用在了電動汽車上。在1995年的時候，研制出了功率從1kW到10kW的斯特林發(fā)動機，燃料采用天然氣[8]。同一年，研制出了一種水平對置的5kW斯特林發(fā)動機。而在最近十年里，2003年研制了一個35W的斯特林發(fā)動機用于太空能源應(yīng)用中，并著手于提高效率和可靠性等方面，發(fā)電機效率為83%，系統(tǒng)效率為29%[9]。2005年，研究一種自由活塞斯特林直線發(fā)電機（FPSE）系統(tǒng)的控制方案，并將它應(yīng)用于軍事中，作為士兵隨身攜帶的動力系統(tǒng)，原動機采用42W的自由活塞斯特林發(fā)動機，用來驅(qū)動直線發(fā)電機發(fā)電，輸出額定功率為35W，經(jīng)過AC-DC轉(zhuǎn)化后，為用戶提供28V直流電壓[10]。同期，J.Gary Wood等人正在為NASA研究一種80W先進斯特林變換器作為航天中的能源供給用，該斯特林變換器熱端溫度能到850°C，當(dāng)工作時溫度比為3.0，功率密度為90W/kg時，整個變換器效率達到了40%[11-12]。2007年，James Huth等人研制出了以JP-8為燃料，可隨身攜帶的35W的斯特林發(fā)電機系統(tǒng)作為軍事中士兵的能源，整個系統(tǒng)重2.1kg，熱能轉(zhuǎn)換到電能的效率為21%[13]。Sunpower公司目前所研制的斯特林發(fā)動機功率從35W到7.5kW，幾種典型的產(chǎn)品如表1所示，主要的還是1kW以下的，可以看出效率都高于30%。

3 斯特林直線發(fā)電機應(yīng)用概述

由于斯特林直線發(fā)電機具有具有燃料來源廣、效率高、污染小和噪音低等優(yōu)點，目前已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域。斯特林直線發(fā)電機對燃料的適應(yīng)性很強，可用能源除了煤、石油、天然氣外，還可以利用太陽能、原子能、化學(xué)能以及木材、秸稈等農(nóng)林廢棄物燃燒所放出來的熱能，而下面主要針對斯特林發(fā)電機利用太陽能、輻射能和生物能的應(yīng)用進行介紹。

3.1 斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)

太陽能熱發(fā)電技術(shù)中最具發(fā)展?jié)摿Φ氖堑教柲芨邷匕l(fā)電技術(shù)，尤其是近幾年碟式斯特林太陽能發(fā)電技術(shù)更是令世界矚目，它具有光電轉(zhuǎn)換效率高、耗水量低、發(fā)電方式靈活及可逐步規(guī)模化等特點[14]。

20世紀(jì)70年代末到80年代初由瑞典USAB、美國Advanced Corporation、MDAC，NASA及DOE等開始對現(xiàn)代碟式太陽能熱發(fā)電技術(shù)進行研究。2006年，Infinia公司研制出一種“鍋蓋形狀”的太陽能發(fā)電機，和別的太陽能發(fā)電技術(shù)公司的手段不同，Infinia使用了類似衛(wèi)星電視天線樣的碟形“鍋蓋”來搜集太陽熱能，其它公司多半使用方形的太陽能面板，在吸收熱能方面，碟形設(shè)計比傳統(tǒng)的太陽能面板跟有效。普通的太陽能面板的光電轉(zhuǎn)化率為12%到15%，部分面板能夠達到22%，Infinia鍋蓋接收面板可以達到24%。

3.2 斯特林輻射能發(fā)電系統(tǒng)

在宇航探測中，由于環(huán)境的惡劣，對于傳統(tǒng)的采用太陽能電池陣列和蓄電池來供電的系統(tǒng)有時在遠離太陽的區(qū)域內(nèi)，無法得到充足的太陽能來保證太陽能電池板發(fā)電，然而卻有無窮無盡的輻射能供我們來利用，此時采用輻射能發(fā)電就體現(xiàn)出了足夠的優(yōu)勢[15]。

美國宇航局（NASA）一直致力于研究斯特林發(fā)電系統(tǒng)在航天技術(shù)中的應(yīng)用，研究了一種先進斯特林放射性同位素發(fā)電機ASRG（Advanced Stirling Radioisotope Generator）[16]。ASRG利用了Sunpower公司研制的先進斯特林變換器ASCs（Advanced Stirling Convertors），斯特林原動機帶動直線發(fā)電機發(fā)電，該直線發(fā)電機采用的是一種動磁型的結(jié)構(gòu)，而原動機采用Sunpower公司型號為EE-35的斯特林發(fā)動機，功率為35W，整個系統(tǒng)的功率密度接近100W/kg，ASC的溫度比為3.1，工作頻率為105Hz；當(dāng)熱端溫度為1123K時，電機轉(zhuǎn)換效率可達到38%。

3.3 斯特林生物能發(fā)電系統(tǒng)

斯特林發(fā)電機不僅能夠利用太陽能、輻射能等能源，還能利用沼氣、農(nóng)業(yè)廢棄物、廢材等生物能進行發(fā)電，而這一點優(yōu)勢在廣大的農(nóng)村，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、城鎮(zhèn)家庭有著廣闊的市場前景。

美國俄勒岡州科瓦利斯市廢水處理廠于2004年應(yīng)用55kw商業(yè)Stirling發(fā)動機建立了一座利用廢水處理中產(chǎn)生的沼氣發(fā)電的示范工程，解決了當(dāng)?shù)匾驌?dān)心使用內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)會帶來新的空氣污染而不能被利用的沼氣的問題。

4 結(jié)論

近年來，隨著直線電機的發(fā)展，斯特林直線發(fā)電機得到了人們廣泛的關(guān)注，斯特林直線發(fā)電機振動小、噪音低、排放低、結(jié)構(gòu)簡單、燃料選材廣泛以及效率高等優(yōu)點使得它在工業(yè)各個領(lǐng)域中也得到了更廣泛的應(yīng)用，隨著技術(shù)進步和新材料的開發(fā)，斯特林直線發(fā)電機的性能還有得到進一步的提高，應(yīng)用領(lǐng)域得到進一步的擴展，很可能成為21世紀(jì)一種主要的動力裝置。

參考文獻

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