7 机械制造中的建模理论与应用

机械工程的知识和技能
1. 机械设计：掌握机械设计的基础理论和实际应用技能，能够进行产品设计、构思、优化和创新。

熟悉CAD / CAM / CAE 等计算机辅助工具，能够进行三维建模、动态仿真和工程分析。

2. 制造工艺：掌握各种机械加工工艺和现代制造技术，了解材料成型、表面处理、装配工艺等各个环节的流程和控制方法。

能够根据产品要求进行工艺规划、方案设计和质量控制。

3. 自动控制：了解机械控制理论和电气控制技术，掌握机械自动化控制、运动控制、传感器与执行器的选型与应用等知识。

能够进行自动控制系统的设计、组态、调试和优化。

4. 热力学与流体力学：具备热力学和流体力学基础知识，能够分析和设计各种传热、传质、流体运动和流体力学系统。

理解各种热工流程的原理和特点，掌握热传导、对流、辐射和相变等基本特性，能够制定合理的热能利用方案并优化设计。

5. 机械制造工程技术：包括机械加工、焊接及机械制作和装配等基本技能，也包括传动、控制等复杂的机械零件制造与维修，了解与掌握数字化、柔性化生产要求以及机械零部件表面处理等技术要求，明确运用和实践现代机械制造工艺与
技术的基本流程与控制要点。

机械制造中的工业技术与应用随着工业技术的不断发展和更新，机械制造行业也迎来了新的变革。

工业技术在机械制造中的应用，不仅提高了生产效率和质量，还推动了行业的创新和发展。

本文将从几个方面探讨机械制造中的工业技术与应用。

一、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）计算机辅助设计与制造，简称CAD/CAM，是现代机械制造中广泛应用的一项关键技术。

通过CAD软件，工程师可以使用图形界面进行模型设计和参数化建模，大大提高了设计的效率和准确性。

而CAM技术则能够将设计好的模型转化为机器可识别的指令，实现数字化加工。

CAD/CAM技术的应用不仅简化了制造过程，还降低了成本，提高了产品的精度和一致性。

二、先进的数控技术数控技术是机械制造中另一个重要的工业技术。

传统的机械加工依赖于人工操作，不仅效率低下，还易出现误差。

而数控技术通过将加工过程的参数输入到计算机控制系统中，使得机床能够按照预定的轨迹和速度进行自动加工。

数控技术不仅提高了加工的精度和稳定性，还能够完成复杂的加工任务，如曲线加工和曲面加工。

随着数控技术的不断发展，出现了高速数控机床和多轴数控机床等先进设备，进一步拓宽了机械制造的应用领域。

三、智能制造技术随着人工智能技术的发展，智能制造技术逐渐应用于机械制造领域。

智能制造技术通过传感器、数据采集和分析等手段，实现了生产过程的自动化和智能化。

例如，机器人在制造过程中能够代替人工完成重复性、繁琐的工作，提高了生产效率和产品质量。

而物联网技术的应用，则使得设备之间可以实现互联互通，实时监控和调整生产过程，提高了生产的灵活性和反应速度。

智能制造技术的应用，不仅使机械制造更加智能高效，还为企业提供了更大的竞争优势。

四、增材制造技术随着3D打印技术的不断发展，增材制造技术逐渐应用于机械制造领域。

增材制造技术通过逐层堆积材料的方式，直接将数字模型转化为实体产品。

与传统的减材制造技术相比，增材制造技术具有更高的灵活性和可定制性。

制造系统建模与仿真在工业工程中的应用摘要：建模与仿真技术是21世纪信息技术和制造技术结合的桥梁，是使企业产生最大经济效益的核心技术，也是21世纪制造业的一项关键支撑技术。

本文阐述了仿真技术在制造业的地位和作用，总结建模与仿真技术的特点，给出了制造业建模与仿真技术的方展方向。

关键词：制造系统建模仿真仿真应用系统建模与仿真技术是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型参与已有或设想的系统进行研究、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估、维护、和报废(全生命周期)活动的一门多学科的综合性技术1制造业建模与仿真技术的地位制造业是国民经济和社会发展的物质基础，是国家综合国力的重要体现；21世纪的制造业仍然是国家经济和国防建设的命脉，也是国家经济实现快速增长的重要因素。

制造业是所有与制造有关的企业机构的总体，是国民经济的支柱产业，它一方面创造价值，生产物质财富和新的知识，另一方面为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步与发展提供先进的手段和装备。

现代制造的基本特点是大制造和全过程。

“大制造”应包括光机电产品的制造、工业流程制造、材料制备等，它是一种广义制造概念。

“全过程”，不仅包括从毛坯到成品的加工制造过程，还包括产品的市场信息分析，产品决策，产品的设计、加工和制造过程，产品的销售和售后服务，报废产品的处理和回收，以至产品的全寿命过程的设计、制造和管理。

由于国内外市场竞争的加剧，科学技术发展迅速，产品更新换代速度加快及人们对产品多样化的需求增加，先后出现了柔性制造，计算机集成制造、并行工程、虚拟制造、敏捷制造、网络化制造、现代集成制造、下一代制造、综合制造等新的先进制造理念和哲理。

但是，从整体来看，制造业的发展离不开先进的信息与知识技术、全面的建模与仿真技术、精密的工艺与装备技术和高效的企业集成技术共四大关键技术。

IDIRECT-HDMR高维近似模型方法及工程应用黄志远;邱浩波;蔡习文【摘要】Metamodeling is often used for approximate mapping between the input and output variables. Popular regression method-ologies are inapplicable to the accurate metamodels for high dimensional practical problems since the computational time increases exponential y as the number of dimensions rises. This paper proposes a new form of high-dimensional model representation ( HD-MR) by integrating an intel igent sampling strategy, namely, Improved Dividing Rectangles ( IDIRECT) , termed IDIRECT-HDMR. In this method, few sample points are used to obtain accurate metamodels by transforming a high dimensional problem into a series of low dimensional problems. Some mathematical test functions with a wide scope of dimensionalities are used to demonstrate the per-formance of IDIRECT-HDMR, and this method is applied to the practical application example.%元建模常用于近似求解输入与输出间的映射关系。

探讨3D打印技术在机械制造领域中的应用摘要：在机械制造相关技术领域内，3D打印技术和设备的广泛应用，能够显著提升定制化机械产品的整体生产加工质量和效率，也能够在确定技术参数的基础之上，合理运用三维建模技术原理，高效利用机械技术资源。

但是在应用3D打印技术和设备的过程中，需要对三维建模参数进行精细化设定，以满足3D打印技术的打印要求。

本文将着重探讨3D打印技术在机械制造领域中的具体应用。

关键词：3D打印技术；机械制造；应用3D打印是快速成型技术的一种，又被称为增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等材料，通过熔化后逐层打印的方式来构造物体的技术。

因此在众多机械制造领域之中，工业企业能够创新运用不同类别的3D打印设备和建模软件，并对机械产品和零部件的功能需求进行客观量化分析。

1 3D打印技术概述3D打印技术是机械工业领域内的重要创新技术成果，并且能够对机械制造领域内的多元产品生产管理体系进行有效增强，确保批量生产与加工制造模式的系统一致性和安全性[1]。

在引进众多3D打印技术资源和原材料的过程中，机械企业需要重点关注打印设备的独特性，需要根据3D打印技术的原理对数字化三维设计模型和设计图纸之间的相关性进行客观分析和经济学评估，确保机械产品整体生产加工的可行性。

在广泛应用3D打印设备和打印技术的过程中，相关机械工业企业需要对产品原型和三维设计模型的实际应用质量进行客观评估，并需要对机械产品原材料的实际损耗比例进行客观评测，以免影响到定制化机械工业产品的整体生产效率和加工质量。

3D打印技术特点为小批量、个性化生产[2]；制造生产周期短；材料利用率高；生产成本低、效率高，但是需要与企业的实际产品研发需求进行有效衔接，才能够提升市场核心竞争力。

2 机械制造领域的发展特点我国机械制造相关领域内的技术革新以及产品创新都是大势所趋，因此各项新型生产管理模式和技术资源在行业市场中的流通价值越来越高，也会间接限定相关产业结构的供给侧改革发展优势以及核心竞争力，对机械工业企业的数字化和智能化发展产生正向影响[3]。

机械产品设计中三维建模技术的应用分析使用三维建模技术指导于机械创新设计，要求设计者在机械设计的过程中兼顾设计的新颖性、创造性，使其更加符合动力学中能耗利用的相关要求。

运用新技术，体现机械产品制作发明的实用性，开发更多符合市场需要的机械功能。

为了提高机械产品三维建模设计的效能，技术人员应该做好数据控制与知识熔接工作，将产品性能的管控体现到设计质量的检测活动中去。

在工业项目的机械产品绿色创新设计活动中，相关负责人应该安排一些具有生产经验的工人参与到设计活动中去，针对机械产品运行中最容易出现损耗的部分进行分析，设计出一套保护机械产品核心零部件的可行性方案。

01开展机械产品设计三维建模技术开发的基本原则基于三维建模技术运用中的机械产品设计活动，不仅仅是针对机械产品的某一个零部件进行设计，而是应该立足于全局机械产品整体使用功能的优化设计。

针对机械产品的设计与创新活动，我们应该对设计图纸进行创新性思考，尽可能采用新技术来开展机械制造的活动。

同时，工作人员还应该重视机械产品的理论性研究，在基础理论的指导下，提高机械设计制造中的技能水平。

在概念设计的过程中，设计人员应该从工业设计的角度出发，使用三维技术对零部件参数进行多次调整，从而找到最佳的设计方案。

从结构分析的角度入手，设计人员应该从新型的建模技术中找到动态仿真中的关键细节特点，对传统机械设计中不足的部分进行针对性的改进。

使用新技术和新材料，对机械零件的安装与调配方法进行改进。

02提高机械产品设计中三维建模技术开发效果的措施2.1 开发机械设计师的核心创新能力为了培养机械设计师的核心创新能力，必须要机械师加强设计方面的理念创新工作。

基础信息工作人员应该建立起完善的绿色设计资源数据库，对于各个设计环节的环保细节和排放标准，应该进行数据入库储存。

机械设计师在进行新产品的三维技术开发时，可以根据此类型产品中的经典2D模型设计方法为蓝本，吸收传统设计活动中的优秀理念，进一步推行传统产品中的3D模型装配方法创新，在虚拟样机的设计中体现出对于新技术的探索和革新运用。

机械制造技术基础机械制造技术是工业制造领域中的一个重要分支。

它包括了机械原理、机械工程及材料科学等知识领域。

机械制造技术是通过设计、建模、制造和提供支持等一系列流程来制造机械产品和部件。

也就是说，它是将工程设计转化为具体产品的过程。

在机械制造技术中，对基础技能的理解和掌握非常重要，特别是对于机械制造技术基础的掌握，因为这是了解实际的机械设计和制造背后所涉及的原理和程序的基础。

一、机械制造技术基础的概括机械制造技术基础，是指在机械制造技术实践过程中最基础、最重要的知识和技能。

它包括了机械工程、材料科学、机械原理等方面的知识，涉及尺寸、图解学、机械运动学等学科的理论和应用知识。

它是学生和工程师们理解和掌握口头描述、计算、测量和制造理论的基础。

同时，它还包括了工艺学、工学、制造过程控制、质量控制等重要的技能。

二、机械制造技术基础的重要性机械制造技术基础在机械制造过程中是不可替代的，因为机械制造技术本质是转化设计成品的技术。

在这个过程中，机械工程、材料科学、机械原理等学科的基础知识和实践技能压倒一切。

也就是说，如果没有机械制造技术基础，想要理解和掌握机械制造流程及其技术是不可能的。

更重要的是，机械制造技术基础的掌握对于机械设计和制造的准确性和效率至关重要。

三、关键技术机械制造技术基础在机械制造领域中发挥着重要作用，其中几个关键技术不可忽略，下面将分别进行介绍。

1. 计量和计算技巧机械制造过程中一定会涉及到尺寸、比例和计量。

因此，对计量和计算技巧的掌握是非常重要的。

这些技能包括精确度和误差的计算和评估，数值分析和测量、数据处理和统计分析等。

2. 图解和几何学技能机械制造技术基础的核心是掌握图解学和几何学技能。

这些技能体现在制图、机械制造设计、机械装配和实际制造过程等方面。

因此，掌握三维制图、机械图解（绘制、识别和分析）和几何学技能是非常有必要的。

3. 制造过程和工艺控制技能机械制造技术基础不仅仅包括机械原理和材料科学，还包括制造过程和工艺控制方面的技能。

AVL CRUISE--车辆动力学仿真分析平台AVL CRUISE 软件是用于车辆系统动力学仿真分析的高级软件可以轻松实现对复杂车辆动力传动系统的仿真分析通过其便捷通用的模型元件直观易懂的数据管理系统以及基于工程应用开发设计的建模流程和软件接口AVLCRUISE软件已经成功的在整车生产商和零部件供应商之间搭建起了沟通的桥梁。

一. 软件的主要应用AVL CRUISE软件界面友好用户容易理解、使用和掌握结果分析直观易懂。

AVL CRUISE与AVL BOOST、AVL DRIVE、Matlab、C Code、Excel、KULI、FLOWMASTER、IPG CarMaker、Oracle等软件有通用的接口为用户建立自定义模块及控制元件的模型提供了方便并扩展软件的应用范围。

数据输入输出方便、可以直接将试验数据导入计算模型中软件的主要特点如下所述 1. 便捷的建模方法和模块化的建模手段使得不同项目组可以对模型进行方便快捷的整合。

可以快速搭建各种复杂的动力传动系统模型可同时进行正向或逆向仿真分析 2. 可以实现对车辆循环油耗针对不同的循环工况等速油耗任意档位和车速下稳态排放最大爬坡度考虑驱动防滑最大牵引力牵引功率最大加速度最高车速原地起步连续换档加速超车加速性能直接档加速性能车辆智能巡航控制制动/反拖/滑行等一系列车辆性能的计算分析3. CRUISE软件与AVL BOOST软件的耦合仿真可以实现对发动机瞬态特性的仿真分析与FLOWMASTER软件或KULI软件的耦合仿真可以实现车辆热管理系统VTMS的设计及仿真分析4. 在基于传统车辆模型的基础上可以快速搭建纯电动汽车或混合动力车辆模型并可通过与MatlabAPIDLLInterface或CBlackBox语言的接口实现整车控制策略的设计开发内置能量分配管理监测功能EFG可方便的实现基于控制策略的能量分配和管理特性的研究 5. 内置Function函数兼容C语言的程序格式使用户在不需要第三方程序的前提下便捷的进行相关控制策略的设计和开发6. 根据预先设定的动力性、经济性或排放性指标可以对模型中的参数进行快速优化组合并可以对动力传动系统进行匹配优化DOE参数化研究和多动力总成匹配研究7. 采用与Oracle对接的数据库管理体系便于进行系统的管理和资源分配提高了数据管理的安全性同时方便实现CRUISE软件不同使用群体之间的数据交换和数据读取强大的数据搜寻和对比功能使用户在面对大量的数据的情况下可根据自己设定的边界条件便捷的进行数据的获取和对比8. 可以与硬件系统如AVL In-MotiondSPACEETAS等进行联合仿真满足用户对于车辆系统动态实时Real Time仿真分析的需求可对动力总成及其相关联的ECU控制策略进行分析和调试实现车辆动力学的快速原型开发RCP和硬件在环仿真功能HIL极大的提高了开发效率并缩短了开发流程9. 提出了动力总成分层建模的方法可以将动力总成的不同元件搭建在用户自己设定的不同层中使得建模过程更加直观和便捷可独立对动力总成中某一部件进行仿真分析无须搭建整个车辆模型极大的降低了对于车辆建模所需参数的要求可根据用户自定义的目标参数对驾驶员模型进行系统优化分析10. 能够便捷的对新型动力传动模式ATAMTDCTCVT 等及其控制策略进行研究分析具有自动变速系统GSPGear Shifting Program换档控制策略自动生成和优化功能可根据循环工况和道路条件自动生成换档规律曲线对于Matrix Calculation和Component Variation的参数及总成匹配GSP可根据参数和总成的变化自动调整换档规律GSP的优化功能可方便用户根据自身要求定义优化目标其生成的优化曲线可为TCU的标定提供参考缩短TCU的开发周期。

机械工程中的运动学参数辨识与建模方法研究导言机械工程是一门重要的工程学科，研究机械运动和力学原理。

在机械工程领域中，运动学参数辨识与建模是一个重要的研究方向。

本文将探讨机械工程中的运动学参数辨识与建模方法，并对其在实际应用中的意义进行分析。

一、运动学参数辨识的概念与方法1.1 运动学参数的定义运动学参数是指描述物体位置、速度和加速度等运动状态的数值量，是分析和研究物体运动的基本元素。

在机械工程中，运动学参数辨识是指通过实验或计算等手段确定物体的运动学参数。

1.2 运动学参数辨识的方法运动学参数辨识的方法主要有理论计算和实验测试两种。

理论计算方法是通过建立物体的数学模型，运用力学原理和运动学方程进行参数求解。

实验测试方法是通过设计实验，利用传感器和测量仪器对物体的运动状态进行实时记录，并通过数据分析和处理获得运动学参数。

二、运动学参数建模方法的研究与应用2.1 运动学参数建模的意义运动学参数建模是在已知或已辨识出运动学参数基础上，建立物体运动特性的数学模型。

这种模型可以用于预测物体的运动轨迹、评估系统的性能以及设计优化等，对于机械工程的研究和应用具有重要意义。

2.2 运动学参数建模的方法运动学参数建模的方法主要包括经验模型和物理模型两种。

经验模型是根据实验数据和经验法则建立的数学模型，主要用于描述物体的运动规律。

物理模型是通过建立物体的物理方程，运用物理原理和运动学方程进行参数求解，更加准确地描述物体的运动特性。

三、运动学参数辨识与建模方法的应用案例分析3.1 工业机器人的轨迹规划与控制在工业领域中，机器人的轨迹规划和控制是一个关键问题。

通过对机器人的运动学参数进行辨识和建模，可以实现精确的轨迹规划和运动控制，提高机器人的运动精度和效率。

3.2 汽车动力学仿真与优化设计汽车动力学仿真是汽车工程中的一个重要环节。

通过对汽车的运动学参数进行辨识和建模，可以进行车辆动态特性的仿真分析，为汽车的优化设计提供科学依据，提高汽车的操控性和安全性。

机械工程专业优质课计算机辅助设计与制造机械工程专业优质课——计算机辅助设计与制造机械工程专业是工科领域中的重要学科之一，它涉及到各种机械设备的设计、制造、维修和管理等方面。

随着科技的进步，计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）已成为机械工程领域中不可或缺的一环。

本文将介绍机械工程专业的优质课程——计算机辅助设计与制造，并探讨其在机械工程教育中的重要性和应用前景。

一、课程概述计算机辅助设计与制造是通过计算机软件和硬件工具，辅助机械工程师进行机械产品的设计、制造和分析的一门综合性课程。

通过该课程的学习，学生可以掌握先进的计算机辅助设计与制造技术，提高机械产品设计的效率和质量。

二、课程内容1. 计算机辅助设计（CAD）计算机辅助设计是计算机在机械产品设计中的应用。

学生将学习各类CAD软件的基本操作与运用，包括图形绘制、三维建模、装配设计、参数化设计等方面的知识。

2. 计算机辅助制造（CAM）计算机辅助制造是计算机在机械产品制造中的应用。

学生将学习数控机床的编程与操作技能，了解先进的加工工艺和制造流程。

通过CAM技术，可以将设计好的机械产品模型转化为具体的加工工艺参数，实现自动化生产。

3. 工程图学与工程制图工程图学与工程制图是机械工程师必备的基本技能。

学生将学习如何正确绘制工程图和各类工程图的标准符号、尺寸标注等。

这对于机械工程师而言，是进行设计、制造和交流的重要工具。

4. 计算机辅助分析与仿真计算机辅助分析与仿真是通过数值计算和有限元方法对机械产品进行性能分析和仿真。

学生将学习如何使用计算机软件对机械产品的强度、刚度、动力学等性能进行分析和优化。

三、教学方法1. 理论讲授教师将通过课堂讲解、案例分析等方式，向学生传授计算机辅助设计与制造的相关理论知识。

学生需要认真听讲，理解相关概念和原理。

2. 实践操作学生在实验室或计算机房进行相关软件的实践操作。

通过实际操作，加深对CAD/CAM技术的理解和应用能力。

机械制中的计算机与软件工程机械制造中的计算机与软件工程机械制造领域一直以来都是人类重要的产业领域之一，而近年来的计算机与软件工程的快速发展对机械制造行业带来了巨大的影响。

本文将探讨机械制造中计算机与软件工程的应用及其对该行业的重要性。

一、计算机在机械制造中的应用随着计算机技术的飞速发展，计算机在机械制造领域中的应用越来越普遍。

首先，计算机可以用来进行机械设计和仿真。

借助计算机辅助设计（CAD）软件，工程师可以以更高效、精确的方式设计机械产品，并进行各种仿真实验，大大节约了时间和成本。

其次，计算机还可以用来控制机械设备的运行。

通过嵌入式系统和控制软件的开发，计算机可以实现对机械设备的自动化控制和监测，提高了生产效率和质量。

例如，数控机床和机器人常常采用计算机控制系统，能够精确地执行复杂的制造操作。

此外，计算机技术还被广泛应用于机械制造中的数据管理和优化。

通过数据库管理系统，企业可以高效地管理大量的机械设计数据和生产数据，实现生产过程的追溯和优化。

同时，计算机还可以通过智能算法和人工智能技术对生产过程进行优化调度，提高资源利用效率和生产效益。

二、软件工程在机械制造中的重要性软件工程是计算机科学的一个重要分支，其在机械制造中的应用也日益重要。

首先，软件工程能够提供高水平的软件开发和管理能力，保证了机械制造中所需的各种软件的可靠性和稳定性。

在机械设备的控制系统中，软件的正确运行对于生产过程的顺利进行至关重要。

其次，软件工程可以帮助机械制造企业实现信息化管理。

随着企业规模的扩大和竞争的加剧，信息的管理和利用变得至关重要。

通过软件工程的方法，企业可以建立和维护高效的信息管理系统，实现从产品设计到生产制造的全过程数据的无缝衔接，提高企业的整体管理水平。

此外，软件工程还能够提供成熟的软件测试和维护技术，保证机械制造中所用软件的质量和可靠性。

在机械设备的控制系统中，错误的软件可能导致严重的事故和经济损失。

因此，软件的正确测试和维护显得非常重要，软件工程为此提供了一系列的有效方法和工具。

机械制造工艺技术书电子版机械制造工艺技术书电子版目录第一章引论第一节机械制造工艺技术的基本概念第二节机械制造工艺技术的发展历史第三节机械制造的流程与组织第二章材料与材料特性第一节金属材料1. 金属材料的分类与特性2. 金属材料的加工性能第二节非金属材料1. 非金属材料的分类与特性2. 非金属材料的加工性能第三章制图与工程图第一节制图的基本方法和规范1. 制图的基本原则2. 制图常用的符号和标记第二节工程图的种类和内容1. 设计图2. 施工图3. 零件图4. 总装图5. 接线图第四章机械加工工艺第一节机械加工的基本概念和方法1. 机械加工的概念和意义2. 机械加工常用的方法和工艺流程第二节机床及其控制技术1. 常见机床的类型和特点2. 机床的数控技术及其应用第三节精密加工工艺1. 精密加工方法选用的原则2. 精密加工工艺流程和加工设备选择第五章焊接与焊接技术第一节焊接的基本概念和分类1. 焊接的定义和分类2. 焊接与其他加工方法的比较第二节常见焊接方法与技术1. 电弧焊接2. 气体焊接3. 摩擦焊接4. 激光焊接第三节焊接质量控制1. 焊接缺陷的产生和分析2. 焊接质量控制的方法和技术第六章表面处理技术第一节表面处理的意义和目的1. 表面处理的意义和应用领域2. 表面处理的目的和效果第二节常见的表面处理方法1. 电镀和电化学处理2. 热处理3. 化学处理第三节表面涂层技术1. 涂料和涂层的分类和选用2. 表面涂层的施工工艺和质量控制第七章机械装配和调试技术第一节机械装配的基本概念和流程1. 机械装配的定义和分类2. 机械装配的流程和方法第二节机械装配的质量控制1. 机械装配中常见的质量问题2. 机械装配的质量控制方法和技术第三节机械调试与测试1. 机械调试的目的和方法2. 机械测试的常用技术和设备第八章机械制造的自动化技术第一节自动化技术的基本概念和发展历程1. 自动化技术的定义和分类2. 自动化技术的发展历程和应用领域第二节机器人技术与应用1. 机器人的基本概念和分类2. 机器人的工作原理和应用案例第三节数控技术与应用1. 数控技术的基本原理和特点2. 数控技术在机械制造中的应用附录A 机械制造工艺技术常用术语解释附录B 机械制造工艺技术的参考文献列表本书旨在对机械制造工艺技术进行系统和全面的介绍，涵盖了材料、制图、加工、焊接、表面处理、装配、调试以及自动化等多个方面的内容。

机械设计制造及其自动化专业主要课程介绍机械设计制造及其自动化专业旨在培养具备机械设计、制造及自动化领域的基础理论和应用技术知识的高级工程技术人才。

此专业涉及机械工程、自动控制、电气工程、计算机科学等领域的知识和技能，旨在让学生掌握机械设计、制造和自动化的核心理论和技术，并具备独立进行机械系统设计、制造及其自动化的能力。

在机械设计制造及其自动化专业的学习过程中，学生将接触到一系列的主要课程，涵盖从基础理论到应用技术的各个领域。

下面将为您详细介绍一些主要的课程。

1. 工程制图与CAD工程制图与CAD（计算机辅助设计）课程是机械设计制造及其自动化专业的基础课程之一。

这门课程旨在培养学生掌握工程制图的基本理论和实践技能，以及CAD软件的应用能力。

学生将学习工程制图的规范、符号与图件的绘制方法，了解各类工程图纸的基本要求和标注，同时还将学习CAD软件的基本操作和应用技巧。

2. 机械设计基础机械设计基础课程是机械设计制造及其自动化专业的核心课程之一。

学生将学习机械设计的基本理论和方法，包括力学、材料力学、工程热力学等方面的知识。

通过该课程的学习，学生将掌握常见机械零件的设计原理和方法，了解机械系统的运动学和动力学等基本概念，为后续的专业课程打下坚实的基础。

3. 机械制造工艺与设备机械制造工艺与设备课程旨在培养学生掌握现代机械制造工艺和设备的基本原理和应用技术。

学生将学习常见的机械加工工艺，如铣削、车削、钻削等，并了解数控机床的基本原理和操作技能。

此外，学生还将学习机械制造中的焊接、锻造、铸造等工艺，并掌握相关设备的使用方法。

4. 自动控制原理自动控制原理课程是机械设计制造及其自动化专业的重要课程之一。

学生将学习自动控制系统的基本原理和方法，包括系统建模与分析、控制器设计与调节、稳定性分析等内容。

通过该课程的学习，学生将了解自动控制系统的基本概念和工作原理，具备设计和分析简单自动控制系统的能力。

5. 数字化设计与制造数字化设计与制造课程旨在培养学生掌握数字化设计和制造技术的基本原理和应用方法。

2023年理论与应用力学专业介绍及就业方向理论与应用力学是一门核心课程，主要研究力学的基本原理和应用，是工科学科中的一门重要基础学科。

该专业涉及力学、材料力学、流体力学、热力学等多个领域，是工程领域中不可或缺的一环。

本文将为大家介绍理论与应用力学专业的学习内容、就业前景和就业方向。

一、学习内容1.力学与材料力学学习材料的各种特性和机械性能，以及材料力学中的本构关系、屈服准则和疲劳破坏等内容。

同时，还会学习材料的加工、制造和测试方法。

2.流体力学学习经典流体力学的基本原理和方程，以及应用流体力学研究物理现象的各种方法。

学生能够学习到流体静力学和流体动力学的基本原理、应用和分析方法。

3.热力学研究能量转化和热力学的基本原理，以及热力学的应用和分析方法。

同时还会学习热力学运动学和热力学平衡的概念和内容。

4.力学与振动学学习经典力学的基本原理和公式，以及机械系统、弹性体和刚体的分析方法。

还会学习到自由振动和强迫振动的概念，以及振动分析的应用和方法。

二、就业前景1.机械制造行业理论与应用力学专业的学生可以在机械制造行业从事机械设计、制造、加工、检测、维修等方面的工作，例如机械零件的设计制造、机器设备的调试及维护、机械加工与数控加工等。

2.能源行业理论与应用力学专业的学生也可以在能源行业从事能源机械设备的设计、安装、调试、优化和维护等工作，例如发电厂、核电站、石化企业、船舶航运等领域相关的工作。

3.科研机构在理论与应用力学专业的基础上，学生可以在科研机构从事力学、流体力学、材料力学等方面的研究工作，更深入地研究这些领域的问题。

4.教育行业理论与应用力学专业的学生还可以在高等院校中担任教师，指导学生学习相关知识和技能，培养材料力学方面的人才。

三、就业方向1.材料力学材料力学是力学专业的一个重要方向。

材料力学的研究涉及到材料的结构、性能、本构关系、屈服准则、疲劳破坏等方面，应用于材料的设计、加工和制造。

2.工程力学在工程领域中，工程力学是一项极其重要的技术。

《机械工程》专业攻读博士学位课程课程学习博士生在校应修满12学分。

第一外国语为非英语的博士研究生，必须选修英语作为第二外国语。

《仪器科学与技术》专业攻读博士学位课程课程学习博士生在校学习阶段包括课程学习及必修环节两部分，修满至少12学分。

第一外国语为非英语的博士研究生,必须选修英语作为第二外国语。

必修环节2学分：讲座选听1学分；学位论文选题报告1学分。

《材料科学与工程》专业攻读博士学位课程课程学习博士学位核心课程：1、科技革命与马克思主义2、第一外国语3、材料研究创新学4、材料热力学5、材料力学行为6、材料表面工程7、非金属材料的设计与优化8、高新技术材9、材料科学前沿10、材料物理11、材料化学12、现代凝固学13、传输原理14、焊接传热传质15、焊接物理冶金16、结合力学分析17、焊接过程数值分析学分要求：学位课程至少10学分，其中科技革命与马克思主义、第一外国语、材料科学前沿为必选课程。

总学分为12学分，10学分（课程学习环节）+2学分（必修环节）《动力工程及工程热物理》专业攻读博士学位课程课程学习1、博士生在校学习阶段包括课程学习及必修环节两部分，修满至少12学分，其中学位必修课4学分，必修环节2学分，其他为学位选修课。

第一外国语为非英语的博士生必须选英语为第二外国语，第二外国语在必修的12学分外记2学分。

2、学位必修课4学分包括：（1）第一外国语：2学分（其中：基础部分1学分，专业部分1学分）（2）科技革命与马克思主义：2学分3、必修环节2学分包括：讲座选听 1学分学位论文选题报告1学分4、博士学位核心课程1．流体力学的近代进展2．燃烧学的近代进展3．多相流及其进展4．计算传热学的近代进展5．偏微分方程的现代数值解法6．制冷、空调、热泵中的CFCs的替代7．洁净燃烧及污染防治进展8．热力学的近代进展9．低温机械与系统的工作过程10．流体机械计算流体动力学11．压缩机现代理论方法12．叶轮机械气动热力学13．多相流动力学基础14．化工过程综合与优化《核科学与工程》专业攻读博士学位课程课程学习博士生在校学习阶段包括课程学习及必修环节两部分，修满至少12学分，其中学位必修课4学分，必修环节2学分，其他这学位选修课。

数字化制造中的3D建模与虚拟样机制作随着科技的不断进步与发展，数字化制造在现代制造业中扮演着重要的角色。

其中，3D建模与虚拟样机制作作为数字化制造的核心技术，为制造业带来了巨大的变革与便利。

本文将着重讨论数字化制造中的3D建模与虚拟样机制作，并探讨其在制造业中的应用与优势。

首先，3D建模是一个将物理对象转化为数字模型的过程，使用计算机辅助设计（CAD）软件进行三维建模。

利用CAD软件，设计师可以创造出准确、精细的数字模型，包括各种维度的线条、曲面和体积等。

这些数字模型可以用于制造工艺的优化、产品测试与性能分析，从而帮助制造商更好地理解产品设计与制造过程中的问题，并进行及时的调整和改进。

数字化制造中的3D建模在工业设计、机械制造等领域有广泛的应用。

首先，它可以大大缩短产品开发周期。

通过使用CAD软件进行3D建模，设计师可以快速创建出具有高度精细度的产品原型。

这样，制造商可以在早期阶段评估产品的功能性、可制造性和可维护性，提前解决潜在的问题，从而避免在制造阶段出现不可预料的困难和延期。

其次，3D建模可以减少研发成本。

传统制造过程中，需要大量的原材料和时间来制造物理样机。

而在数字化制造中，只需要使用CAD软件进行虚拟样机的建模，大大降低了制造成本和时间成本。

这样，制造商可以更加高效地进行产品研发，并及时推出市场。

此外，3D建模还可以为制造商提供更高的产品质量和一致性。

通过数字模型的设计，制造商可以准确地分析和优化产品的性能和外观，并确保在生产过程中保持高度一致性，提高产品质量和用户满意度。

在数字化制造中，虚拟样机制作是3D建模的延伸与应用。

虚拟样机是指使用计算机技术生成的数字化样机，它可以模拟真实物体的外观、结构和性能。

虚拟样机的制作主要基于3D建模技术，通过CAD软件创建出准确的数字模型，并利用虚拟现实技术进行可视化展示和交互。

虚拟样机具有很高的真实感和灵活性，可以帮助设计师和制造商更加直观地了解产品的外观、构造和功能，并进行实时的修改和优化。

机械工程（专业代码：080200）（201109版）机械工程一级学科创建于1952年，是我国首批有权授予硕士学位学科之一，1998年获得我国首批一级学科博士授予权。

覆盖了机械制造及自动化、机械设计及理论、机械电子工程和车辆工程等4个二级学科，其中机械制造及自动化和机械设计及理论为国家重点学科。

设有振动、冲击、国家重点实验室，设有制造技术与自动化、计算机集成制造、汽车设计与制造、机电控制、机械工程设计与自动化、图形技术及CAD、机电设计及自动化技术、生命质量与机械工程、机器人、知识工程等10多个研究所。

一、培养目标硕士学位获得者应能系统、深入地掌握本学科的专业知识，了解本学科的现状、发展动态和国际学术研究的前沿。

能开展具有较高学术意义或实用价值的科研工作，并有一定的创新能力和成果。

能较熟练地掌握一门外国语，具有一定的写作能力和进行国际交流的能力。

二、主要研究方向机械制造及自动化专业（080201）： 1）现代制造系统的建模、控制及仿真技术 2） CAT诊断与控制 3）精密加工及其测试 4）特种加工 5）数控技术6）制造装备自动化 7）拟实产品开发技术 8）现代制造工艺 9）生产与服务系统工程（含系统建模、质量及可靠性、物流系统规划与设计）；机械电子工程专业（080202）： 1）机电系统智能控制和人-机结合智能系统 2）机器人学及应用工程 3）机械CAD/CAM和专家系统 4）流体传动与控制 5）移动机器人及多智能体的控制 6）微操作机器人系统 7）机电系统的状态监测与故障诊断；机械设计及理论专业（080203）： 1) 仿生设计 2) 实时机器视觉 3) 摩擦学原理与应用 4) 高速、高精度智能控制 5) 机电系统进化设计 6) 计算机造型与图形处理技术 7) 智能机械与传感技术 8) 机械振动理论及其应用 9) 机械振动噪声分析及智能控制10) 机械故障诊断 11) 振动与波的利用 12) 旋转机械动力学；车辆工程专业（080204）： 1）轿车数字化开发及整车系统集成技术 2）轿车车身平台设计理论与方法 3）轿车虚拟样机技术 4）车身工艺设计数字化与制造质量控制 5）汽车电子控制技术 6）车辆故障诊断与总线技术 7）车辆系统动力学与控制 8）客车与特种车辆技术 9）车内声环境预报与控制 10）车外噪声分析与控制 11）车辆碰撞动力学与安全 12）车内振动环境与舒适性。