机械工程概论论文范文
机械工程概论论文范文第1篇
关键词：机械工程控制；控制理论；教学改革；教学方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）22-0061-02
随着现代科学的迅猛发展，传统的机械工程学科发生了极为深刻的变革。控制理论、微电子技术、计算机技术与机械制造理论与技术的结合，促使机械工程领域各个方面发生根本性的变化，并且促进了机械工程中先进制造技术的发展，《机械工程控制基础》课程的开设就是为了适应这一现代科学技术变革的需要。“机械工程控制”是一门研究“控制论”在“机械工程”中的应用的科学，同时，它又是一种方法论，是科技工作者分析和解决问题的有效手段。《机械工程控制基础》课程是一门专业基础课，主要面向机械设计制造及其自动化专业本科生开设，既为后续的数控技术、机电一体化技术、机械工程测试技术、机器人技术等专业课程提供理论基础，也为学生毕业后进一步深造，以及从事机电一体化控制相关领域的应用与研究工作打下必要的理论基础。本文从课程的教学目标出发，结合课程的特点，对课程的教学方法进行分析研究，提高学生学习兴趣，培养学生的知识综合能力，使课程教学达到良好的效果。
一、明确课程教学目标
教学目标是课程教学的主线，教学过程中要时刻谨记课程的教学目标，深入理解课程的教学要让学生掌握什么、理解什么、最终要达到怎样的效果，所有的教学手段、教学方法应紧紧围绕这一主线进行。我校开设的机械工程控制基础面向机械设计制造及其自动化专业，总学时40学时（其中实验6学时），根据学时的设置和课程内容的系统性要求，我们制定课程的教学目标如下：①使学生理解控制系统的基本概念和掌握自动控制系统分析、设计（校正）的基本方法。②学会运用Matlab进行控制系统辅助设计和分析。③使学生能以动态（动力学）的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体而不是分离的角度，从整个系统中的信息传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为。④能结合工程实际，应用经典控制理论中的基本概念和基本方法分析、研究和解决其中的具体问题。教学目标的设定针对学生的个体发展需要，分层次，逐步提高。其中，既有共性，即所有学生必须掌握的，又包含个性，即体现学生自我发展的需要。
二、针对课程特点，制定教学方法
教学方法的制定应从课程的特点出发，才能达到良好的教学效果。工科类课程大多枯燥乏味，机械工程控制课程更加如此。机械工程控制基础课程内容涉及面广，课程的内容侧重理论，使得课程内容复杂且抽象，因此，如何提高学生学习课程的兴趣，从而发挥学生学习的主动性，是该课程教学中存在的普遍问题。
1.精彩的绪论，是激发学生兴趣的关键。机械工程控制基础课程的特定决定了该课程丰富的内涵，通过精彩的绪论内容，让学生进入课程中来，体会到课程的重要性，激发学生学习该课程的愿望，是整个课程教学成败的关键。①感性认识阶段。通过控制理论的发展历史、丰富的多媒体素材、控制理论在军事中的应用以及控制理论在家用智能电器中的应用，不但让学生耳目一新，又让学生感受到它与自己息息相关。②理性思考阶段。经典的实例和素材不单是简单的堆积，更要带领学生去深入的思考，通过讨论和师生互动的方式，让学生体会控制论的思想、方法，从而为理论教学奠定基础。
2.深入理解课程教学目标，系统化理论教学内容。课程的教学内容以系统建模―系统分析―系统校正为主线，首先让学生了解课程教学的总体结构。①了解系统模型：系统的微分方程、传递函数、频率特性模型之间的转换关系。②了解系统分析：时间响应分析、频率特性分析、系统的稳定性分析。③理解系统建模和系统分析的目的：系统的综合校正。通过使学生了解课程的总体结构，使学生明确学习目的。
3.深入理解课程教学目标，系统化理论教学方法。①侧重结论，淡化过程。结论的理解和总结贯穿于课程的始终，对结论的理解是课程教学目标的基本要求。结论的产生通常的教学过程是：物理模型―抽象―数学模型―分析―结论。在教学过程中应让学生理解和掌握这一分析结论的过程和方法，并淡化每一次结论分析过程中的数学推导过程，避免教学内容的枯燥和抽象使学生产生厌学的心理。②侧重应用，深化综合。通过具体化物理模型，应用基本概念与基本理论解决具体问题，最终使学生深入理解概念和理论的内涵。
三、理论与实践结合，提高学习兴趣
机械工程控制基础课程实验采用Matlab软件进行仿真分析，将课程理论应用通过软件进行实践应用，提高了学生对课程理论学习的兴趣，并加深了对理论知识的理解。课程的实验具体设置如下：①Matlab软件基本操作实验：应用Matlab软件进行基本的数学运算。②控制理论仿真基本操作实验：应用Matlab软件进行控制系统建模、时间响应分析、频率特性分析和系统的稳定性分析。③综合性试验：针对给定的系统及其性能指标要求，建立系统模型，应用Matlab软件进行系统的综合与校正。④设计性实验：自己设计控制系统，建立系统数学模型，进行Matlab仿真分析，应用自动控制原理实验箱，连接控制电路，分析系统。
四、以教学目标要求为基础，制定考试内容
机械工程控制基础课程中的基本概念、基本理论和基本方法，贯穿于课程的始终，对课程中基本概念、基本理论和基本方法的理解是课程的基本要求，但课程的教学目标更注重对知识综合应用能力的培养。因此，在考试内容的设置上应以综合试题为主，突出教学目标，通过知识的综合应用体现学生对基本概念、基本理论和基本方法的理解，避免学生考前突击、死记硬背、甚至考试作弊等现象。
五、改革考核方式，建立全程考核模式
机械工程控制基础课程的考核采用期末考试占60%，考勤占10%，作业占10%，实验占10%，文献查阅实例分析占10%的考核方式。采用全程考核模式，降低了期末考试在总成绩中的比重，使成绩构成多样化。作业的布置应少而精，使学生更多的思考问题，查阅资料，分析和解决问题，不但减轻了学生的学生负担，更锻炼了学生的自主学习能力。
本文就机械工程控制基础课程的教学目标和课程特点，分析了课程的理论教学方法，制定了课程实践教学内容与考试内容的设置，提出了课程的考核改革方法，实践证明，采用该教学方法，提高了学生的学习兴趣，锻炼了学生的自主学习能力，达到了良好的教学效果。
参考文献：
[1]杨叔子.机械工程控制基础[M].第六版.武汉：华中科技大学出版社，2011.
机械工程概论论文范文第2篇
关键词：机械工程控制基础 理论教学 实践教学 应用能力
中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0124-01
“机械控制工程基础”课程是机械工程类学生一门重要的专业技术基础课，是控制论与机械工程技术理论之间的边缘学科，研究以机械工程技术为对象的控制论问题[1-2]。由于该课程所研究的问题具有普遍性、概括性，而使该课程涉及的知识面非常广，理论性极强，且非常抽象，造成学生在学习该课程时感到“对所学内容不易消化吸收―― 比较难学、且针对性不强―― 乏味”等不良现象出现。这无疑最终使得相当一部分学生学习的主动性变差，产生厌学情绪，影响该课程的整体教学质量，也导致这部分学生知识体系链出现断链，制约其整体知识结构的全面建立。为了使学生树立起对这门课程的学习兴趣，为后续课程提供理论基础和设计分析方法，并为运用机械工程控制理分析和解决该领域实际问题奠定基础，本人根据这门课的教学经验有以下几点注记。
1 教学几点注记
1.1 教学方法应理论―实践―再理论
本课程所讨论的基本问题是在工程实践的基础上提升和抽象出来的内容，是分析和设计控制系统的共性问题，而具有高度的概括性、理论性。为了使学生较好的掌握和领会该课程的本质特性和其在研发前沿机械工程技术的重要性，首要的任务就是必须加强基本理论教学，这是这门课程的根。例如，对于“拉普拉斯变换的定义、性质和定理”这部分内容应该详细、重点的介绍，而不应该一笔带过。纵观现在的教材，有相当一部分把这部分内容并入“数学模型”这一章节，显然降低了该部分内容在这门课程中基础性和重要性。
在掌握一些基本理论的基础上，也一定要与实际结合起来，才能显示这门课的工程应用价值。在教学中多举一些机械工程应用实例，并详细地讲解如何用“机械工程控制理论”指导机械工程领域设计问题，诸如由“机床―夹具―刀具”工艺系统设计时的控制论问题、由“轮胎―车架―车体”组成车辆悬挂系统设计时的控制论问题等。
在教学中，既注重课程的理论性，又加强与工程实际的联系。这样，既克服机械工程控制理论的抽象性，又坚定了该理论来源于实践并再次指导实践。使学生的学习目的明确，能调动学习，从而很好地促进理论教学效果。
1.2 教学内容应提炼、重点应突出
“机械工程控制基础”的理论体系非常庞杂，在大纲要求有限的学时内不可能讲授完全部内容；况且对高等教育本身的培养性质来说，也不必把教材中的全部内容都进行介绍。因此，在教学中，应根据机械工程领域的应用实际，仔细分析研究教学内容，深刻理解教材的知识结构体系，对教学面进行精心提炼。既要保证学生对该课程的发展现状有全面的了解，又要保证教学中重点突出机械工程控制论特点。如：在教学中对于分析控制系统的性能特性时，应详细讲述机械工程领域应用广泛的时域分析法和频域分析法，而对于根轨迹法就不予详细讲解。
该课程理论的普遍性、通用性等特性，造成该课程的一些基本概念、定义及定理等具有深刻的内涵，如拉普拉斯变换的定义、传递函数的概念、频率响应的定义、系统的稳定性概念等。因而，在教学中，应注重强调对这些基本概念、定义、定理等的理解和应用；对于他们的推演过程，应适当的简化（只要推演过程精确即可、不必追求推演的严密性[3]），其目的是帮助学生的理解、记忆及灵活应用。
在教学中要分清主次，对于重点内容要突出讲、深入讲，如：典型环节、二阶振荡环节、频率特性、Bode图、稳定程度判断等。只有这样，才能使学生领会该课程的本质，进而应用该课程理论解决机械工程领域实际问题。
1.3 教学方式应多样化
对于教学方式应当多样化，如：板书教学与多媒体结合、实践实验教学与仿真教学结合等。这样可使抽象的概念具体化、形象化，激发和调动学生学习的主观能动性，提高教学质量。
1.4 加强学生应用能力培养
学习的最终目的是为了应用，用理论去解决工程问题。在教学应加强培养学生用机械工程控制理论解决实际工程问题的能力。
首先，在理论教学环节，加强控制理论与工程应用的结合。在教学过程中，结合机械工程实例，使学生的学习目标明确，提高学生理论应用实际意识。
其次，注重实验实践教学环节建设。课程应设置一些诸如典型环节的模拟分析、时域和频域的相应实验以及稳态误差的研究等验证性实验，也应设置相应的设计性、创新性实验，让学生应用控制工程理论解决机械工程领域的结构设计问题。
最后，着力培养学生应用仿真软件进行模拟分析应用能力。通过应用仿真软件模拟分析真实的机械工程控制系统的性能特性，可以提高了学生综合分析解决问题的能力，培养学生科研能力，为他们后期的专业学习以及将来工作和深造打下坚实的基础。
2 结语
“机械工程控制基础”课程的教学目的是如何让学生更好领会、掌握本课程的本质内容，并能灵活应用于生产实践。那么，在教学中，要结合该课程实际特点，密切专业联系，凝炼教学内容，突出教学的重点，以提高教学质量；培养学生学习的积极性，着力提高学生分析和解决问题的能力，加强培养学生的创新意识和能力。
参考文献
[1] 陈康宁.机械工程控制基础修订本[M].西安：西安交通大学出版社，2011：2-8.
机械工程概论论文范文第3篇
关键词：机械加工工艺；本体论知识；检索实现
习惯于网络检索知识的人都知道，网络能够存储的信心量是非常庞大的。而针对于某一个特定的机械来说，其小零件的制作工艺，其的制作步骤，其的制作要求都可以在计算机中进行存储。虽说，利用互联网技术进行存储确实方便，但是如何才能够让我们检索的时候也得到同样的便利呢？谷歌搜索引擎今天之所以能够受到大家的喜爱，正是其的关键词检索功能比其它的搜索引擎要强大很多。发挥出现代信息处理技术的最大优势，才能促进机械加工工艺知识检索的最大进步。
1. 本体论的基本介绍
1.1什么是本体论
本体是一个源于哲学的概念，原意是指事物的本源及本性。后来被人工智能领域引入，特指对概念化的显式说明（an ontology is an explicit specification of a conceptualization.）。有的哲学家，如柏拉图学派认为：任何一个名词都对应着一个实际存在；另外一些哲学家则主张有一些名词并不代表存在的实体，而只代表一种集合的概念，包括事物或事件，也有抽象的，由人类思维产生的事物。例如“社团”就代表一群具有同一性质的人组成的集合；“几何”就代表一种特殊知识的集合等。在计算机科学与信息科学领域，理论上，本体是指一种“形式化的，对于共享概念体系的明确而又详细的说明”。本体提供的是一种共享词表，也就是特定领域之中那些存在着的对象类型或概念及其属性和相互关系；或者说，本体就是一种特殊类型的术语集，具有结构化的特点，且更加适合于在计算机系统之中使用；或者说，本体实际上就是对特定领域之中某套概念及其相互之间关系的形式化表达（formal representation）。
1.2计算机中本体论的表述
就现有的各种本体而言，无论其在表达上采用的究竟是何种语言，在结构上都具有许多的相似性。大多数本体描述的都是个体（实例）、类（概念）、属性以及关系。在这一节当中，我们将分别依次论述本体的这些构成要素。常见的本体构成要素包括：一、个体（实例）：基础的或者说“底层的”对象。二、类：集合（sets）、概念、对象类型或者说事物的种类。三、属性：对象（和类）所可能具有的属性、特征、特性、特点和参数。四、关系：类与个体之间的彼此关联所可能具有的方式。五、函式术语：在声明语句当中，可用来代替具体术语的特定关系所构成的复杂结构。六、约束（限制）：采取形式化方式所声明的，关于接受某项断言作为输入而必须成立的情况的描述。七、规则：用于描述可以依据特定形式的某项断言所能够得出的逻辑推论的，if-then（前因-后果）式语句形式的声明。八、公理：采取特定逻辑形式的断言（包括规则在内）所共同构成的就是其本体在相应应用领域当中所描述的整个理论。这种定义有别于产生式语法和形式逻辑当中所说的“公理”。九、事件 （哲学）：属性或关系的变化。
2. 利用本体进行检索的模型建立
2.1什么是机械加工工工艺
机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺流程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。
2.2机械加工工艺领域中的本体获取
本体是概念模型的明确规范化说明，领域本体则是对具体领域中概念和关系的抽象描述，其功用和关系模式相似，是相关领域信息资源的组织框架。机械加工工艺知识本体则是这里所要建立的领域本体，它贯穿于整个体系结构中，为其它模块（本体推理、检索模块等）提供了参考和依据，是整个系统中的最为基础的模块。本体模型中的概念主要是指功能、概念、策略、任务、过程、行为等。若以“类”来表示的话，概念体系在任何领域中都是一个庞大的系统结构。比如对于工艺层中的机械加工方法，可分为磨削、车削、撑削、钻削和铣削等；模具可分为铣夹具、车夹具以及钻夹具等。基于本体的建模过程主要分三个步骤：一、分析相关领域知识；二、列举领域本体的概念，建立概念分类层次，形成概念本体树；定义类、关系和属性及实例等，用本体建模语言对本体进行形式化描述；三、本体的一致性及完备性评价。
2.3机械加工工艺中本体评估
本体的评估标准就是清晰性、一致性、完善性和可扩展性。清晰性是指本体中的术语被无歧义的定义，通俗点来说，指的就是本体的建立选择需要经过专家学者们的几番谈论之后，方可确定下来。经过专家学者研究之后的本体，其最后的本体科学率应该是最高的；一致性是指术语之间的关系逻辑上应一致，在本体中不应该出现术语和关系逻辑这样的低级错误；完整性是指本体中的概念和关系应该是完整的，应该包括机械加工工艺知识中的所有概念。同时完整性还需要保证本体的可用，也就是确定下来的本体，能够被人们所使用。可扩展性即是本体在以后的应用中能够扩展，随着机械行业的发展能加入新的概念。关于本体论的评估，这仅仅只是几个评论的方面，具体的评估手段，评测员们可以从实际生活经验出发，灵活地运用评估技巧。
2.4机械加工工艺中的本体名词
概念集合中，名词概念并非专属于机械加工工艺学，而是整个机械制造学共有的概念，谓词概念则并更是不仅仅属于机械类学科特有的概念而是某类通用概念的词汇，这些概念之下的实例概念则多半为机械类专用词汇，只有少量为工艺学特有概念。这些词汇在处于机械加工工艺学领域的时候，具有的属性和约束条件是其共同构成领域内的概念集合。
3. 结语
我们知道，现在的机械种类繁多，要对之行之有效地管理，就必须得借助于计算机科学技术。我们可以设想一下，当我们身临机械加工工艺知识烟海中，若想要快速的检索出我们想要的知识，若没有明确的指导，是很难在短时间内将其找出的。科学地利用本体论的方法，有分别地将机械加工工艺知识进行归类，才能够将其进行良好地管理。■
参考文献
[1]宋海峰技工学校《车工工艺与技能训练》一体化教学研究[J].湖南农机，2013，（7）：215-215，217
机械工程概论论文范文第4篇
毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论（03707）
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2015年4月18日（星期六） 2015年4月19日（星期日） 上午（09:00--11:30） 下午（14:30--17:00） 上午（09:00--11:30） 下午（14:30--17:00） 俄语（基础科段）（专科）（050209） 基础俄语（一）（00613）
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Windows2000 Server（07869）
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液压传动与气动（11196）
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机械工程概论论文范文第5篇
关键词：运输车 运行规律 选择原则 动态配置
中图分类号：u416 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）006-017-02
1 前言
随着我国高速公路车辆的不断增多，对高速公路的路面质量要求越来越高。高质量的路面不仅会增加施工成本，而且会使施工企业利润降低。因此，对于施工单位来说，寻找在保证路面质量条件下，确定合理的施工方案以达到降低施工成本的目标显得尤为重要。施工成本主要由：路面材料费和机械台班费两部分。在施工方案制订后，路面材料费基本是不改变的，能改变的只有机械台班费。一般说来，在进行机械设备配置时，施工机械的数量和型号在确定之后其费用是基本不变的，能变化的只有运输车的吨位和数量，而运输车的吨位通常是确定好的，变化的只有运输车数量，所以要达到节约成本的目的，就要严格动态地配置运输车的数量。实践表明，通过动态调配运输车数量，不仅能够有效的提高施工效率，而且能够达到降低施工成本的目的。
2 高等级高速公路沥青混凝土路面施工特点
高等级公路在施工前应铺筑试验段，铺筑试验段是不可缺少的步骤，应该成为一种制度。根据沥青路面各种施工机械相匹配的原则，确定合理的施工机械组成路面机械化施工系统，该系统主要施工机械：沥青混凝土拌合设备（以下简称搅拌设备）、运输车、转运车、摊铺机和压路机等设备组成。在施工过程中，通过优化配置以上施工机械达到节约成本，保证施工质量的目的。具体是：首先根据施工方案选定合适的主导机械—搅拌设备，其次在确保主导机械生产率最大的原则条件下，选定与之匹配的转运车、摊铺机、压路机。通过电子通讯设备智能化控制各施工机械，采集各机种的状态信息和参数通过电子通讯设备送到计算机监控中心，然后计算机通过分析所采集到的信息，提出控制意见，指导它们的工作或进行一些参数的调整，合理地为路面机械施工系统组配运输车数量，降低施工生产成本。
3 运输车运行规律
在运输车工作过程中，运输车从搅拌设备处装料到摊铺处之间运距一般较长，故认为到达搅拌设备处的运输车的概率是相互独立且不相关，也就是说，在同一时刻有且只有一辆运输车到达搅拌设备处。
设某一段时间t内，把其分成n段，那么，t=t/n，运输车在单位时间内到达的概率为 ，则运输车在t时间内到达的可能性为p= t。
由于运输车到达搅拌设备过程可看作是在n个t内做n次独立试验，所以，在n个t内有k辆运输车到达搅拌设备处的概率为：
（1）
特别当n∞时有
（2）
由概率统计可知，运输车到达搅拌设备的概率服从泊松分布，即
（3）
其中：k=0，1，2，…n，n为系统中总的运输车数量（台）
同理分析可知，运输车离开搅拌设备的概率同样也应服从泊松分布。运输车在搅拌设备处装料的时间应服从指数分布，运输车到达转运车处的概率服从泊松分布，运输车卸料的时间服从指数分布。
4 基于排队论运输车选型原则
4.1 排队论基本知识
排队论反映各拥挤现象的排队系统的概率规律性，目前应用排队理论在运输车数量动态调配中应用较少，下面具体探讨利用排队理论来解决运输车数量配置最优化问题。
（1）排队系统。
下面是本文研究的模型：多服务台负指数分布排队系统。在该系统中，统称“顾客”为需要得到服务的对象，“服务员”为提供服务的服务者，排队系统的种类虽然繁多，但基本都可以描述为：顾客到达服务台接受服务，当服务台没有及时提供服务给顾客，顾客排队等待服务，直到得到服务后才离开服务台。
（2）排队系统的常用表示方法和符号。
排队论的表示方法：a/c/c/d/e/f
式中：a—顾客先后到达时间间隔的分布（如m表示a服从负指数分布）；
b—服务台服务时间的分布（如m表示b服从负指数分布）；
c—同时服务的服务台数目；
d—排队系统的最大容量；
e—总体的顾客数量；
f—排队规则（如fcfs即是先到先服务规则）。
（3）常用的符号。
u—
位时间内服务完的顾客数；
pn（t）—在t的时间内能够到达n个顾客的概率；
p0（t）—在t的时间内没有顾客到达的概率。
4.2 运输车数量动态调配
一个大的工程，通常不同路段同时开工，这时一个搅拌设备，将不能满足工作需要，本文采取多个搅拌设备同时工作，各个搅拌设备之间无相互协作关系。因此可以将运输车和搅拌设备组成的系统看成为顾客源有限的排队系统，即随即服务系统。由前面运输车运行规律知：搅拌设备和摊铺机对单台运输车服务的时间服从负指数分布，运输车到达概率服从泊松分布，设搅拌设备的台数为c，多服务台负指数分布排队系统——m/m/c/∞/∞/fcfs。
由排队理论得，搅拌设备的空闲率
（4）
每吨材料的机械成本费
（5）
式中：cq—除运输车费用以外，设备的总台班费；
cl—运输车台班费；
qb—搅拌设备生产率；
t—搅拌机每天工作时间；
n—运输车数量。
通过以上公式可以求得每吨材料的最小机械成本费cx，和此时运输车数量n。设备的空闲率、成本最小时每吨材料的机械成本费cx和运输车数量n可以通过编写c语言程序求出。求出的运输车数量n，虽然可以很好地保证整个施工系统正常运转，但为了防止施工过程中受到一些不可预测因素影响，使运输车数量不能够满足实际施工的需求。一般在设定运输车的数量时应有一定的余量，通常是根据实际施工工况确定闲置的运输车数量（一般为3台）。因此，在施工过程中一般配置n+3台运输车。在此时确定的运输车台数下，计算出每吨材料最小机械成本费cx。
5 总结
本文通过对运输车运行规律分析，以及传统运输车数量静态配置的不足，利用排队理论的多服务台负指数分布排队系统，对大工程同时施工的运输车数量进行动态配置，并且采用排队系统最优化理论，对所设模型，求得最优解，得到了最佳组合配置，达到了即实现节约机械成本的目的，又避免以前经验的盲目性，使整个施工系统能够稳定地工作，提高沥青路面的施工质量。
参考文献：
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[3] 邵明建.沥青路面施工机械化施工技术与质量控制[m].北京：人民交通出版社，2001.
机械工程概论论文范文第6篇
目前我们正处于科学急速发展的时代，对于新产品的要求更加高，而且对于机械生产上的可靠性越发重视。因为机械的可靠性直接关系到生产过程中的安全问题，如果生产过程中面临着安全的隐患，那么则很有可能造成生产事故。所以针对机械的可靠性设计上需要我们进行深入的研究，促进我国的机械设计水平可靠发展，从而实现了机械制造在国际竞争力以及对于机械的可靠性技术研发上的突破。另外机械的可靠性设计可以提升机械在国际竞争中的地位，它可以为机械在生产过程中提供安全的技术保障，为实现安全生产打下了坚实的基础。下面就机械可靠性设计过程中的内涵与递进进行论述。
1.机械可靠性设计的现状探究
所谓的可靠性主要是指产品在一定的环境条件下，可以在规定的时间范围内完成其相应的工作，具有很高的连续性和重复功能。可靠性设计是上个世纪被提及并且随着科学技术的发展该项技术也在不断的发生着变革。机械可靠性设计主要还是依据计算机的概率统计和随机理论，通过计算机完成结构分析，对该系统的可靠性进行运算。根究相关的研究表明，机械结构的设计可靠性是保障该机械稳定的主要因素，因此我们在进行机械的设计对于其可靠性的研究就显得非常重要。只有设计的可靠才能够确保机械在制造和安装过程中的安全，这样才能够有效的提升工业生产水平，从而实现产业化优化。
虽然我国对于机械的可靠性设计的研究已经取得了一些成就，但是这些的主要研究活动还是集中在学校的研究上，难以在实际的工作设计领域进行研究，即研究仅仅属于理论上的研究，而实践上的研究明显还不足。我国在机械的可靠性设计上的研究还是与世界先进水平存在着差异，亟需我们努力对其进行改善，实现理论实践共同发展。我国的机械可靠性设计无论是管理还是技术应用上都还存在着不足，管理上没有建立起相应的管理体系，而技术的应用则也没有进行推广和创新使用，形成这些问题的关键主要是对于可靠性理论的一些研究实践短，并且没有广泛的传播，综合各个方面我国的机械可靠性设计明显不足，需要我们不断进行努力，从而实现我国的机械可靠性稳步发展。
2.机械可靠性的常用设计方法
2.1.基于概率方法的机械可靠性设计
概率设计方法主要是以概率设计作为理论指导，然后形成的一种机械设计的零部件和构件的设计方法。概率设计时，需要对原材料的强度、大小、性能等进行概率统计分析，接着对其采用干涉模型进行计算。设计过程中要在干涉模型的帮助下完成对随机变量的计算，实现零部件可以达到预期的可靠度指标。概率设计方法可以保证机械的可靠度，此种设计方法并不是以最小强度大于最大应力作为指标，而是通过概率描述应力和强度分布。采用概率设计方法可以有效的克服传统方法中由于应力和强度之间变化而产生的可靠性缺陷。概率设计在机械可靠性中的应用可以满足定量的可靠度要求，其主要是由于此种概率设计方法可以预见性的承认了零件故障的问题，并且可以对零件的故障给予正确的解释。
2.2.基于稳健性的机械可靠性设计法
所谓稳健性机械可靠性设计是以统计学作为分析的基础，然后尽可能的保持该产品的性能稳定性。还可以最大限度的提升产品的使用时限，那么我们在进行设计过程中就要考虑到制造过程中和使用过程中外界参数对于产品的影响。对于产品本身存在的结构问题、参数问题进行预见性解决。稳健性设计可以用于衡量机械制造的可靠性，以及产品对于用户造成损失的大小。所谓的损失主要是指实际功能和预期目标的偏差，偏差越大则用户的损失也越大，那么该产品的质量也就越差。采用稳健性设计方法具有明显的缺陷，从理论上看，此方法是成立的，但是从技术上来分析，该方法难以实现且经济实用性较差。稳健性设计方法则是融合了多种技术，可以对产品进行改良和完善，并且对于机械产品的可靠性提升更高。
3.可靠性设计优化对策
机械产品的生产最为重要的环节就是设计环节，如果设计不过关，那么该机械产品就没有生产的必要，从盈利的角度来看，只有通过优良的设计，生产出可以提升效果、提升生产安全性的产品才具有立足之地。否则设计不优良、设计难以说服投资之人，那么这种机械产品的生产会被搁浅。因此面对当前日新月异的科学技术时代，不断将科学技术用于生产力的提升上，从生产材料的营运、发展新的机械生产技术，势必会接替落后的机械制造产品。因此在机械可靠性设计的优化上首先要对设计的方案进行优化，其次则是对机械制造的产品质量进行跟踪保障，不断以服务质量来占据市场，赢得商家的青睐。最后机械产品可靠性设计的优化，还需要对设计的完善度进行优化，因为这样才能够对成本进行控制，对于机械产品的质量和成本进行控制。从而为市场提供优良的机械产品，按照市场的调查来改良设计的方法，不断通过提升设计效果以及运行效果来促进机械产品的可靠性设计。
4.总结
随着当前科学技术的稳步发展，不断将机械设计的可靠性纳入到最基本的设计要求之中，从而实现了对机械产品质量的提升，切实有效的运用先进的计算机技术，不断实现数学规划与计算机科学技术联合使用。机械优化设计过程中需要针对可靠性设计方案进行合理优化，希望通过优化方案来改善在机械可靠性设计过程中的一些问题，采取必要的解决措施，来推动机械可靠性设计的发展。
参考文献：
[1]张义民.机械可靠性设计的内涵与递进[J].机械工程学报，2010，14：167 188.
[2]张义民，黄贤振.机械产品研发的可靠性规范[J].中国机械工程，2010，23：27732785.
机械工程概论论文范文第7篇
关键词： 可靠性； 机械制造工艺； 指标体系； 评价
中图分类号： TH16 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）（11-12）-0034-01
1 引言
机械制造过程是一个复杂的动态过程，包括加工设备、夹具、刀具、检测设备、加工对象及工艺操作控制人员等。论文将机械制造过程作为研究对象，分析其对产品可靠性的保障能力，因此无论是研究对象还是分析内容都具有其特殊性，不同于普通产品，因而相关的可靠性概念不能简单地采用通常的系统可靠性定义，而需要根据对其规定的功能来加以定义。论文参考可靠性的通用定义，结合机械制造过程的特点，将机械制造的工艺可靠性定义为：机械制造过程在规定的条件下和规定的时间内，保证加工出来的产品具有规定的可靠性水平的能力。这里，机械制造过程就是产品的机械加工阶段，包括了产品的工艺设计与实现。
2 机械制造的外部条件
机械制造的外部条件是指机械制造过程在规定的时间内所处的预先规定的全部外部条件，包括人员、设备、材料、工艺、测量、生产环境等条件。人员条件是对与制造过程相关的所有人员的要求，主要包括工艺设计人员、操作员、检验员等应具备的条件。设备条件是指对实现制造任务所需的所有设备的要求，主要包括对完成生产任务所需的生产、工具等所必需达到的要求。材料条件是指对构成产品（工件）实体的主要材料和在制造中起辅助作用而不构成产品实体的辅助材料所需要具备的条件。工艺条件是指完成制造任务所采用的技术方法及相关工艺文件的要求，包括对工艺技术、工艺方案、工艺流程、工艺规程、工艺细则、工艺标准、操作方法和工艺参数等具体的要求。测量条件是指对原材料检测、生产过程控制、产品质量检验、环保监测等过程所需具备条件的要求。生产环境条件是指生产（包括设计、加工、处理、装配、检测、计量、调整、试验等）的空间或厂房的大小、高低、通风、照明、温度、湿度、振动、噪声、洁净度、电磁辐射、静电、动力供应以及现场生产管理等环境条件要求。
3 评价机械制造可靠性的基本概念
反应机械制造可靠性的基本概念主要有以下几个：第一，工艺故障发生率。在机械制造过程的工艺故障定义为在规定的条件下，机械制造过程丧失保障产品的可靠性指标这一规定功能的现象。一旦制造过程发生了工艺故障，无论是加工完成后产品的可靠性达不到规定要求的“软故障”还是制造设备自身出现的影响其完成加工任务的“硬故障”，势必影响加工任务的顺利完成，为生产商带来损失。因此，制造过程中应该尽量避免工艺故障的发生。在生产实践中，由于多种因素的影响，工艺故障总是不可避免的，但是对一个工艺可靠性水平令人满意的机械制造过程来讲，工艺故障的发生必然较少，所以这里提出了工艺故障发生率这个指标来评价一个制造过程发生工艺故障的频度。第二，工艺故障平均维修时间。对于复杂系统来讲，高可靠性本身不足以保证系统在需要时是可用的，还需要确保它能够快速地修复，特别是对机械制造过程来讲，只有及时地排除工艺故障，才能尽量减低制造过程工艺故障造成的损失。因此，需要通过工艺故障平均维修时间来衡量制造过程针对工艺故障的修复能力。第三，工艺稳定性。机械制造过程保障产品孔位特征的能力主要表现为产品孔位特征的加工过程是否稳定以及产品是否具有足够的加工精度。工艺稳定性是指在规定的时间内，由机械制造过程加工的产品的孔位特征值保持在一定的范围内，即具备要求的精度和偏差。论文通过机械制造过程的工序能力来衡量工艺稳定性。机械制造过程的工序能力是指工序处于稳定受控状态时，加工出来的产品质量满足技术规范要求的能力，通常通过产品孔位特征值的变异或波动来表示。工序能力取决于机械制造过程的技术能力和管理水平，决定于影响加工过程的因素（人、机、料、法、测、环等），并非决定于孔位特征的公差，但是为了通过机械制造过程的数据来评价其工序能力，需要通过与孔位特征相关的综合工序能力指数来进行评价。第四，工艺自修正性。由于多种因素影响，机械制造中不可避免地会产生加工误差。因此，对产品孔位特征的控制主要是确保加工误差在工艺文件允许的范围内。产品一般都需要按照规定的工艺路线经过多道工序加工完成，在每道工序的加工过程中都可能产生加工误差，而最终决定产品孔位特征的往往是位于工艺路线中靠后的工序，因为在前面工序中产生的加工误差有可能在后续的工序中予以修正。机械制造的工艺可靠性是一个比较抽象的概念，对一个具体的加工过程，需要全面客观地评价其工艺可靠性水平，这就要求在理解机械制造过程功能的基础上，确定评价制造过程保障产品可靠性能力的定量指标。由于产品可靠性的保障涉及多方面因素，因此不可能用单个的指标来评定机械制造的工艺可靠性，只有通过一系列的评定指标才能全面的刻画其完成规定功能的能力，这一系列的评定指标构成了机械制造的工艺可靠性的指标体系。
4 工艺可靠性指标体系的选择标准
为了合理准确的评价机械制造的工艺可靠性，将其评定指标体系的选择标准归纳为以下几点：
4.1完备性：指标体系应能够全面地描述机械制造的工艺可靠性要求的各个方面；
4.2适用性：指标体系应能够与机械制造过程的运行机制相适应，即与制造过程功能失效的各种模式相对应；
4.3可计算性：能在实际机械制造过程中进行定量计算，这样才能定量评价制造过程保障产品可靠性的效果；
4.4可达性：指标应对机械制造过程完成其规定的功能起指导作用，只有制定出制造过程能够达到的功能要求，才能够对制造过程的能力提出合理的定量要求；
4.5可组合性：指标体系应能够适用于大多数制造过程，并根据具体的制造过程选取其中部分指标评价其工艺可靠性水平。
5 工艺可靠性指标体系
机械制造的工艺可靠性指标体系的确定应依据工艺可靠性的定义，对定义中规定功能所涉及的各要素进行分解描述，然后再进行综合。在指标体系的确定中要考虑到机械制造过程的多加工设备和多工序的特点，同时注意到指标体系的完整性、适用性、可计算性等要求。由于产品的加工数据主要来自产品的孔位特征测量值，因此对机械制造过程的能力评价主要建立在对产品孔位特征测量值进行分析的基础上。根据前面的分析，在人员、材料、测量、生产环境等条件都能够充分保障的条件下，机械制造的工艺可靠性主要受加工设备和工艺的影响。我们用工艺可靠度、工艺故障发生率、工艺故障平均维修时间、工艺稳定性、工艺自修正性几个概念一起作为评价机械制造工艺可靠性的指标体系。
参考文献：
机械工程概论论文范文第8篇
【关键词】机械原理；实验教学；教学改革
机械原理作为机械与近机类重要的理论基础课程，在整个专业教学过程中占有重要的地位，不少学者提出了机械原理创新实验教学方法[1]。机械原理是在已学的工程制图、理论力学等基础课后开设的专业基础课程，通过机械原理的学习，逐步拥有把本专业所学知识运用于实践的能力。学生对机械原理基本概论与原理掌握程度直接影响后续课程的学习。而面对机械原理枯燥的概念性知识的讲解，虽然可以借助多媒体等一些现代化手段进行课堂生动讲解，但学生将所学知识运用于实际的能力较差。通过实验教学这一环节可很好的深化学生对基本概念的理解和掌握。传统的机械原理实验课程教学[2]多采用先对模型以及典型机构的观摩加深学生的印象，也有采用创新性实验设计的方式让学生在实验过程中动手做自己的实验，在部分学校实践教学中取得了较好教学效果[3]。针对我校现阶段所处的发展时期，在机械原理教学过程中为了提高学生的学习兴趣，加深课堂所学概念和原理的理解，提出了一种实验创新教学模式。
1 合理的利用学校现有资源
我校目前正处于机械专业发展的初期，在资源有限的条件下，为了给学生创造良好的学习条件，我们在做相关专业的某一个实验时，同时会向学生开放所有的实验室。实验室所有的设备器材都可以使用，例如我们在进行机械原理齿轮凸轮创新机构设计时，我们会提供齿轮凸轮传动机构的机构运动简图，以及齿轮的表达符号，同时开放齿轮凸轮柜（包括各种类型的齿轮与凸轮），齿轮范成法制造过程实验室，以及减速箱拆卸组装实验室参观具体的运动模型等等。这样整合所有实验室的资源，把实验室变成一个类似小工厂的模式。尽可能多的包括实验教学中的所有模型。其次，充分利用学校实验室配备的多媒体教学资源，在模型进行讲解的同时，作为实验老师，还会对所认识的机械结构或机构进行动画演示，然后让学生学习相关模型的动画制作。同样以齿轮凸轮创新机构设计为例，我们不但给学生讲解动画运动的机构运动原理，并教学生运用软件进行动画制作（采用软件进行动画制作教学过程使学生的学习兴趣有明显的提高），让学生在看演示听讲解的过程进一步对其工作原理有充分理解。
这样在实验教学过程中，不只是老师单调乏味的讲解自己的观点，通过这种动画制作的方式，增加了师生之间的交流，具有很好的互动性，使得实验气氛活跃，增加学生的学习兴趣。
2 充分利用学生的资源
现在的大学生基本上都有自己的学习电脑，遇到不会的问题第一时间都会到网上搜索，因此充分利用学生自己的资源也相当重要。机械原理主要侧重在对基本概论、符号、字母以及基本原理的理解掌握。为了提高学生的学习兴趣，在机械原理实验教学过程中，将参与实验的学生采用分组合作的方式，通过实验室的第一步讲解，以及动画的观看，课后会让学生回去制作自己设计方案，一般每4-5人一组设计一个可行的实验方案。实验方案不限制任何机构的选择，提倡学生在课外进行自主设计，并把自己的想法用简单的机构符号绘制出机构运动简图，并对其是否干涉以及自由度等进行运动原理的计算。同样像齿轮凸轮机构的创新实验，每一个小组的人员首先提出自己的设计意图包括自己设计的运动简图，在一起进行讨论，然后选择一个较为好的实验设计方案，进行运动动画的制作以及运动简图的绘制。并在下一次实验时对各组做好的机构模型进行拼接。
通过实验过程中学生课后自主设计过程的实施，提供了学生创新创作的广阔平台，使学生对所运用到的实验模型的的表示符号，机械运动原理的设计方法以及合理性计算有了更加深厚的理解和掌握。
3 实验室动手实践
机械设计过程理论和实践存在一定的差异，因此虽然每一组都有自己绘制好的机构运动简图，但在实验室进行具体拼接和装配的过程中，总是会存在这样或那样的问题。像齿轮凸轮机构的创新设计，不同的实验设计组提出的设计方案各不相同，但都会存在问题，最常见的问题有部分机构虽然原理上能行，一个自由度一个驱动机，但凸轮就是不能动；还有就是有的同学在设计机构时由于运动链条数过多造成计算自由度选择原动机数目不准确。在这种情况下，一方面，促使学生反思自己设计方案上的问题，在设计小组内进行的讨论，以寻找解决问题的方法，另一方面，指导老师根据自己的实践经验和知识积累，指导帮助他们从哪些地方去寻找问题的根源并解决问题，从而使所设计的机构能到达预期的目标。
通过讲解和学生自己动手创作过程后，在实践过程中让学生感受理论知识与实践工程操作的区别，体会工程实践中并不是所有设计好的机械原理图都能转化成所需要的运动机构，促使学生从实践中不停的反思，培养学生创新设计思维与解决工程实际问题的能力，同时培养学生工程实践当中的团队协作能力，增加师生之间的互动，在通过这样一系列实验设计课程锻炼后，加深学生对机械原理中知识链的理解和掌握。
4 总结
通过采用上述的创新实验教学模式，一方面，充分利用了学校对学生开放的实验室资源和学生自己拥有的资源。另一方面，通过分组自主创作的方式，充分调动了学生学习的积极性，提供学生课后创新创作的广阔天空，提高学生的创作兴趣，锻炼学生的团队协作能力，增加师生互动提高学习效率。通过多组机械班的实验教学，对其中创新性实验设计采用该实验教学模式，取得了较为满意的教学效果。明显提高了学生的学习兴趣，学生表现出对机械原理中基本概念理解清晰，对常见符号以及对机构运动简图的识图制图能力运用自如，并能根据工程实践合理的选择相应的机构。基本能达到学以致用的效果，使学生具有根据实际问题提出具体可行的解决方案的能力。
【参考文献】
[1]牟萍，文宁，凌丹，杜丽.挖掘创新点，促进机械原理实验改革[J].实验技术与管理，2010（4）.
机械工程概论论文范文第9篇
关键词：机械工程及自动化（师范）专业；机械制造技术模块；教学方法；教学改革
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）02-0152-03
机械工程及自动化（师范）专业（简称机械师范专业）以培养中等机械职业学校教师为目标，所培养出来的学生除应具有机械工程及自动化专业所需的专业知识和能力外，还应具备理论课程教学和实践课程教学的能力。机械师范专业的知识和能力培养体系可分为五大模块：素质教育模块、机械设计模块、机械制造技术模块、机电检测与控制技术模块和教育学模块。由于中等机械职业学校人才培养目标是机械类操作型、技能型人才，所培养的毕业生主要从事机械加工、设备维护与维修等技能性工作，机械制造过程中的机械加工（包括冷、热加工）要求岗位从业人员具备较好的理论基础和操作技能。这样一来，对中等职业学校教师的专业知识和能力就提出了特殊要求，要求在五大知识和技能模块中对机械制造技术模块应有所侧重。所以，机械制造技术模块在机械师范人才培养中有着举足轻重的作用，必须十分重视这一模块。但目前机械师范专业人才的培养基本采用机械工程及自动化专业的培养模式，无非是多加了几门教育学课程和教学实践项目，机械加工操作技能培养没有得到应有的重视。另外，机械制造技术模块是一门实践性非常强的知识体系，没有足够的实践知识，很难在理论学习时达到完全理解和掌握，这已成为机械制造技术模块课程任课教师及机械专业学生的共识。虽然机械制造技术模块里也安排了金工实习、生产实习，但其质量和效果尚未得到有效保证。具体表现为理论教学时学生显得实践知识不够，不容易理解；实习时又觉得没有较好的理论指导，不知所以然。为此，我们对机械师范专业的机械制造技术模块课程进行系统改革，提出了金工实习、生产实习和理论教学的综合改革措施。
金工实习教学方式改革
金工实习改革的总体思路是：改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，做到操作训练与机械制造工艺知识的初步认识有机结合；改变过去金工实习仅仅是对机械加工的初步认识和对机械加工操作技能的初步掌握的较低要求，而是通过初级金工实习——理论学习——高级金工实习的三个教学环节，特别是高级金工实习环节，既可验证和巩固学生对机械制造技术模块知识的掌握，又可使学生获得较高的操作技能，从而实现机械加工工艺知识掌握和操作技能提高双丰收，也避免了只懂理论而不会操作或会操作而不懂工艺的现象出现。因此，机械师范专业的金工实习应做如下具体改革。
将金工实习分为两个阶段：第一阶段时间为3周，主要是传统的车工、铣工、刨工、磨工、铸工、锻工和焊工等实习，安排在第一学年进行，放在“工程材料及热处理”及“机械制造基础”课程之前。通过金工实习使学生初步认识机械加工，初步掌握机械加工操作技能，为后续机械专业课的学习，特别是“机械制造基础”、“机械制造工艺学”等课程的学习提供认识和实践支撑。为此，理论课教师可以根据以往在“机械制造基础”、“机械制造工艺学”等课程教学过程中的体会，对现行的金工实习提出配合理论教学的要求。特别是对“机械制造工艺学”课程的教学，需要金工实习的有力帮助。例如，金工实习训练应帮助学生了解工件的三种装夹方式，即直接找正法、画线找正法和夹具装夹法；通过金工实习训练，使学生对车刀的具体结构及五个几何角度的概念、作用及合理选择有初步的了解。
第二阶段时间为3周，安排在第三学年学完机械制造技术模块理论课程之后。任务是对车、铣、刨、磨、钳工种的操作技能进一步提高和强化，验证工艺设计的正确性。方法是：第一周先对第一阶段进行复习，第二周开始根据所学知识，结合指导教师给出的具体要求，让学生自己设计出机械加工工艺规程，交指导教师检查认可后加工出实际零件。通过实际零件加工和检验，验证工艺的正确性和操作的正确性。安排这一阶段的目的是：一方面，检验和巩固学生所学工艺理论知识的掌握程度；另一方面，提高学生的操作技能，而且是高级操作技能。
理论课程教学方式改革
机械制造技术模块理论课程主要有“工程材料及热处理”、“机械制造基础”和“机械制造工艺学”。有些学校将“工程材料及热处理”、“机械制造基础”合为“机械制造基础”。目前，笔者所在学院机械师范专业仍然将“工程材料及热处理”、“机械制造基础”分成两门课来组织教学。“工程材料及热处理”的内容特点是以叙述为主，所以仍以传统教学方法为主。由于“机械制造基础”的内容均与实际操作紧密相联，传统教学方法很难取得较好的教学效果，为此专门购买了中央农业广播电视学校录制出版的“机械制造基础”课程声像光盘，光盘中的某些教学内容是现场录制或专门制作的CAI课件，内容很生动，讲解也很清楚。
机械制造技术模块理论课程改革的重点是“机械制造工艺学”课程。“机械制造工艺学”课程实践性非常强，给学生的感觉是抽象、难以理解。虽然机械制造模块里也安排了金工实习、生产实习等实践环节，但其质量和效果尚未得到足够的保证，使得理论教学非常困难，效果大打折扣。总体印象是理论教学时学生实践知识不够，听得云里雾里；实习时又觉得没有理论支持、不知所以然。理论与实践结合的紧密性和针对性不够，做不到互为支撑、互为促进。另外，根据认知理论，智力技能的获得必须通过“做”来实现。所以，学生要真正掌握机械加工工艺的设计能力，必须通过诸如课程设计等实践环节来保证。为此，我们对“机械制造工艺学”课程的理论教学提出如下几项改革措施。
金工实习为理论教学提供认识支撑 改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，将实习中的操作训练与机械制造工艺知识掌握结合起来，使金工实习为“机械制造工艺学”课程的学习提供一定的感性认识基础。
生产实习与理论教学合一，实施现场教学、理实一体化教学 生产实习不单独设立环节，与理论教学合为理实一体化教学，可由主讲教师负责统一实施。其目的是使生产实习更具目的性、针对性、指导性。生产实习为理论学习服务，理论学习指导生产实习，这既有助于理论知识的理解和掌握，也有助于提高生产实习的有效性和目的性。根据学生实践经验少而课程实践性强的特点，采用理论教学与现场教学并行的方式进行。课程中理论性强的部分在课堂上讲，实践性强的内容放在现场教学中讲。根据教学内容和教学进程，实施理论教学与现场教学穿行。具体各阶段的划分和要求如下：（1）第一阶段是机械制造过程认识实习，以现场教学为主。先粗略介绍机械产品的生产过程和机械加工工艺过程的基本概念，然后带领学生参观机械制造工厂，了解生产的整个过程、工艺过程和各种加工方法，感受企业生产气氛和企业文化。（2）第二阶段是机械制造工艺规程制定，以理论教学为主。在实习基础上总结概述生产过程、工艺过程的基本概念，然后学习机械加工工艺规程的制定。（3）第三阶段为机床夹具设计，以现场教学为主。现场介绍各类工件的装夹、各类夹的结构，然后回到课堂介绍定位原理、定位误差计算及机床夹具的设计过程、设计准则等理论知识。
以课程设计为载体，实施“教学做”一体化，确保培养学生的能力 认知科学认为，智力技能的学习一般分为三个阶段：第一阶段，信息进入，与学生头脑中被激活的相关知识建立联系，从而出现新的意义构建；第二阶段，通过应用规则的变式练习，使规则的陈述性知识向程序性知识转化；第三阶段，程序性知识发展到高级阶段，规则完全支配人的行为，智力技能达到相对自动化。所以，机械加工工艺规程的制定、夹具的设计等知识的巩固和能力培养必须通过“做”来实现，如通过诸如课程设计等实践环节，使规则的陈述性知识向程序性知识转化。学生学完了工艺规程制定和夹具设计等理论教学内容后就可以安排课程设计。课程设计的题目可以来自于工厂实际，以便学生所设计的结果与企业实际进行比较，以验证学生设计的正确性或与实际应用的距离；也可以采用教师自拟的典型零件为实例，学生完成其工艺规程或夹具的设计，但必须通过金工实习后一阶段的实习，加工出实际零件或夹具，以验证设计的有效性和差距。
提高“机械制造工艺学”课重点和难点内容的教学效果 “机械制造工艺学”中有许多概念，学生由于缺乏实践基础，初学时很难理解透彻和掌握。这些较难理解的概念有机械加工工序、调整法加工、工件装夹、基准、定位误差、误差复映等。教师首先应自己理解透彻，同时尽可能采用有效的方法帮助学生理解这些概念。例如，介绍机械加工工序时，就可以用包饺子的过程来类比；讲解调整法加工时，可以借用砂轮切割机切割多段等长线材或角钢为例，学生就感觉很直观，也很容易理解。
讲好“典型零件加工工艺” “典型零件加工工艺”是对前述机械加工工艺理论的综合运用，在“机械制造工艺学”课程学习中具有举足轻重的作用。另外，这一章介绍的是典型零件的加工，其加工工艺具有一定的普遍性和规律性。学好了典型零件的加工工艺，对一般零件的加工就有了借鉴的例子，甚至有了模板。所以，教师应讲好这一章内容，学生应学好这一章内容。典型零件主要指轴类零件、套类零件、箱体类零件和齿轮类零件。目前，教材介绍的几种典型零件的加工工艺过程都是用静态文字以表格的形式呈现，不直观、不生动，调动不起学生的学习兴趣，教学效果不佳。为此，我们采用实际加工过程录像或CAI课件，以“动”的形式加以呈现，再加以旁白，教学效果良好。
机械工程及自动化（师范）专业的人才培养有别于机械工程及自动化专业的人才培养，不是机械工程及自动化专业基础上加几门教育学课程那么简单，而是应从中等机械职业学校教师的岗位能力培养出发，培养具有机械工程及自动化专业知识背景和能力，并具有理论课程教学能力和实践教学能力的高技能型人才。在机械工程及自动化师范专业人才培养过程中，应对机械制造技术模块的教学有所侧重。由于机械制造技术模块是实践性非常强的知识体系，没有足够的实践知识，很难达到完全理解和掌握，必须处理好金工实习、生产实习与理论教学的关系，使它们互为支撑、互为促进，形成一个有机整体，才能保证机械制造模块的教学质量和教学效果。为此，我们对机械制造模块教学做了如下三方面的改革：第一，改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，强调金工实习要为理论教学提供认识基础，降低理论教学难度；第二，将生产实习与理论教学合一，实施理实一体化教学，提高教学效果；第三，以课程设计为载体，实施“教学做”一体化，确保教学质量。这三方面的改革实践证明，机械制造技术模块的教改是有成效的。学生普遍反映，通过该模块的学习和实践，既培养了工艺设计能力，又提高了操作技能。
参考文献：
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机械工程概论论文范文第10篇
关键词：机械制造技术；启发式；多媒体；实践教学
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）01-0146-02
机械制造技术基础是大多数高等院校为机械类专业本科生开设的一门专业技术课程，由金属切削原理与刀具、金属切削机床、机械制造工艺学和机床夹具设计四门课程优化组合而成[1]。因此，课程涉及的概念性内容多，知识点广，综合性强，与生产实践联系密切，是机械类专业学生在学习专业基础课后最难掌握的内容之一[2]。因此，探索研究有效的教学方法，提高机械制造技术基础的教学质量，对于提高学生的全面素质、培养高层次的工程应用型人才具有重要意义。
一、机械制造技术基础的教学现状
机械制造技术基础是机械类专业中一门传统的专业课程，已经积累了许多宝贵的教学经验和教学方法，但是由于这门课程的教学内容比较抽象、复杂，且涉及到生产实践，目前的教学方法还存在一定问题[3]。
（一）使用不恰当的教学方法
随着科技的发展，许多先进的教学仪器如幻灯片、投影仪、多媒体等走进了课堂，这使得教学内容由抽象变为直观，有利于学生理解和掌握较难的知识点。但是，在目前的教学中存在这样的情况：有些教学经验和生产实践经验较少的青年教师，在教学的过程中过分依赖PPT，甚至把所有教学内容都写进PPT，上课即成了机械的PPT放映，重点不突出；另外一个极端情况是有些教师喜欢采用传统的教学方法，即采用讲授和板书的形式，以“填鸭式”的方法进行，教师讲授既成的理论知识，给学生灌输事实。造成一些抽象的机械知识如各种加工方法、切削过程中的现象、机床结构等难以被学生理解，同时，板书耗费大量的教学时间，在如今的信息时代，满足不了拓宽学生知识面的需求。
（二）理论与实践脱节
机械制造技术基础是一门理论与实践密切相关的专业课，切削过程中的现象、各种加工方法、刀具的角度、机床结构等，必须结合生产实践才能得到更好的理解。学到相关内容时，结合生产录像或是到生产现场参观一下会更容易掌握。而现有的教学模式将理论和实践相脱节，学生们在大一懵懵懂懂的时候完成了金工实习，在大三下学期学习机械制造技术基础，仅有的实践知识只停留在记忆中，缺少实践的理论教学，由于缺少感性认识而变得难以理解。而生产实习则安排在大四上学期，这门课程学完之后，此时工厂里的参观实习变成了走马观花，只获得一些感性认识。
因此，机械制造技术基础这门课程，应针对各部分内容的特点，合理地运用多种教学手段，将抽象的内容直观化，提高课堂教学的效率。同时，用不同的教学方法丰富课堂教学，激发学生对课程的学习兴趣，发挥学生的主体作用，突破教学中的重点和难点。
二、多种教学手段相结合的现代教学方法
（一）启发式的理论教学
在传统的教学过程中，教师讲授既成的理论知识，给学生灌输事实，学生被动接受知识，教学多以“填鸭式”的方法进行，学生在课堂上很少主动参与，只是一味地听老师讲，学习没有主动性，只是被动地完成作业、复习和应对考试，缺乏学习兴趣和内在动力。此时应该采用启发式教学，如在介绍车刀的角度时，如果采用实际刀具进行讲解，由于刀具尺寸太小，在课堂上不容易看清楚。此时可以先给出三面两刃一尖的概念，启发学生去思考，并结合多媒体课件上放大的车刀立体图，思考并讨论何谓三面两刃一尖。然后在教授讲解概念之后，针对实际使用的车刀进行指认，这样既调动了学生的积极性，又可以加深学习印象，巩固学习效果。定位也是本课程的难点与重点，在讲解定位时，可以引导学生思考在轴类加工时，为什么常采用固定顶尖和移动顶尖相结合的装夹方式，如果采用两个固定顶尖，会出现什么样的后果，应该怎么解决，这样，很自然地引出“过定位”的概念。这种启发式的教学方法可激发学生的学习欲望，帮助学生实现从要我学到我要学，从被动接受到主动探求的转变，提高教学质量和学习效率。
（二）先进的多媒体教学手段
多媒体课件具有直观、生动、形象的特点，使用多媒体课件进行辅助教学是一种较为理想的现代化教学手段。利用计算机辅助教学手段，模拟现场加工场景，或者仿真、拍摄、查找与实际生产相关的图片和影像，制作多媒体课件。在教学中，多媒体课件的仿真动画和反映生产实际的影像资料，把生产中常用的工艺方法等演示得一目了然、真实生动，使学生有一种身临其境的感觉，从而既较好地理解了工艺方法，又了解了实际生产过程。
如为了让学生加深对铣削这种加工方法的理解，可以放映世界杯比赛奖杯大力神杯的加工动画，学生的热情瞬间高涨，原来大力神杯上面那些立体的复杂的纹路可以在数控机床上预先规划加工轨迹，用球头铣刀进行铣削，这个过程中，学生除了学习用铣刀进行铣削这种先进的加工方法外，也提前了解了五轴半加工机床的概念。在车刀的学习过程中，车刀的六个基本角度一直是学习的难点，学生对正交平面的定义即通过主切削刃选定点并与主切削刃在基面上的投影相垂直的平面[4]这个概念老是搞不清楚，进而不理解正负刃倾角的概念，因为书本上的车刀图中主切削刃是平行于基面的，通过对具有不同主切削刃的车刀立体图的讲解，学生会容易理解主切削刃与基面的空间的位置关系。理解了这个概念以后，可以在电脑上用不同的颜色表示车刀的不同表面，演示刀具几何角度参考系的建立，通过动画展示各平面所处的位置，并对车刀的每个角度进行动画展示，让学生清楚各个角度形成的依据，得到相关的刀具标注角度图形。再结合口诀“一俯一向两剖”，理解并掌握了车刀角度的图形表达。最后教师在黑板上，学生在自己的本子上，师生一起，一步一步把车刀的六个基本角度在二维图上表达出来，这样通过启发式的思考讨论、动画的直观演示和亲自动手绘制，学生对车刀的角度这个难点掌握得非常透彻，教学效果很好。再如，夹具也是机械制造技术基础课程的重点和难点，在学习时，可以用动画直观地表示不同类型夹具的工作原理、工件在夹具上如何被定位和夹紧，接着再介绍夹具的各组成元件，还可以用半透明的彩色区域表示出定位元件、夹紧元件，这样有助于对夹具知识的掌握。
因此，采用多媒体教学后，通过集文字、图像、声音、动画和视频等为一体的多媒体教学课件，不仅可以调动课堂的积极性，提高学生的学习兴趣，促进学生对概念和知识点的理解，达到事半功倍的效果，还可以加大教学内容的信息量，拓宽学生的知识面。
（三）丰富的实践教学――实验、生产实习、课程设计
机械制造技术基础不同于纯粹的理论课，它具有很强的实践性和应用性。采用实践性教学模式是学生理解本课程基本概念、基本原理以及学以致用的重要途径。在本课程教学中，本课程组根据多年的教学经验构建了实践教学体系，即实验、生产实习、课程设计三位一体的教学模式，根据学校已有或周边生产工厂的条件，将理论教学和生产实践结合起来，通过实践与学习相互穿插的方式，或者理论教学与现场教学并行的方式，不仅能很好地消化所学的理论知识，而且能培养学生的独立思考、提出问题并解决问题的综合能力[5]。
实验是课堂教学有效的辅助环节，有助于学生及时加深对课程内容中抽象知识的理解，也有助于教师及时发现学生存在的问题，以便“对症下药'，从而改进教学方法和教学手段[6，7]。对于课堂教学中的难点如车刀的角度、夹具、机床的静刚度等，可在课程学习的过程中，通过安排相应的实验内容加深理解。生产实习是课程教学的重要环节，可以使学生熟悉生产实际情况，对课堂中学习的理论知识如加工方法、刀具、加工精度、工艺规程、夹具等有感性的认识。让学生带着问题、任务去车间现场学习，结束后写出实习报告，进一步理解课堂知识。而课程设计既是对前序课程的巩固和综合运用能力的培养，又是对机械制造技术基础课程的总结与应用，针对设计任务即夹具设计和零件加工工艺规程设计，巩固课堂所学知识，培养学生解决实际问题的能力，为将来的工作奠定了一定的基础。
总之，在机械制造技术基础课程理论学习的过程中，将其与实验、工厂实习和课程设计有效地结合起来，实现了学生对机械制造技术基础知识的深入理解，提高了学生的实践能力。
三、结束语
提高机械制造技术基础的教学质量是现代社会和经济发展的要求，是培养合格人才不可缺少的一部分。为了保证机械制造技术基础课程的教学质量，宜采用灵活多变的教学方法和手段，提高教学质量，对提高学生的全面素质、培养高层次的工程应用型人才具有重要意义。
参考文献：
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机械工程概论论文范文第11篇
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机械工程概论论文范文第12篇
（淮安信息职业技术学院 江苏 淮安 223003）
摘要：针对高职教育压缩理论课时而教学内容并未减少的实际情况，将“工程力学”和“机械设计基础”两门课程的教学内容进行了优化整合。通过采用“并行”和“串联”方式进行授课，及时将“工程力学”课程知识应用到后续“机械设计基础”中，既节约了教学时数，又提高了教学效果。
关键词 ：工程力学；机械设计基础；课程优化整合；高职教学
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）07-0110-03
“工程力学”是机械类专业的一门专业基础课，研究工程构件最普通、最基本的受力、变形、破坏以及运动规律，为“机械原理”、“机械设计”等技术基础课和一些专业后续课程的学习打下必要的基础。原有“工程力学”课程内容包括理论力学和材料力学两大知识模块，“机械设计基础”课程内容则包括机械原理和机械设计两大知识模块。现在我们将“工程力学”和“机械设计基础”合并为一门“机械设计基础”课程，其中力学部分分配了约20学时，机械设计基础部分分配了约70学时（含6学时的实验）。这不仅考验教师的教学组织能力、授课方式及技巧，还考验学生的接受能力。如何在教学时数大幅减少，而教学目标和教学内容几乎没有变化的情况下，把这门整合后的课程上好，对教育工作者带来了很大挑战。近十几年来，笔者一直从事“工程力学”和“机械设计基础”等课程的教学，熟悉相关知识点之间的衔接，针对学时减少等课程整合后的问题，试着对授课方法作了一些调整，对授课内容顺序进行了优化整合，对相关知识点作并行讲授，收到了理想的教学效果。
两课程的教学内容分析
（一）工程力学
机械类专业的“工程力学”课程教学主要是为后续课程“机械设计基础”服务的，机械设计中用到的设计理论都是源于工程力学中材料力学部分，而材料力学的学习又必须以理论力学为基础，所以理论力学的静力学概念和公理、受力分析、力系及平衡是机械设计的必备知识。材料力学中的材料力学基本概念、杆件变形基本形式、轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转变形、弯曲变形及弯扭组合变形这些内容，在机械设计中是必不可少的，所以这些内容也是必要的教学内容。
（二）机械设计基础
“机械设计基础”课程主要是培养学生学会机构原理分析、传动参数计算及典型零件的设计或选用，为学习后续机械制造技术和机械制造工艺等专业课程进行必要的知识储备。机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、齿轮传动、轮系、螺纹联接和键联轴、轴承等内容都是必须学习的知识点。
两课程知识点的关联性分析
（一）工程力学各知识点之间的关联分析
“工程力学”课程各知识点之间是密切关联的：（1）静力学概念，这部分内容主要是对力学中相关名称的规范性定义或描述，是力学工作的“语言”，它贯穿整个力学教学和学习过程，是后续力学课程各章节的基础知识。（2）静力学公理，揭示了作用在物体上各个力之间的内在规律，是前人总结出来的规律，学习它后可以对物体进行正确的受力分析。（3）受力分析，主要介绍构件的受力分析步骤及方法。受力分析贯穿工程力学的始终。教会学生进行正确受力分析技巧在工程力学教学中显得尤为重要。（4）力系及平衡，这部分知识主要揭示在平衡状态下，作用在物体上各作用力之间存在的内在联系，为建立各个作用力之间的关系提供理论支持，进而可以利用平衡来分析和求解作用在物体上未知的力。它是我们由已知世界探索未知世界的连杆。（5）材料力学基本概念、杆件变形基本形式，是材料力学基础知识，为我们研究材料变形、受力分析提供了方法。（6）轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转变形、弯曲变形及弯扭组合变形，揭示了工程中或机械中构件最基本的变形规律、强度校核和尺寸设计方法，是后期机械零件设计的理论依托。由以上分析可见，工程力学各部分知识点之间的关系如图1所示。
（二）机械设计基础各知识点之间的关联分析
“机械设计基础”课程各知识点之间是密切关联的，共同构成一个有机的整体：（1）机构自由度是分析机构和机器运动情况的理论基础。我们设计的机构或机器一定要按照人为设定的轨迹运动，既然这样，大多数运动装置设计时就要先进行自由度计算。若自由度和机构的主动件的数目相同，则该装置就能按照设计的轨迹工作，否则该机构根本就不能动或运动过自由。（2）平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构是机器中常见的基本机构，复杂的机构和机器一般是由这些机构组成的。（3）带传动、齿轮传动、轮系是机器中常见的传动系统，设计机械时也要进行传动系统的设计。（4）轴是机器中重要的零件。轴是用来支撑机器中回转零件的，是整台机器的核心。（5）轴承也是机器中重要的零件，它是用来支撑轴的，以保持轴的回转精度。（6）联接是介绍机器中零件之间最常见的联接方法，在机器选用某一型号的此类联接时要进行轴向拉伸、挤压强度或扭转强度计算。
所以，我们在教学过程中，通过设计一整台机器将上述各知识点相互关联起来，其相互关系如图2所示。
（三）两课程各部分知识点的关联性分析
“工程力学”和“机械设计基础”两门课程之间，有许多知识点具有很强的关联性：（1）“机械设计基础”在进行机构自由度分析时，运动副的类型和工程力学中约束类型及性质有关联。（2）平面连杆机构的识图、连杆机构特性分析时压力角和传动角的确定和工程力学中的受力分析有关联。（3）凸轮机构和间歇运动机构特性分析和工程力学中受力分析有关联。（4）带传动、齿轮传动、轮系的设计所依据的是工程力学的受力分析、力系及平衡、强度计算。（5）螺纹联接和键联接和工程力学中的受力分析、轴向拉伸与压缩和剪切与挤压强度计算密切相关。（6）轴设计要进行受力分析、扭转强度设计及弯扭组合强度校核无不与工程力学相关。（7）轴承的失效分析是利用工程力学中的受力分析来进行的。
两课程教学内容的优化整合
基于以上对每门课程各个知识点及两课程之间各知识点关联性的分析，将各部分内容按照图3方式进行教学优化整合。
首先，以静力学概念和公理作为基础，将“工程力学”课程受力分析、力系及平衡两部分知识点与“机械设计基础”中机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构及间歇运动机构知识并行到一起。学生先学习受力分析和力学及平衡部分知识，再学习机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构和间歇运动机构等知识。
其次，因“机械设计基础”中的联接部分需要进行挤压强度、剪切强度、轴向拉伸与压缩强度计算或考虑弯曲变形和扭转变形部分的知识，所以需要“工程力学”的轴向拉伸、剪切与挤压、扭转变形和弯曲变形等知识作为铺垫。
再次，齿轮传动、轮系及带传动需要以受力分析、强度理论、机构自由度、平面连杆机构等知识为基础，所以应将这部分知识放到后面讲授。
最后，轴及轴承用到力系及平衡、扭转变形、弯曲变形、组合变形等知识，所以将这两部分知识安排到组合变形后面学习比较合理。在讲组合变形强度理论后就讲授轴的知识会收到较好的应用效果。
优化整合教学与传统教学效果比较（以我院机械制造与自动化专业为例）
机械设计基础总教学时数90学时，其中力学部分占20学时，机械设计占70学时。传统讲授顺序是先用20学时将力学内容全部先讲完，然后再花70学时从机械设计原理讲到机械零件设计。传统教学方式，在实施过程中经常会出现以下情况，即讲零件设计时用到的受力分析学生已经感觉很陌生，老师不得不又花时间将前面的知识点再请出复习一下。本来在这种教学方式下，教学时数就相对紧张。再经常花时间去温故知识点，这就让教学时数显得更加吃紧。这种现象导致的结果就是老师不停的赶进度，学生来不及消化就匆匆学习新章节。
如讲光滑接触面约束时，大概10分钟讲授，20分钟举例，讲这部分内容学生很容易理解和接受。但到后续机械设计课程中学习平面连杆机构传力特性时，要用到这部分知识，这距离上次这部分内容学习间隔至少一个月了。学生已经对光滑接触面约束力特点显得很陌生了。那么老师就得先花大概5分钟的时间去复习，然后用20分钟左右去讲压力角和传动角概念，接着再用30分钟时间去举例讲授或练习各种平面连杆机构压力角和传动角的分析。共用时85分钟。
经过优化组合后，光滑接触面约束刚讲完，就讲平面连杆机构的压力角和传动角概念，大概需用时间25分钟，然后就以平面连杆杆机构为例，练习光滑接触面约束力的方向分析、压力角和传动角分析，大概用时35分钟。这种方式共用时60分钟。
通过比较，优化整合教学可节约25分钟的教学时数。不仅如此，通过现学现用，学生做到了对知识点及时消化、吸收和应用。
这种优化整合式教学效果还可以从以下表格数据中得到启发（以2011级制造专业1班和2班为例）。
由上表不难看出，优化整合不仅在教学时间上显得宽裕，而且学生在课程堂上就能将学习内容消化吸收，及时应用，学习效果明显优于传统教学方式。
综上所述，“工程力学”和“机械设计基础”是紧密联系的两门课程，将各部分知识优化整合，不仅能节约教学时数，还能增强教学效果，为后续其他专业课程的教学奠定扎实的基础。
参考文献：
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[2]欧阳曙光.工程力学与化工设备机械基础课程整合[J].广州化工，2011（39）：169-170
[3]王燕楠.材料力学中提高综合素质的三点教学措施[J].中国科技创新导刊，2010（16）：71.
[4]杨建波，王维，蒋平．中少学时工程力学教学及教改探索体会[J].教育教学论坛，2010（6）：25-27．
机械工程概论论文范文第13篇
关键词：钢板弹簧；鞍点逼近；可靠性设计
中图分类号：U260.331+.4 文献标识码：A
1前言
鞍点逼近是做渐近分析的一个非常有用的工具，最早起源于复变函数，由Daniels于1954年首先提出的。它的一个很大的特点就是在小样本情况下，逼近效果依然很精确。鞍点逼近理论的重要性已体现在经济统计学中的各个方面。本文将鞍点逼近理论应用在机械零部件可靠性分析当中。
可靠性是机械产品使用过程中质量指标的重要反映，其显著特点是与产品的设计、制造和使用各个阶段密切相关。可靠性分析的准确性和效率性影响着机械产品的质量问题，而机械产品是由零部件组成，所以，为了提高机械产品的可靠性，首先必须提高零部件的可靠性。往往由于一个关键性零部件的可靠性不好，以致整个机构在短时间的运行中失效，从而造成故障与事故。本文应用鞍点逼近技术对单片钢板弹簧进行了可靠性分析，在基本随机变量概率分布已知的情况下，可以迅速、准确地得到随机响应的概率密度函数和累积分布函数，发展了机械零部件可靠性分析理论。
2机械零件可靠性设计的鞍点逼近法
Y=g(X)概率密度函数(PDF)可以由下式表示
(1)
式中y表示的是随机变量Y的取值，K''是Y=g(X)的累积母函数的二阶导数，ts是鞍点，可以通过下式求得
(2)
式中K'表示的是Y=g(X)累积母函数的一阶导数。根据Lugannani和Rice[16]逼近样本均值尾概率的分布的鞍点逼近公式计算结构响应的的分布函数为
(3)
式中，()和φ()分别表示标准正态分布函数的累积分布函数的CDF和概率密度函数PDF。
3单片钢板弹簧的可靠性分析
单片钢板弹簧是由若干片不等长的合金弹簧钢板组合而构成的一根近似的等强度弹性梁。当弹簧钢板纵向布置在汽车上时，起到弹性元件和导向机构的作用，传递各种力和力矩，并且可利用片间的摩擦起减振作用。
一 钢板弹簧的力学模型
单片式钢板弹簧指的是由一片纵向变断面弹性梁组成的钢板弹簧，单片钢板弹簧的工作应力为
(4)
式中P为载荷，b为板簧的宽度、h为板簧的厚度、l为板簧的跨距。
根据应力-强度干涉理论，以应力极限状态表示的状态方程为
(5)
式中r为钢板弹簧的材料强度，基本随机变量X=(r, P, l, b, h)T。这里基本随机变量向量X的均值E(X)和方差Var(X)是已知的，并且可以认为这些随机变量是服从正态分布的相互独立的随机变量。
某一单片钢板弹簧，材料为AISI4340，几何尺寸为(μb，σb)= (50.8，0.889)mm，(μl，σl)= (762，1.905)mm，(μh，σh)= (20，0.3)mm，载荷为(μP，σP)= (8000，160)N，材料强度(μr，σr)= (585.8，28.3)MPa，利用本文提出的鞍点逼近法分析单片钢板弹簧的可靠性。
分析结果如下
图1功能函数的概率密度函数比较曲线图2功能函数的分布函数比较曲线
Fig.1 Comparison for PDF of g(X)Fig.2 Comparison for CDF o of g(X)
机械工程概论论文范文第14篇
关键词：机械振动;噪声控制;微分方程
1. 课程描述
《机械振动与噪声控制》课程适用的专业为机械类与近机类，选修学生属于大学本科三年级下学期的范围。本课程侧重机械振动与噪声控制原理，其内容密切联系实际工程，是一门专业基础选修课程。该课程以机械设计、机械原理为理论基础，研究机械工程中广义系统的振动问题;同时它又是一种方法论。
2. 课程目标
本课程的目的在于使学生能以动态而不是静态的观点去看待一个机械工程系统;从整体而不是孤立的视角，从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为;能结合机械工程，应用经典振动理论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。要重点研究2个方面：①对机、电、液系统中存在的问题能够以振动力学的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的内质和有效的解决方法;②如何控制一个机、电、液系统，使之按预定的规律运动，以达到预期的技术经济指标，为实现最佳振动奠定基础。
3. 课程内容及安排
授课28学时，实验4学时。
第O章 绪论
本章教学目标：全面掌握机械振动的基本概念和研究对象，了解本课程的研究任务、学习目的和意义。
本章教学基本要求：了解机械振动的基本含义和研究对象，学习本课程的目的和任务;掌握广义系统运动微分方程的含义。了解系统、广义系统的概念，了解系统的基本特性。掌握自由度的含义，学会分析动态系统内振动的过程，掌握系统或过程中存在的耦合。了解力学系统的几种分类方法;掌握振动力学的工作原理、组成;领会激励、响应的意义。了解振动系统中基本名词和基本变量。了解线性系统、非线性系统、确定性振动、随机振动的概念。了解模态的基本组成。
第1章 单自由度线性系统的自由振动
本章教学目标：学会单自由度线性系统的振动微分方程的建立方法、简化方法与分析方法。
本章教学基本要求：了解振动微分方程的基本概念。能够运用动力学、电学及专业知识，列写机械系统、电子网络的振动微分方程。掌握阻尼的概念、特点，学会求等效阻尼。能够用拉普拉斯变换求系统的频率响应函数。掌握频率响应函数的基本形式及相关参数的物理意义。了解无阻尼固有频率、有阻尼固有频率的意义。能够根据系统的振动微分方程，求出系统振动的通解。掌握无阻尼系统、具有黏性阻尼系统的响应求法。掌握相平面方法，了解相平面、相轨迹与奇点的概念。
第2章 单自由度线性系统的受迫振动
本章教学目标：学会通过系统的受迫振动方程来分析系统的时间特性。
本章教学基本要求：了解系统受迫振动的组成。初步掌握系统的特征根的实部与虚部对系统自由响应项的影响情况。了解受迫振动系统时间响应分析中常见的典型输入信号及其特点。掌握简谐激励的定义和基本参数，能够求解单自由度线性系统的单位脉冲响应。掌握受迫振动系统过渡阶段的基本形状及意义。掌握共振现象。掌握幅频响应曲线、相频响应曲线的基本形状，以及振荡情况与系统阻尼比之间的对应关系。掌握半功率带宽的定义及其与系统特征参数之间的关系。了解如何通过半功率带宽的方法，解答系统的阻尼比。掌握共振频率的定义，掌握品质因数与系统阻尼比的关系，掌握频率比的含义。能够求解任意激振力作用下的响应，掌握卷积法，机械阻抗方法。
第3章 多自由度线性系统的振动
本章教学目标：学会通过系统运动方程的矩阵形式来分析系统的特性。
本章教学基本要求：掌握刚度影响系数的定义，掌握广义特征值问题、固有模态与模态正交性。掌握模态质量、模态刚度、模态矩阵、主坐标的求法。掌握复指数算法的基本数学原理，会严格证明。熟悉动柔度矩阵或复频响应矩阵。掌握比例黏性阻尼和实模态理论，瑞利阻尼的定义和具体表达式，瑞利阻尼中两个比例系数的确定。了解自由振动的模态叠加方法。会用模态叠加方法和直接求解方法确定系统的自由振动。了解减振器的概念。
第4章 连续线弹性系统的振动
本章教学目标：学会连续线弹性系统振动的求解方法。
本章教学基本要求：了解连续参数系统的定义。掌握直杆的纵向自由振动方程。学会固支杆、自由杆、一端固定一端自由杆的模态图。掌握模态函数的正交性。理解欧拉-伯努利直梁的弯曲振动动力学平衡方程。掌握均匀悬臂梁、均匀简支梁、均匀自由梁的模态图。理解矩形薄板自由振动，薄板的简单边界条件，前4阶模态的绘制。
第5章 线性振动的近似分析方法
本章教学目标：学会瑞利近似分析方法。
本章教学基本要求：了解近似分析方法的由来。掌握瑞利商。熟练掌握用瑞利法计算均匀简支梁的基频。（作者单位：三峡大学机械与动力学院）
基金项目：三峡大学2013年高等教育科学研究项目（1322）
参考文献：
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机械工程概论论文范文第15篇
关键词：后勤档案 管理
前言：机械重大装备寿命预测技术对国民经济发展和国防建设具有重要意义。在过去近一个世纪与失效事故的斗争中，人类通过对诸如飞行器、舰船、车辆、发电机组等机械重大装备的研究，建立了基于力学的寿命预测理论、基于概率统计的寿命预测理论以及基于信息新技术的寿命预测理论等学科分支。目前机械重大装备运行条件复杂、环恶劣，在长期运行过程中会逐渐老化，剩余寿命会逐步下降，容易导致恶性事故发生，造成巨大的财产损失和人员伤亡；而如果盲目地进行维修更换则会带来巨大的浪费。所以正确预测机械重大装备的剩余寿命对于保证设备安全运行、提高经济效益有很大的意义。同时，对于诸如大型风力机主轴轴承等采购周期需要一年以上的典型重大装备，由于零部件及整机装备加工困难、制造周期长、价格昂贵、损坏后果严重，机械重大装备必须提前采购并预备备件以确保正常持续的生产，避免停产事故损失。所以正确预测机械重大装备的剩余寿命又可以为制定合理有效的备件制作计划和检修计划提供可靠的依据。
1.寿命预测的基本概况
机械重大装备的寿命预测，也被称为剩余服役寿命预测或剩余使用寿命预测，顾名思义就是指在规定的运行工况下，能够保证机器安全、经济运行的剩余时间。它被定义为条件随机变量
tr={t'-t|t't，Z（t）|} （1）
式中，t'表示失效时间的随机变量，t是机器的当前年龄，Z（t）是指当前时刻之前的有关该机器的所有历史使用情况，tr是机器的剩余寿命。
寿命预测可分为早期预测和中晚期预测。早期预测是确定设备的设计寿命或计算寿命，主要以理论和试验的方法进行。中期预测是为了避免设备运行期间出现意外事故，通过对当前还处于设计寿命之内的设备进行状态监测实现剩余寿命预测。由于通常设计寿命偏于保守，设备寿命往往没有得到充分利用就认为已经到寿从而造成很大的浪费，对累计运行时间已经超过设计寿命的设备进行剩余寿
命预测就属于晚期预测。中晚期预测主要以分析设备当前与历史运行状况，用无损探伤及金相检验等多种方法检验鉴定损伤程度、以断裂力学等理论计算及其他直接或间接的寿命预测技术作为科学依据，评估设备还能够继续安全运行的时间。寿命预测是建立在对大量积累寿命资料的分析、试验、实地检验等技术基础之上。值得指出的是：寿命预测应该建立在合理合适的破坏（失效）理论基础之上，
寿命预测与破坏（失效）理论既有联系又有区别。在过去的一百余年里，人们针对不同材料与结构的破坏（失效）规律建立了寿命预测理论。总体来看，寿命预测的研究发展大致经历了以下几个过程。
（1） 技术开创期。1847 年，德国 WHLER 用旋转疲劳试验机首先对疲劳现象进行了系统的研究，提出了著名的 S -N 疲劳寿命曲线及疲劳极限的概念，从而奠定了疲劳破坏的经典强度理论基础。在此后的很长一段时间里，人们逐步深入研究，形成了目前工程中最为广泛应用的经典疲劳强度理论。
（2） 技术发展期。19 世纪末到 20 世纪初，人们利用金相显微镜观察金属微观结构，发现了破坏的过程可分为 3 个阶段：疲劳裂纹形成阶段、疲劳裂纹扩展阶段、疲劳裂纹失稳扩展阶段。在此后的一个多世纪中，基于裂纹扩展规律的研究一直是人们关注的焦点。1920 年英国的 GRIFFITH提出了裂纹扩展的能量理论。到 20 世纪 50 年代，诞生了建立在裂纹尖端应力场强度理论基础上的断裂力学。
（3） 技术完善期。通过一百多年对疲劳断裂的不断研究，以及日新月异的新技术与新发现，寿命预测技术研究理论在 21 世纪前后取得了极大的发展与丰富。首先研究者通过对疲劳断裂研究的不断补充与完善，提出了诸如非线性连续损伤力学模型、金属全寿命模型、等效应变能密度寿命预测方法、基于小裂纹理论的疲劳全寿命预测方法、基于指数模型的裂纹扩展速率与寿命预测技术等模型方法。
2.寿命预测研究对象概况
通过对寿命预测研究的对象进行归纳总结，可以得出如下结论：机械重大装备寿命预测研究对象几乎存在于诸如发电设备、航空航天、石油化工、汽车、铁路运输、数控加工、冶金工业、武器装备等行业与领域。具体如表 1 所示。从研究对象的归纳分析可以看出：当前寿命预测研究的对象虽然涉及到社会生产与生活的各个领域与针对各种机械设备，但是绝大多数寿命预测研究还是停留在各种材料试件或者机械装备的各种零部件；距离实现机械重大装备整体寿命预测还需要不断深入研究，这是值得未来探索的一个重要的研究内容。
3.寿命预测方法概况
多年来，人们以不同行业领域内的机械重大装备为研究对象，分别从零部件和整体机械设备入手，并针对不同的金属材料，在理论上和试验上进行了深入、系统的研究，并形成了多种预测方法。归纳起来，寿命预测方法大致可以分为以下三大类：基于力学的寿命预测方法、基于概率统计的寿命预测方法、基于信息新技术的寿命预测方法。
4.结语
经过不断发展，有关寿命预测的研究从起步到逐步深入的发展为人类科技进步和社会发展做出了巨大贡献。在这浩瀚的研究成果中，着重通过在寿命预测研究对象与研究方法两个方面综述国内外相关研究文献所取得的成就，运用比较和总结的分析手段，提纲挈领地指出当前机械重大装备寿命预测研究的热点、难点以及存在的问题，为今后进行寿命预测研究提供可以借鉴的研究方向。
参考文献
[1] 国家自然科学基金委员会工程与材料科学部. 机械工程学科发展战略报告（2011～2020）[M]. 北京：科学出版社，2010.
