機械設計及理論

機械設計及理論

"機械設計及理論"學科是機械工程一級學科所屬的二級學科,是對機械進行功能分析與綜合並定量描述與控製其性能的基礎技術學科,該學科單獨被評為國家重點二級學科的6所高校是北京科技大學天津大學、東北大學、同濟大學中國礦業大學、合肥工業大學,其餘高校如清華大學、上海交通大學燕山大學、中南大學、西安交通大學等該學科被涵蓋于機械工程國家重點一級學科之下。

  • 中文名稱
    機械設計及理論
  • 外文名稱
    mechanical design and theory
  • 屬    性
    研究生專業
  • 專業代碼
    080203

學科概況

機械設計及理論是機械工程一級學科所屬的二級學科,是對機械進行功能分析與綜合並定量描述與控製其性能的基礎技術學科,是定位機械工程各項細致工作流程及程式的歸納總結的簡單理論介紹。主要研究各種機械、機構及其零件的工作原理、運動和動力學性能、強度與壽命、震動與噪聲、摩擦、摩擦物理學、關系力學、磨損潤滑、機械創新與設計以及現代設計計算方法等課題。

學科的特色和優勢

以復合材料構件設計與製造、電腦輔助工程、輕工自動機械設計及理論研究為目標,將電腦輔助設計、現代檢測技術等套用于機械及其產品的設計過程中,掌握堅實的基礎理論和系統的專門知識。了解學科的現狀及發展趨勢,具有工程設計和管理的綜合貭素及知識結構,適合從事工程技術、教學科研及管理等工作。為輕工機械及食品機械行業中培養輕工行業高級科技。完成國家自然科學基金項目、省部級項目以及橫向課題多項,部分成果達到了國內領先、國際先進水準。

專業方向主幹課

彈性力學測試技術、有限元及程式設計、現代設計理論、機械最佳化設計、智慧型控製系統、仿生學、模態分析。

01 先進復合材料構件設計、製造與套用:採用復合材料設計製造機械構件,以實現減輕自重、減振、降噪、耐磨、自潤滑和降低成本的目的,為復合材料構件的材料設計、結構設計和工藝設計提供理論和試驗基礎。

02 機械創新設計與檢測技術:機械創新設計與檢測技術是一門多學科綜合性技術,研究領域包括:機械創新設計與有限元計算分析,機械振動與噪聲測試與分析,電腦輔助設計與製造、圖像處理技術。

03 輕工自動機械設計及理論:主要研究領域為輕工自動機械現代設計理論,輕工自動機械先進傳動技術,新型傳動機構研究與開發、輕工機械動力傳動的節能與環保、輕工業機器人開發與套用研究、機器人新機型、仿生機械研究等。

研究方向

機構學與機械動力學

主要研究平面及空間連桿機構的運動學及動力學分析與綜合(設計)的理論和方法,側重高速機構動力平衡、彈性機構動力綜合、含間隙機構動力分析與綜合、機械系統非線性振動特徵等前沿領域的研究。

機器人學

主要研究機器人的運動和動力分析、設計理論、方法及其套用,包括串聯和並聯柔性機器人動力學分析、柔性冗餘度機械臂振動控製、柔性並在線上器人冗餘驅動規劃、多柔性機器人協調操作及控製等領域 。

智慧型結構與機械系統監控

主要研究機電自動化中的製造系統監控、智慧型機械結構等關鍵技術。涉及感測器集成檢測、多信號融合、神經網路分析、智慧型決策以及敏捷材料的原理和套用、智慧型機械執行器的設計和實現等方面。

工程結構分析、CAD最佳化設計和智慧型控製

主要研究機械和一般結構、多學科的CAD最佳化與智慧型控製、結構數值分析模擬與可視化技術、工程系統運籌和套用軟體、實用數學規劃軟體和工程套用,以及在美國著名的工程套用軟體上進行二次開發。

現代測控技術與方法

主要研究機電系統健康監測、智慧型測試技術及信號處理以及無損檢測與評價技術。包括感測器的研製、電腦測控系統、數位信號處理與特征識別、無損檢測新技術及質量評價等方面的研究。

現代機電系統設計及控製

主要研究機電系統的現代設計方法及控製策略。側重電-液伺服系統的最佳化設計、直線交流伺服系統的精密控製技術、液壓與氣動的數位控製技術及套用。

機械振動與控製

主要包括四個研究方向:(1)非線性動力學、分叉和混沌動力學;(2)非線性振動與控製;(3)機械柔性結構和流固耦合系統的非線性動力學;(4)現代設計與電腦輔助工程。主要研究機械系統,機械柔性結構和流固耦合系統的非線性動力學、分叉和混沌極其控製問題,研究高維非線性系統的全局攝動法及規範形的計算和套用問題。

新型焊接設備

本研究方向包括:(1)綠色化焊接設備:以電腦仿真為主要手段,研究新型電力電子技術、設備的可靠性與電磁兼容性技術;(2)高效化焊接設備:以焊接物理研究為基礎,探索高速度和高熔敷率的焊接方法;(3)數位化焊接設備:以數位信號處理技術為基礎,研究全數位化控製的焊接設備;(4)智慧型化焊接設備:以智慧型控製理論為基礎,研究焊接過程質量的控製技術。

焊接機器人與焊接質量控製

本研究方向主要從事焊接機器人的套用極其整體性系統的集成。其中包括:(1)離線編程技術;(2)過程仿真與最佳化技術;(3)感測器與信號處理技術;(4)線上質量監控技術。

微機電系統(MEMS)技術

主要從事微機電系統(MEMS)技術極其套用、感測器技術、智慧型機器人技術等與機械學交叉領域的研究。

精密特種加工技術

屬于現代製造技術的範疇,主要研究精密電火花加工、雷射加工、超音波加工、電子束加工、離子束加工和電漿加工等特種加工技術,涉及光機電一體化、信號的採集與分析、神經網路、智慧型控製、精密微機械等的機理、設計及套用等方面。

重點學科

一級學科

0802機械工程

二級學科

080203機械設計及理論

國家重點學科

清華大學北京航空航天大學、吉林大學、北京科技大學、上海交通大學、西安交通大學、天津大學、湖南大學、東北大學、同濟大學、中國礦業大學、中國礦業大學(北京)、合肥工業大學、江蘇科技大學、燕山大學中南大學、重慶大學、華中科技大學

學科排名

二級學科機械設計及理論學科排名:

排名

學校名稱

等級

1

上海交通大學

A+

2

西安交通大學

A+

3

東北大學

A+

4

哈爾濱工業大學

A+

5

華中科技大學

A+

6

燕山大學

A+

7

清華大學

A+

8

重慶大學

A+

9

浙江大學

A

10

北京科技大學

A

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