机械工程博士论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇机械工程博士论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。如今的累累硕果，源自刘宏民教授20多年始终不渝的报国之志和坚韧不拔的品格。

立志创新，敢于走前人未走过的路

1982年，刚从东北重型机械学院(燕山大学前身)冶金机械专业毕业的刘宏民又考入该校的研究生，继续从事轧钢设备及工艺方向的研究工作。在选择自己的研究课题时，刘宏民面临了一次人生的重大抉择。刘宏民当时从事的是钢材产品中最主要的产品――板带钢的板形控制理论的研究工作。板形(平直度和板凸度)是板带材的重要质量指标，板带轧机是板带材生产的关键设备，板形控制是大中型板带轧机的关键技术和高难度技术。那时我国板形控制技术整体水平与国际先进水平相比相对落后，制约板形控制技术提高的关键是关于板形理论和控制数学模型的研究滞后于技术的发展，缺乏先进的板形控制模型。当时，在板形基础理论研究方面主要依赖国际上占主导地位的“变分法”、“三维差分法”、“有限元[条)法”、“边界元法”等理论方法。面对我国板形控制理论自主创新能力不强，特别是核心竞争力不强，存在着较大的对外依赖的现状，刘宏民没有选择跟踪国际时兴的板形控制理论方法的研究工作，尽管那样做有现成的理论模型和软件，也容易发文章；他决心走前人未走过的自主创新之路，用自主创新的科研成果推动科学和技术的发展进而推动社会进步，做出中国学者对人类的科学技术应有的贡献，即使可能浪费几年的时间甚至冒更大的风险，也在所不惜。

目标确定之后，刘宏民便义无反顾地踏上了充满风险、挑战和希望的自主创新之路。在向未知领域的艰难探索过程中，刘宏民克服了许多常人难以想象的困难，面对无数次的失败，他百折不回；面对几十元的助学金，他守住了清贫；妻子在外地读书，孩子被送回父母家抚养，他能守得住孤独；面对学术界浮躁、急功近利的不正之风，他又守住了寂寞。经过5年持之以恒的探索和努力，刘宏民终于在1987年攻读博士学位期间首次提出了一种新的具有自主知识产权的应用于板带轧制过程仿真的一种新的数值计算方法――“条元法”。“条元法”的优点是：使问题降维，计算量大大减少，适合工程应用，能够分析其他方法目前尚未做到的大宽厚比(1000以上)的板带轧制过程。“条元法”与传统有限条法的区别是：传统有限条法根据变分原理导出刚度方程，最后由刚度方程求解节线位移参数；而“条元法”是通过对整个变形区(所有条元)使用变分原理，由优化方法直接搜索使总功率为最小的节线位移参数，而避免了变分求导运算，形成节线载荷和单刚及总刚的运算，概念简明清晰，运算更为简单。以“条元法”为新的板形控制理论的核心和特色，刘宏民教授及其所领导的课题组又进一步提出了完整、系统、实用的板形控制理论模型体系，在板带轧机板形控制的理论模型研究、仿真软件开发和工程技术提升方面做出了重大的、创造性的成就和贡献。其科研课题《板带轧机板形控制的理论体系、数学模型、仿真软件及其应用》经过近20年的逐步完善和发展，已成功地应用于国内宝钢、攀钢、邯钢、西南铝加工厂、西南精密带钢厂等大型钢铁企业，取得了巨大的经济效益，仅在近5年内就获得2亿元的经济效益。刘宏民教授的上述成就和贡献，具有独立的知识产权，他丰富和发展了板形控制理论，形成了自己的特色，为板带轧机板形控制模型的研究开发提供了理论基础和数字仿真工具，为提升我国板带轧机板形控制水平，实现核心技术国产化，做出了重要贡献。该成果获2004年度国家科技进步二等奖，并被评为2004年度全国机械工业科学技术九大进展之首。

2005年7月，刘宏民课题组又承揽了大型成套工程项目，与凌源钢铁股份有限公司签订了900mm平整机组设备总包供货项目，合同总金额160785万元，创燕山大学单项科研经费之最。高校能承担如此大的科研项目并不多见，它扩大了燕山大学的社会影响力。合同要求为用户提供900mm平整机组机械、流体和电气设备的设计、制造、供货、调试、设备运输、服务等，并对所设计和供货的机组的可靠性、成套性和完整性负责。该机组年产11万吨精密冷轧带钢，年产值约5亿元。2007年2月，该项目已顺利通过验收。

刘宏民教授在科研领域为国家和社会做出的突出贡献得到了党和国家的充分肯定。刘宏民教授是国务院政府特殊津贴专家，教育部优秀教师，国家百千万人才工程1997年度第一、二层次人选，先后承担过多项国家与河北省的科研项目，其中“模拟轧制过程条元法”，1996年、2月获原机械工业部科技进步二等奖：“板形控制的机理模型与条元分析方法”，2003年、月获教育部提名国家科学技术奖自然科学二等奖；“工程三维轧制理论及其应用”，1997年3月获原国家教委科技进步二等奖(甲类：自然科学奖)；“板形理论及其应用”，1998年12月获国家机械工业局科技进步一等奖；“板带轧机板形控制的理论体系、数学模型、仿真软件及其应用”，2003年12月获河北省科技进步一等奖，2004年12月获国家科技进步二等奖。刘宏民教授出版专著两部，在国内外发表学术论文100余篇。他还兼任中国金属学会冶金设备分会副主任委员、中国机械工业科学技术奖重型机械专业评审委员会委员、《机械工程学报》和《工程力学》杂志编委等职务。

恪尽职守，勇于改革

刘宏民教授于2003年9月被任命为燕山大学校长。上任以后，刘宏民校长以改革为动力，以发展为主题，以超人的胆识和魄力不断推进体制改革与机制创新。

2004年初，为全面提升学校的教学、科研和管理水平，

刘宏民校长与燕山大学领导班子其他成员团结合作，以求实创新的精神大胆进行师资队伍与学科建设工程，科技创新工程，教学改革与教学质量工程，大学生素质教育和毕业生就业工程，研究生创新教育与优秀博士学位论文工程，大学科技园发展建设工程，大学文化研究与建设工程，学校管理科学化、制度化和规范化工程，校园环境与校园文化建设工程，后勤社会化改革工程等十大工程建设。十大工程实施以来，整个学校的教学、科研和管理水平有了全面的提升，学校面貌焕然一新。

2005年，燕大学科建设又取得了显著成绩，学校新增博士学位授权一级学科4个，博士学位授权二级学科、专业9个；新增硕士学位授权一级学科10个，硕士学位授权二级学科、专业20个；新增公共管理(MPA)专业学位授权点；新增2个省级重点学科。2004年和2007年，燕山大学有两篇博士论文入选全国百篇优秀博士论文。2005年，燕大有2篇博士论文获得全国优秀博士学位论文提名。2005年，在全国首次研究生教育评估中，燕山大学入选中国高校研究生教育综合竞争力100强，排名第90位，位居河北省首位，在全国理工类高校中排名第38位。2005年，燕大科研到款总经费为1.55亿，创学校历史新高；学校获国家“863”、“973”立项5项，合同额574万元，再次刷新学校历史记录；获得国家自然科学基金18项，总合同额达837万元，立项数目、项目水平和立项经费为河北省高校之首位；获国家科技进步一等奖、项，国家科技进步二等奖1项，省部级奖9项(其中教育部、河北省科技进步奖各一项)；亚稳材料制备技术与科学重点实验室被科技部批准列入国家重点实验室建设计划；重型机械流体动力传输与控制实验室、并联机器人与机电系统实验室通过了河北省科技厅组织的专家验收，正式列入省级重点实验室管理序列。2006年，实现了国防科工委与河北省共建燕山大学，教育部轧制设备及成套技术工程研究中心落户燕大，当年燕大又入选2006年度“长江学者和创新团队发展计划”创新团队名单。2007年，燕大又捷报频传：新增“控制科学与工程”、“仪器科学与技术”两个博士后流动站，提前3年实现了燕大“十一五”发展规划确定的目标；河北省首个一级学科国家重点学科(机械工程学科)落户燕大，同时新增4个二级国家重点学科，提前完成了燕大“十一五”规划确定的目标；“极端条件下的机械结构与材料学”实验室被评为国防重点学科实验室；全年科技经费到款在连续四年突破亿元大关的基础上再创新高，超过2亿元。2008年，燕山大学有4个学科专业被评为国防重点学科专业。

廉洁自律，慎重用权

担任校级领导职务以后，刘宏民教授对自己的要求更加严格，始终认真学习和贯彻执行党和国家有关党风廉政建设的有关规定。他经常告诫自己：手中的权力是党和人民赋予的，“官”是自己为师生服务的岗位，“权”是为师生服务的工具，应当也必须运用党和人民赋予的权力尽心竭力地为全校师生员工服好务。有了这种清醒的认识，刘宏民校长时时、处处、事事廉洁自律，慎重用权，而且主动自觉地接受群众监督，自觉抵制权力腐败。从2000年任副校长主管招生工作以来，他严格执行国家的招生政策和有关规定，自觉遵守招生纪律，学校招了八届近6.2万多名学生，没有发生过一次违纪事件。

篇（2）

生物机械工程，融合了生物学、机械学和电子学等多项学科，目的是发明能植入或接入身体的机器，让机器帮助残缺的身体执行正常的生理功能，让残障人士实现身体的“自愈”，重新融入正常的社会生活。休·赫尔便是该领域的领军人物之一。

“下面，我们欢迎来自MIT的休·赫尔教授（Hugh Herr）。”

在掌声中，休·赫尔大步流星走上台去。他身材修长，礼貌地与主持人握手，然后走向演讲台的中央。如果不是已经知道他受过截肢手术，鲜有人会关心他深灰色的裤子里到底有什么异样。在一些演讲中，他会挽起自己的裤子，让观众看到他的机械腿：“多么漂亮和性感。”他称呼自己是“由钛、硅和碳以及各种零部件组成的生物”。

休·赫尔教授是MIT媒体实验室（MediaLab）生物机械工程研究所主任，研究人与机器如何融合；也是“智行（iWalk）”公司的联合创始人和首席科技官。他还有个身份，一名狂热的登山爱好者——即使在他失去双腿之后，仍是。

改变命运的登山事故

休·赫尔早早地便展现出了自己非凡的登山天赋。

在17岁事故发生之前，他已经因为登山而闻名全美。媒体报道他的运动成绩，称赞他为当时最优秀的登山运动员之一。1982年，发生在新罕布什尔州华盛顿山的一场暴风雪，将休·赫尔的人生轨迹彻底改变。在那场暴风雪中，他与一同登山的朋友迷失了方向，坠入峡谷，两人在山中度过了3个温度接近-30℃的寒夜。一直到第四天，他们才被发现并救出。“我根本顾不上管自己的身体状况。”这是因为休·赫尔得知，在营救他们的过程中，一名志愿者因为雪崩不幸罹难，“救援人员因为我而牺牲，这样的噩耗快要将我击垮。”

一个医疗小组为保住这位登山天才的双腿，对休·赫尔进行了数月的治疗。但是，因为严重冻伤，休·赫尔双腿膝盖以下仍然全部被截去。“在手术之前，我已经做好失去双腿的心理准备。但当我从术后麻醉醒来，望向我的腿，我仍然很惊讶——我的腿只剩下这么一点点。”

医生同时对休·赫尔的登山生涯宣判了死刑。此前休·赫尔一直觉得，登山就是他生命的意义。“我对自己说，现在，我面临着两个选择。”一个，是任自己堕入绝望的深渊，自怨自艾，感叹命运的不公；另一个，是尽最大的努力，让生命驶入充满正能量的轨道。“我决定，一定要在有生之年做出有价值的事情，这才是对为我献出生命的人最好的纪念。”

休·赫尔说，在这种潜在的强大情感支撑下，他得以离开病床，并重新挑战山巅。

从头再来设计假肢

仅仅数月之后，休·赫尔就干了一件医生们断言不可能的事情：重新攀登。他凭借自己设计的假肢，爬出了比事故前更好的登山成绩。

双腿健全时的休·赫尔是一个“冷漠”的学生，他并不是什么机械狂热分子。他专注于机械修理，仅仅是因为那给他腾出了更多登山的时间。 然而事故之后，机械方面的知识突然变得“有用”了。“我第一次‘穿’上假肢的时候，身体疼痛，而且很不灵活。”那时休·赫尔已经学了一些制作方法，便开始对假肢进行改良。带他重回登山运动的那套假肢，有坚硬“脚趾”，可以站在硬币大小的岩石表面上。

被截去双腿，让休·赫尔对数学和科技的掌控能力显现了出来。他着了迷奋发钻研，先是在麻省理工学院获得了机械工程硕士学位，后在哈佛大学取得生物物理学博士学位，并在做生物医学器械博士后的时候，开始研究仿生腿的假肢机器人系统。“如何延续我的梦想？我给出的答案是，依靠科技。”

在写博士论文期间，赫尔的双手无法正常工作，于是他把铅笔嵌在墨镜框上，戴着墨镜，用脑袋打字。曾与赫尔一同在哈佛大学共事过的教授克拉姆回忆说：“他当时快要累瘫了。每走一步，他都在想着如何把假肢做得更好。”

为了让假肢更好，在媒体实验室内，休·赫尔也是这里各项发明的“试用者”。他的一位学生回忆道，在最近一次实验中，新设计的一只假肢肢槽突然破裂，休·赫尔迅速抓住了旁边的杠子才没有摔倒。然后，他单腿蹦到最近的椅子上，坐下，和学生一起分析问题到底出在哪里。“在谈话中我们仍彼此开着玩笑，几分钟过后，我回到电脑前，开始改进我的设计。”学生说，赫尔老师是名勇敢的实验者。不断尝试、改进，无腿教授休·赫尔比健全人更能够体察出假肢的好坏。

27年来，为了给自己一双更好的腿，休·赫尔也设计了各种各样的假肢。“当我还在和我的新身体打交道时，我把自己的腿看成一个巨大的鞋。一个人的鞋柜里可以有很多鞋子，所以一个人也可以有很多不同功能的假肢。”休·赫尔的衣柜里便挂着这“很多不同功能”的假肢——有的用来奔跑；有的用来走路并带有防水功能；有的专为征服陡峭的岩壁或冰墙设计，带有可以楔入细小石缝的脚趾——这显然已经超过了人腿本身的功能……“经常有人问我，如果有一位仁慈的天使愿意满足你一个愿望，你会祈祷你的双腿回来吗？”休·赫尔给出的答案是——当然不。“我的仿生腿已经成为我认知的一部分，”他说，“而且我会造出比人腿更好的腿来。”

改变残疾定义

残疾人可以拥有比正常人更好的腿？休·赫尔认为，这绝非天方夜谈。

篇（3）

潜心探索提出故障诊断新方法

重大装备的各类故障中，因结构裂纹导致的失效占60%以上。裂纹这一“隐形杀手”被形象地称为重大装备安全运行的“癌症”，具有难发现、易扩展、强破坏的特点。何正嘉带领课题组于上世纪90年代中后期重点研究裂纹动态定量诊断新技术，经过10余年的潜心研究和探索，发现并揭示了裂纹位置、裂纹深度与裂纹动态响应信号之间的内在联系，发明了基于小波有限元模型的三线相交结构裂纹的动态定量诊断方法，实现了大型回转机械结构裂纹动态定量诊断，解决了裂纹动态定量诊断这一国内外故障诊断领域的前沿与挑战性难题。

在研究过程中，何正嘉首先建立了适宜结构裂纹故障诊断的小波有限元理论，采用多分辨多尺度小波函数替代传统有限元的多项式插值函数，实现了结构裂纹的高精度建模。最终何正嘉研发出了机械结构裂纹定量诊断仪，可应用于汽轮机和航空发动机转子等结构的裂纹诊断，对关键设备安全运行与避免灾难性事故产生意义重大。

目前，该成果从基础理论、技术实现到仪器开发，已经形成了一整套技术，在东方汽轮机公司、某航空发动机维修厂、西门子信号有限公司、上海宝钢等50余家企业得到应用，获得了良好的经济效益与社会效益。针对某型号航空发动机高压转子内部裂纹因探头不可到达而难以无损探伤的问题，利用小波有限元建模和动态测试，实现了裂纹定量诊断，成为某厂航空发动机安全保障中一种重要检测技术。实践证明，何正嘉所研制的机械结构裂纹定量诊断仪对裂纹位置与深度的定量识别误差均在5%以内。这一成果填补了国内外在机械结构裂纹动态定量诊断领域的技术空白，能够确保设备安全运行，避免因裂纹引起的灾难性事故发生。

在裂纹动态定量诊断新技术研究的同时，何正嘉的主攻方向是机械故障非平稳高精度诊断领域。他在长期的研究中发现，傅里叶变换、小波变换、第二代小波变换、多小波变换等的共同本质是数学上的内积变换，由此揭示了不同机械故障高精度诊断的内积变换数学原理，并指出，构造和运用性能优良的基函数与动态信号进行内积变换，是提高机械监测诊断合理性和准确性的关键技术。

何正嘉率先将先进的非平稳信号处理方法引入机械监测诊断领域，提出了变工况非平稳机械设备运行故障诊断方法，从多尺度、多分辨时频域提取故障信号特征，克服了采用传统平稳信号诊断方法难以准确提取变工况运行设备非平稳故障特征的不足；最终开发了机械故障非平稳高精度诊断系列新技术。开发了机车走行部、发电机组等关键机械设备运行监测诊断系列实用技术和在线监测诊断网络系统，开拓了机械故障非平稳高精度诊断的新领域。

继往开来科研团队促发展

何正嘉教授治学严谨，倡导团队精神，在学术梯队建设方面成绩突出。担任机械制造系统工程国家重点实验室系统监控与诊断方向学术带头人，负责建设机械基础实验教学国家级示范中心。创建的“装备智能诊断与控制”科研教学团队拥有教授16名，其中教育部长江学者1名、教育部新世纪优秀人才6名、全国百篇优秀博士论文获得者1名、交大腾飞教授3人；承担国家级精品课程3门。为装备制造学科发展凝聚了CAD/CAM、数控技术、故障诊断和减振降噪等一批骨干力量。他为人师表，举贤荐能，甘为人梯，乐于奉献，扶持青年学者成长为学科发展带头人，支持和帮助青年骨干教师主持或参与各类重大项目申报，在教学科研方面多次取得国家级成果奖励。教学中，他负责并组织建设了机械基础实验教学国家级示范中心和3门国家级精品课程，何正嘉教授获2008年陕西省师德标兵称号、2010年全国优秀科技工作者称号。

何正嘉在指导研究生的过程中投入巨大的精力，同步严格要求研究生不断提升道德品质和学术水准。培养的博士研究生陈雪峰获得了2007年全国百篇优秀博士学位论文，2008年入选教育部新世纪人才、2009年入选陕西省科技新星、2010年入选西安交通大学腾飞人才，陈雪峰教授已成为我校机械工程学科的教学科研骨干，主持2项国家自然科学基金、1项863项目以及多项横向合作课题。培养的博士研究生訾艳阳教授2010年入选教育部新世纪人才，主持3项国家自然科学基金、1项863项目以及多项横向合作课题，2009年当选机械工程学院分党委副书记。培养的博士研究生向家伟先后以德国洪堡学者和日本JSPS学者的身份，出国深造。培养的胡桥博士2006年毕业后在西安705所工作，工作业绩突出，目前担任总工程师助理；祁克玉博士在212所勤奋工作，获得了单位高度好评。

在科研中，他以西安交通大学机械装备诊断与控制研究所所长、机械制造系统工程国家重点实验室系统监控与诊断方向学术带头人的身份，领导开创了诸多创新性理论、技术与系统，推动了中国机械设备故障诊断的发展，被评为“全国优秀科技工作者”。他从事工矿企业设备状态监测、故障诊断研究及应用四十余年，在机械设备结构裂纹定量识别、非平稳信号故障诊断和智能预示等方面开展基础理论研究和重要工程应用，取得创新性成果。主持2项国家自然科学基金重点项目“大型复杂机电系统早期故障智能预示的理论与技术”(50335030，2004―2007)和“关键设备故障预示与运行安全保障的新理论和新技术”(51035007，2011―2014)以及4项国家自然科学基金面上项目；主持2项高等学校博士学科点专项科研基金资助项目“小波有限元理论与转子横向裂纹故障诊断的研究”（20040698026，2005―2007）和“优良特性多小波构造原理与机电设备复合故障诊断”(200806980011，2009―2011)；参加2项国家973项目“数字化制造基础研究（2005CB724100, 2006―2010）”和“超高速加工及其装备基础研究”(2009CB724405，2009-2014)；负责20余项与企业合作项目。以第一完成人获国家技术发明二等奖1项(2009年)、国家科技进步三等奖1项(1999年)和省部级一等奖2项、二等奖1项。授权发明专利6项。出版著作7部，350篇，其中SCI收录72篇、EI收录100篇，论著被国内外引用3613次。

篇（4）

通过提炼斯坦福大学人才培养方法的精髓，结合我校产学研发展思路，提出了基于学科型公司的直接面向企业需求的“斯坦福式”机电工程应用型人才培养模式，即以实践活动为中心的“三引”人才培养方案和具有丰富工程背景的师资队伍。

1.问题引领的学习方式

传统的学习方式往往以教师对问题的描述为基点，传授问题解决之道。对于基础性教育中所探讨的问题，传统教授方法可以起到较好的学习效果，但是对于专业性较强的高等教育，学生没有对专业问题的直观认知，教师简单的问题描述很难让学生真正理解问题的本质，那么所谓对问题解决之道的理解也就浮于文字。因此，以直接面向市场需求的学科性公司为实践平台，尝试让学生在实践活动中发现问题，然后再回归课程中学习问题的解决办法，继而在实践中解决问题，形成问题引领的学习方式，即强调以问题为基点、活动为载体，实践中学习、研究、提升。

2.项目牵引的实践活动管理方法。

充分利用学科型公司资源，对学科型公司的产品研发、设计、生产中的问题进行细分凝练，形成适合于大学生教学的小型项目，并与优秀本科生培养项目、省和校级大学生实践训练计划项目、学校开放课题、暑期实践课题、毕业设计课题等实践环节相结合，为学生创造项目牵引的实践机会，通过项目引导掌握实际项目的流程管理方法、技术开发流程、团队协作机制等，使学生在真实的情境中主动去探索与解决问题，锻炼学生的实践工作能力和团队协作精神。本专业近5年来，累计承担江苏省大学生实践创新训练计划8项，18项共89人的学校开放课题，以企业项目为载体累计完成近200余人的毕业设计课题，45人的机械工程及自动化专业暑期社会实践活动。

3.团队指引的教授形式

本专业从“机电结合”的专业特征和合作精神的培养出发，实行团队指引下的教授模式，强调以团队形式开展各项活动。首先从师资队伍入手，由具有不同专业背景的教师组建学缘结构复杂的团队，协同指导综合性课程设计、毕业设计及研究生学位论文等综合性环节，真正实现“机电结合”的专业人才培养目标。联合我校学科型公司（南京工大数控科技有限公司）联合申报成功江苏省大学生实践教育中心，由6名企业全职人员和6名教师组建了数字化制造及测控技术指导教师团队，结合公司的研发、设计项目，协同完成毕业实习、毕业设计、部分课程认知实践、学校开放课题、省和学校实践训练计划、暑期实践等实践教学任务。其次，以教师团队的突出表现熏陶学生的团队合作意识，鼓励组队参加实践与学科竞赛，锻炼学生协作能力，实现共赢。开设“团队项目与环保技术”课程，以环保技术为中心组织理论知识和实践任务，学生以团队方式完成实践任务，每个成员各司其职，最后合作撰写一份项目报告，并以PPT方式由全体成员分部分进行成果展示。通过该课程的学习，一方面使学生提高环保意识，将环保技术融入设计中；更重要的是通过团队完成工作任务，综合应用相关技能和知识，锻炼学生的团队协作能力和解决问题的能力。

4.具有丰富工程背景的师资队伍

组成具有高水平工程实践能力的教学团队，以便保障“三引”人才培养方案的顺利实施，是实现“斯坦福式”机电工程应用型人才培养模式的根本。国内更多高校强调教学与科研的结合来体现应用型教学团队的构成，科研项目完成水平更多反映了教师队伍的研究能力，而并非工程实践能力。本专业以具有相同专业背景的本校教师创立的学科型公司为依托，直接面向市场产品设计需求，进行教师工程实践能力锻炼。结合省、市、区教授博士进企业活动，年轻教师以项目负责人、技术负责人、研发工程师身份直接参加学科型公司的产品研发、设计与生产，部分青年教师已成长为学科型公司技术带头人和骨干，扎实的工程背景使得人才培养的方向更贴近社会的需要。

二、实施成效

形成了“斯坦福式”机电工程应用型人才培养模式，即以实践活动为中心的“问题引领的学习方式、项目牵引的实践活动管理方法、团队指引的教授形式”的“三引”人才培养方案和具有丰富工程背景的师资队伍。充分利用我校学科型公司的优势资源，以问题为基点，以项目为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习。培养学生获取知识和运用知识的能力、团队工作能力、与人沟通和交流的能力以及创新的能力。并建立了具有可操作性、实用性和示范效果的，在“课堂理论教学”和“基地实践教学”间互动的机电工程应用型人才教学方法，即实践中发现问题，课堂中学习问题的解决之道，继而在实践中解决问题。提炼出优质课程教学活动流程：问题引导、课堂教学、实践互动、反思深入。通过5年来的实践，成果喜人。

具有丰富工程背景的师资队伍初具规模，专业教师中近50%的教师在学科型公司结合自身研究方向开展工程能力锻炼，并逐渐成长为学科型公司的骨干，1名教师受聘公司技术总经理，1名教师受聘公司总工程师，1名教师受聘公司副总工程师，2名教师受聘公司技术专家。丰富的实践背景有效反馈到应用型人才的培养，出版实践性教材5本，3名教师获得校社会实践先进个人，4人获毕业设计优秀指导教师称号， 1人获校青年教师授课竞赛一等奖，1人入选2012年江苏省高校“青蓝工程”骨干教师培育计划。

本科生培养成效显著、团队意识强、综合素质高、特色鲜明。获得“高教杯”全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛机械类团体二等奖1项、个人一等奖2项、个人二等奖11项及优秀指导教师奖1人；获得华东区CAD技能大赛机械类团体一等奖1项、个人一等奖1项、个人二等奖9项、个人三等奖4项；指导的毕业设计获全国过程装备设计大赛优胜奖1项；获江苏省大学生工程训练综合能力竞赛团队三等奖1项。毕业生受到大型知名企业青睐，一次就业率达到96%。同时也吸引越来越多的学生报考本专业本科生和研究生，本科录取分数一直保持全校各专业前列，2013年研究生报名与招生人数比7：1，达到历史最好水平，生源质量逐年提高。

研究生培养也卓有成效，培养的研究生实践能力强，学术水平高，获校优秀博士论文2篇，获江苏省研究生三好学生1人，获中国寰球特等、巴斯夫、中圣、苏州工业园奖学金等各类社会奖项10余次。毕业不足1年，部分毕业研究生已升任企业总工艺师、部长等高管职位。

三、结论

本文提出的“斯坦福式”机电工程应用型人才培养模式，以实践活动为中心，实行“问题引领的学习方式、项目牵引的实践活动管理方法、团队指引的教授形式”的“三引”人才培养方案，建立了具有丰富工程背景的师资队伍，符合当前我国对应用型人才培养的需要，顺应卓越工程师培养计划，成效明显。总之，“源于问题，启于实践，团队互助，能力提升”，切实实现“学以致用，用以促学”，是应用型工科大学学生培养的根本方法。

参考文献：

[1]胡天链，戴馨，王姮.小团队项目制在自动化专业创新教学中的探索与实践[C].2007年中国自动化教育学术年会论文集，绵阳：2007.

[2]高宗泽，蔡亭亭.斯坦福大学的人才培养模式及其特点[J].外国教育研究，2009，36（3）：61-65.

篇（5）

中图分类号：S624文献标识码： 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：现在烟草行业香料厨房系统，加热罐较多的采用夹层加热温度控制的稳定性有待提高，设备无防错的功能。我们为提高此系统的工艺保障能力进行了针对性的研究，提出并实施相应的改进措施。

一、容易发生的问题

1、糖料的配置与贮存过程需要保持60℃左右的温度，为保持此温度要设置一套升温与控温系统。现系统是采用蒸汽夹层加热的方式，这种加热的方式具有升温快的特点，但由于夹层中的蒸汽继续与罐体进行热交换，导致很大的升温惯性。从而导致温度超过工艺允许的±5℃允差范围。

2、现场操作人员由于失误或疏忽导致加香加料的比例设置错误，糖香料的牌号与现场生产的牌号不一致导致批次牌号施加了错误的糖香料，从而导致批次性材料报废，造成重大的损失。

二、改进措施

1、温度控制的技术改进及效果验证

针对温度控制超差的问题，目前我们的控制模式有两种，一种是通过蒸汽盘管对贮存罐加热，一种是通过罐体夹层直接通蒸汽加热。这两种模式各有利弊，通过蒸汽盘管对罐体加热效率低，但稳定性好。通过罐体夹层加热效率高，但温度控制不稳。为了既保证效率又能控制稳定，我们选择夹层加热的罐体进行温度控制改进，具体做法在接近温度设定值时（一般差两度左右）关闭加热蒸气，同时通过控制球阀向夹层注入压缩空气，将夹层中的蒸汽吹出，达到温度控制稳定的目的。如果夹层中的蒸汽没有有效排出，通过热交换将有较大的温升（料液不超过一半液位时表现更为明显，达到10℃左右）具体见改进示意图与温度控制效果对比表。

A : 压空吹扫温度控制示意图

B：料液贮存罐改进后，料液温度变化数据跟踪如下表

日期 料液温度变化（℃） 备注

3月2日 1～3 深度保养后开机，对料液进行升温。

3月4日 1～3 深度保养后开机，对料液进行升温。

3月6日 2～4 单休卡料，料液液位偏少。

3月9日 1～3 深度保养后开机，对料液进行升温。

3月11日 1～3 深度保养后开机，对料液进行升温。

3月13日 2～4 单休卡料，料液液位偏少。

3月16日 1～3 深度保养后开机，对料液进行升温。

3月18日 1～3 深度保养后开机，对料液进行升温。

3月20日 2～4 单休卡料，料液液位偏少。

3月25日 2～4 月底卡料，料液液位偏少。

注：改进前，深度保养后开机，对料液进行升温，料液温度变化3～7℃；单双休卡料或月底卡料，料液液位偏少，料液温度变化4～10℃。

2、防呆法的技术改进

操作人员在操作过程中，或多或少受情绪和精神状态的影响，于是在操作过程中使操作人员象使用傻瓜相机一样得心应手。我们总结了几种操作人员参数设置错误可能导致的质量问题：

1）调制罐或贮存罐的温度设置错误，有时操作人员由于数字或小数点按错导致温度超标，我们通过软件按照工艺参数进行识别，超过工艺参数设定范畴参数设置无效，并在界面上予以提示，达到防错的目的

2）对现场牌号与使用糖料牌号不一致可能造成的批次糖料使用错误，因为现场牌号与中控系统是一致的，但香料厨房的贮存罐的选用是人为操作的，如果选罐错误，那么整批烟叶都错加糖料，我们通过远程数据的传送，将现场的牌号与香料厨房的贮存罐牌号进行对比，如不一致则出现报警，在没过料之前将现场设备停止。调制罐调制好后输送料到贮存管进行牌号对比，如贮存罐有料并有牌号且不一致则不能输送到贮存罐。

3）各牌号的加香加料比例不一致，如操作工疏忽可能比例设置错误导致加香比例错误。为防止此类问题，根据工艺控制要求比例与品牌捆绑，如选择牌号比例不对，则会报错，此段设备则不能运行。

三、结论

1、通过对罐体加热系统的改进，很好的解决了原系统升温惯性的问题，提高了温度控制稳定性问题。

2、通过对防错软件的开发，彻底杜绝了操作工出错的可能性，防止了质量问题与事故的发生。提高了糖香料厨房设备对质量控制的保证能力。

参考文献

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

受国家留学基金的资助，笔者有幸于2006年在英国University of Newcastle upon Tyne大学进行为期1年的访问合作。在这期间，利用闲余时间对该大学工科专业教学活动的各个环节进行了调研，也认真听了多节本专业本科生及研究生的课程，进行了课堂教学观摩比较。同时，也走访了Cambridge University，Nottingham University等其他几所知名大学，调研了他们的教学情况，对中英高等工程专业的教育理念、人才培养模式及教学改革等方面进行了一些比较，并对工科专业创新人才的培养进行了一些浅显的思考。

1 英国大学的一些特点

1.1 学位及学制

英国大学学位包括学士、硕士及博士学位。本科大多数为三年制(少数地区大学本科为四年，如苏格兰一些大学)。硕士分为授课式硕士(Taught Course)和研究式硕士(Research Course)，授课式硕士学位课程以教学为主，主要是课堂讲授，专题讨论，考试及毕业论文等，一般为1年。研究式硕士主要以课题研究为主，学生在导师的指导下，选定研究课题并展开研究，时间一般为1～2年。博士主要是研究式的，学生在导师的指导下对某一课题进行独立研究，并完成博士论文，时间一般为3～4年。英国硕士研究生教育体制具有一定的灵活性，授课式硕士可以满足那些在本科阶段后希望能在知识上进一步深化、但不愿意以后发展成为专业研究人员的学生的愿望，而研究式硕士则为那些以后希望从事专业领域研究的学生提供准备，这些学生往往转化为博士。

1.2 导师制

英国作为现代大学的发祥地，高等教育有800多年的历史，其在人才培养上的一个突出特点就是导师制[1]。每位教师作为2～3名学生的导师，有的大学每位教师带5～6名学生。每周导师都会安排半天或1天的时间与学生进行一对一的会面，回答学习上的疑难，师生之间进行平等的争论，学生可以挑战教师的权威。导师制注重培养学生的自学能力、动手能力及创新能力，通过导师的言传身教使学生养成批判地思辨、求证及创新的能力意识。导师制的好处在于导师对学生的学习情况及特长兴趣等了如指掌，可以因材施教。

1.3 开放性及国际化

欧美国家高校的另一个突出特点就是开放性及国际化，教师及学生来源、学派关系、思想表达等方面呈现出开放的特征。如University of Newcastle共有学生17 000多人，其中就有4 000多海外学生，约占总学生数的24%，笔者所在课题组有5名教师，2名博士后，其中1名教师来自俄罗斯，1名博士后为荷兰人，另外，还聘有挪威一所大学的教授为兼职教师。当然这种情况有其经济、文化语言上的优势(如英语在国际上的通用性、欧美国家经济发达等)，但从另一方面也说明了他们的文化包容性以及学术上的开放自由性。另外，这种开放性还体现在广泛的交流合作上，大学内部各学院之间、大学与大学之间、大学与工业界、大学与社区之间以及与海外大学之间在教学、科研、管理的各个层面都有着广泛的合作与交流。如笔者所在的研究组就与德国、美国、日本及瑞士等许多大学和研究院有着广泛的科研合作，笔者的合作导师还和意大利及印度的大学联合培养博士生，研究组内的所有教师每年都会参加各种形式的国际学术会议。 几乎每年也都有来自其他国家的访问教授或客座人员来研究组从事合作项目研究，笔者所处的学院每周三都有教师或研究人员(本院、本校、外校或国外)作学术报告。正是这种开放性、交流与合作性才使学校更富有生机，也更具竞争力。

1.4 工科专业教学上的一些特点

英国是个传统的工业强国，在大学工科专业教学上有自己的一些独特之处，大致体现在以下几个方面。

1.4.1 分层次、分类型的多样化培养模式

在学位类型、专业方向、课程教学上都体现出明显分层次、分类型的多样化培养模式上。如研究生分为授课式、研究式类型。专业也根据学生兴趣而有不同方向，如Newcastle大学机械工程专业分微机电、生物工程、设计及制造等不同方向。在课程教学上，也分阶段及层次进行。如Newcastle大学机械工程的工程数学、材料科学等课程都分2个阶段，在不同学年进行教学，这样可以满足不同专业学生的要求。这种分层次、分类型的多样化培养模式为学生提供了广阔的发展空间。

1.4.2 实践性强

在工科专业学生学习中，30%～60%的课程内容为实验课、课程设计、工程设计等，这是教学内容最核心的部分，其作用不仅仅是锻炼学生的动手能力及实验技能，更重要的是锻炼学生自主解决实际工程问题的能力。一个实验或设计题目往往要用到很多学科的知识，为了完成题目，学生就要自学很多知识，进行实验方案确定、数据采集、数据分析及实验结论、完成实验报告等。

1.4.3 教学内容新，信息量大

英国大学很少有材，教师在教学内容上有较大的自主性。有时上课往往采用很多教材及文献，教学内容更新较快，教师往往会融合一些自己的学习及科研心得在里面。

1.4.4 教学及考核形式多样化

教学上有课堂讲授、分组讨论、专题讲座、辅导课、课程设计等多种形式，其中课堂讲授所占比重不大，更多的是分组讨论、专题讲座、辅导课。教学过程轻松自由，注重学生的广泛参与及调动学生的自主学习精神。在考核方式上也体现出多样化，如综合性作业、论文、口试、演讲等，其中论文、口试及演讲占较大比重。

2 有关创新人才培养上的一些思考

2006年，国家制定了三大战略和三大规划，即《国家中长期科学技术发展规划纲要(2006-2020年)》《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》，目标中都明确提出高校要培养更多的创新型人才，要把我国建设成为创新型科技强国。以下结合自己的教学实践及所了解的英国工科教育特点谈谈自己的感想。

2.1 有关创新性人才的理解

实际上我国从20世纪80年代中期开始倡导培养创新型人才。2006年，在国家中长期发展规划中明确提出“培养创新型人才，建设创新型国家”。许多学者给出创新性人才的定义[2]，如“所谓创造型人才，是指富于独创性，具有创造能力，能够提出、解决问题，开创事业新局面，对社会物质文明和精神文明建设作出创造性贡献的人。这种人才，一般是基础理论坚实、科学知识丰富、治学方法严谨，勇于探索未知领域，同时又具有为真理献身的精神和良好的科学道德”。再如“创新型人才，是既能继承前人的知识和成果，又能超越前人的成果，能创造性地分析问题和解决问题，具有首创精神的人才”。这里更多地强调了人才的创新意识、创新思维及创新能力。对于创新性人才，国外没有专门地提及。英国大学对培养“人才”的定义是“学会思考、推理、比较、辨别和分析，情趣高雅，判断力强，视野开阔的人”。牛津大学校长鲁卡斯要求大学培养的人才“要有很高的技术，非常宽的知识基础，有很强的个人责任感、革新能力和灵活性。个人能够不断地获取新的技术以适应其需要”[2,3]。对比可以看出，国外对人才除了有创新能力的要求之外，还强调所应具有的知识体系、个人品德及对社会的责任感等。苹果公司创始人乔布斯说过：“最永久的发明创造都是艺术与科学的嫁接。”谁都不否认乔布斯是一个创造天才，他不但是个技术天才，本人也有多方面的爱好，他崇尚东方的佛教，他还具有很高的艺术潜质。正是由于他身上的多种文化素养及资源才使得他不断迸发出创造的火花，也成就了苹果的辉煌。因此，知识体系、个人素养及人文品质也应是创新性人才不可或缺的要素。

2.2 自由开放的学术氛围

自由开放的学术氛围是培养创新人才的沃土，与美国及其他欧洲高校一样，英国高校普遍具有较高的国际化程度，当然这种情况有其经济、文化语言上的优势(如英语在国际上的通用性、欧美国家经济发达等)，但从另一方面也说明了他们的文化包容性以及学术上的自由性。文化层面的问题不是我们所能探讨的，但良好的学术氛围，来自不同国度的学者能在一起探讨学术问题，能深入交换自己的观点和对某一问题的看法，这时所有人没有任何身份上的差别，教授、研究助理、学生在讨论学术问题时都是平等的， 这种氛围确实对研究者和学生有一定的吸引力，也更容易产生创新性的火花。所以，如何在大学内营造一种良好的文化氛围与学术氛围，对一所大学而言是极为重要的。

2.3 课程体系及教学方式改革

笔者来英国之前一直认为中国学生的基本理论要比国外学生扎实。来英国之后专门比较了一下中、英学生的学习情况及对所学课程的掌握程度，发现实际情况并非如此。英国学生普遍对所学课程的基本概念、基本理论要比中国学生掌握得深入透彻，他们对某一种理论(或公式)的来龙去脉及该理论的适用情况非常清楚。他们推导公式非常严谨，推导过程非常清楚，逻辑性很强。对这一现象笔者开始非常困惑，因为从中、英学生的学习年限上，中国学生占有很大优势，如英国大学上3年、研究硕士以及博士基本没有课程学习，只是做课题，而中国大学上4年，硕士、博士还要修很多学位课程。所以，中国学生的课程学习时间远远多于英国学生，为什么还会出现这种情况？笔者后来，仔细观察和分析，并和一些英国教师交流后认为主要有这样一些原因：(1)中国学生课程学习时间虽然长，但非专业课程占去很多课时，如中国学生要在英语学习上花费很多时间(对于本科生，很多学校的英语课程占总学时的1/4～1/3)，另外很多国内大学过于注重市场效应，开设很多计算机等应用性课程，而学生为了毕业能找到好的工作，将很多时间都用于英语、计算机等专业和技能的学习上。这样算来，中国学生花费在专业课程上的学习时间其实比英国学生少。(2)由于国内各大学最近几年普遍扩招，使师生比远远小于英国大学的师生比(如笔者目前研修的纽卡斯尔大学师生比约为1:12，有的大学甚至达到1:9，而国内大学为1:16～1:18)。在纽卡斯尔大学，常常能看到一个教授在办公室辅导1～2名本科学生，而在中国这种情况很少，教师平均花费在每名学生身上的辅导时间极为有限，而且很多知名教授很少出现在本科生的教学课堂，这必然造成教学质量下降。(3)在教学方法及课程设置上，英国教师的授课形式很多，如讲授、分组讨论、实践，有些课程甚至在实验室上，教师在讲授一门课程的主要的概念、理论时，准备得非常充分，除了讲稿外，还准备了很多相关的论文，讲得也非常仔细，将理论的产生背景、推导过程以及应用情况介绍得非常详尽，下课后还会推荐很多相关论文及资料让学生阅读，而对于课程的非重要内容很少讲授，完全让学生自学，当然教师会提出一定的要求。课程考试的方式也很多，有笔试、大作业、论文、还有口试。记得笔者的合作导师办公室有一块黑板，他讲授的课程结束时，所有学生都要在他办公室一个一个将他们的大作业在黑板上给他演示。在课程设置上，英国学生的实践环节很多，很多本科生都能自由进入实验室，根据自己所学理论自行设计一些实验方案，进行一些综合性实验，这进一步加深了学生对基本理论的理解，也了解了这些理论的应用。另外，英国学生参加课外科研活动的机会很多，除了参加一些教师的科研项目外，也可以申请学生科研课题，并且有机会得到大学或一些公司的资助。当然还有其他一些原因造成中、英学生的差距，这里无法一一细说。除了一些客观原因之外(如教育经费投入、英国学生的语言优势等)，笔者觉得我们在现有条件下至少在如下方面可以做一些改进：(1)合理、科学地设置课程，避免短期的市场效应，保障专业课程的学习

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时间。随着大学教育国际化、科技交流的日益增多，英语学习也确实很重要，提高英语教学效果不一定要占去如此多的学时，而应该在实效性上下工夫。(2)为了提高学生的动手能力，很多大学工科专业都增大了实践教学的比重(如增加实验项目、课程设计等等)，这当然是必要的，但更重要的是如何提高实践教学的质量及效果。如何使得学生能够独立完成查阅资料、拟定实验方案、选定实验方法、拟订实验步骤、分析系统性能、设计系统结构参数、构建或自行设计、制作实验平台并实际操作运行等实验的全过程，同时形成完整的实验报告。整个实验过程不应仅仅局限于学生动手能力的提高上，而应使学生能够具有独立解决实际工程问题的能力，形成良好的工程设计素养。(3)在课程教学及考核上，应给教师一定的自由度，尽可能多样化，注重培养学生对某一问题的独立思维及辨别能力，使学生的自我学习、独立思考、动手能力及创新能力得到综合发展。(4)国内有一些大学也开始实行导师制，这当然也是创新人才培养的一个很好的尝试，但这不应该只是形式上的导师制，学校应该提供相应的配套资源，如提供场所及经费，明确导师的权利及义务，导师也不应只是学业上的导师，还应对学生的道德形成、个人素养以及人生规划起到积极的表率作用。

3 结束语

有关创新性人才的培养是一个很大的课题，对高校而言，也是一个长期的工作。如何借鉴国外经验，结合自身特点，探索适合我国工科教育特色的人才培养途径，仍需要高校及教师不断探索人才培养规律，深化教学改革，才能最终形成适合自身发展的创新人才培养模式。

参考文献

篇（7）

对初次出国的人来说，除了强烈的新鲜感，还有对新环境的困惑和不适应。如何尽快融入新的学习和生活状态几乎是每个留学生在异国求学的第一门必修课。语言障碍往往是初出国门的学子面临的最大问题。相对于在英美国家留学而言，这个问题在欧洲的德国、法国等西方国家中更为凸显。由于我在德国的研究学习没有德语要求，我在国内的时候并没有把德语当成一个很重要的预习项目，大以为学好英语就可走遍天下。出国前，我在国内的歌德学院“临时抱佛脚”式地学习了80学时的初级德语，来到德国之后才发现这点德语实在是起不到什么作用。

最开始的那段日子是最难熬的，日常生活中的简单交流我尚可勉强应付，但工作时就力不从心了。在研究工作中，德国同事虽然能讲一口流利的英文，但往往更愿意与我讲德语。尤其在研究小组开会，导师和其他同事介绍研究进展和研究计划时，听得我一头雾水。我的导师年纪比较大，英语不是很好，更愿意用德语与我交流。更为严重的是，平时我需要阅读大量与我研究课题相关的德文文献。渐渐地，我意识到德语是我求学道路上的巨大障碍。

亡羊补牢，为时未晚！我认识了一些同是公派留学的前辈，在他们的帮助下，我进入大学开办的语言班开始重新学习德语。通过持续高密度的德语课学习，我渐渐能顺畅地与德国人交流，并能够阅读德文文献了。最后，我突然发现，我竟然可以完整地读完一本德文的博士论文了。

德国人――枯燥的爱聊天者

日子一天天地过去，我在德国的学习、工作和生活慢慢步入正轨，上午上德语课，下午去研究所上班，晚上回家做饭，每天按部就班地学习、生活。然而，在头三个月的新鲜感消失殆尽之后，我开始对异国生活产生不满。

在一个完全陌生的环境，面对完全陌生的人群，完全独立地面对来自学习和生活的压力，为模糊的目标独自前行。这是一段看似浪漫，实则艰辛的苦行僧之旅，而这种艰辛很大程度上又是来自于一种莫名的寂寞。真如围城一般，这是尚未踏出国门的同学无论如何也难以理解的。在他们看来，国外有不同的风土人情、人文景观和异国文化，生活必然是丰富多彩的，何来寂寞之论呢？殊不知，这些只是生活中很小的一部分。

德国的日常生活对一个中国人来说，其实是很无聊的。德国人最习惯的娱乐活动就是开Party。德国人的Party说白了就是聊天，通常由主人邀请10～20人到家中，提供一些自助的食物和啤酒，然后就三三两两地开始了马拉松式的聊天，经常可以从晚上八点持续到深夜。对于中国人来说，这种干喝啤酒干聊天的方式未免有些枯燥。而德国人则不然，记得有一次我即兴翻译了一段郭德纲的相声，可爱的德国朋友们足足将这段笑话念叨了一年。

之后，我才知道，我的感受和大部分留学新生是一致的。国外的生活远非想象中那么简单和美好，在国外的求学压力，远比在国内的大得多。以前听人说，国内的大学是“严进宽出”，国外的大学则是“宽进严出”。来到德国之后，我才理解国外大学是如何个“宽进严出”法。

“残酷”的德国教育

德国的高等教育制度与中国的类似，也分为大学和职业学校两种，大部分人都可以在高中之后选择上大学。在大学的学习也相当自由，虽然规定了许多必修课和选修课，但学生还是可以自己选择一个学期想上的课程数量和总数。考试需要提前预约，学生如果没有考过某门课程的把握，可以选择在本学期不参加该门考试。上课也很少有教授会像国内的老师一样点名签到，你甚至可以不去上课，只要你能学得好。只是有一条，所有规定的考试必须通过，不通过则必须重修。根据课程类型的不同，可以有1～2次重修机会，如果有任何一门重修不通过，则必须退学。退学的代价是，你在全德国任何一所大学内都不允许再读该门专业。在这种情况，你只有两个选择：一是从头再来，再读一次大学，选择另外一门专业；二是直接转入职业学校。所以，德国的大学课堂里，往往在过完几个学期后，人数就开始锐减，你身边的人某一天就突然“神秘消失”了。这样的中国留学生也不乏少数，他们所失去的不仅仅是大学的学位，更重要的是宝贵的时间。这种自由式的学习和高昂的失败代价给予了留学生们巨大的精神压力，需要他们独自承受。在这种学习状态下，失去了来自于父母、老师和同学们的督促，学习成为一项完全依靠独立和自觉的任务。

苦尽甘来终不悔

篇（8）

中图分类号:TG156文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0005-02

在传统的机械制造过程中,人们为了降低切削温度、延长刀具使用寿命、改善加工质量和提高生产率,通常浇注大量的切削液。切削液在给人们带来利益的同时,也带来了一系列的负面影响,主要表现在如下三个方面:首先,切削液会造成环境污染,切削液在使用过程中挥发、飞溅及渗漏会造成生产现场环境恶化,使用完的切削液如未经处理或处理不当直接排放会污染水、土壤和空气,影响动植物的生长,破坏生态环境;其次,切削液的购买、管理、使用、处理及废弃排放需消耗大量的能源和资源;再次,危害工人健康。目前广泛使用的切削液或多或少都含有对人体有害的化学成分,例如亚硝酸盐、铬酸盐、氯化合物等。在高速或重载切削条件下,切削液破碎、汽化或发生化学反应,形成烟雾,释放有害气体和油雾,使得车间内空气污浊,引发操作工人肺部与呼吸道的多种疾病,甚至是癌症。面对降低成本,改善条件和保护环境的要求,“绿色切削”越来越受到人们的青睐,其中最小量技术MQL应用最为广泛,是现代高新技术发展趋势之一。

一、MQL技术的作用原理和特点

MQL切削技术的实现原理是利用喷嘴将压缩空气和微量的环保型切削液混合雾化后喷射到加工区,对加工区提供精确量的悬浮微粒,即悬浮微粒的直径被保持到精确公差范围内以保持最佳润湿和属性,对刀具和工件进行冷却,减小刀具和工件之间的摩擦,抑制温升,提高切削性能,如图1所示。MQL加工技术,具有一系列优越性:(1)MQL技术所使用的切削液用量极少,一般为0.03～0.2L/h,而一台典型的加工中心在进行传统浇注式切削时,切削液用量高达20～100L/min,为MQL切削液用量的几万倍左右;(2)MQL技术所使用的切削液为环保型切削液,减少对人员和环境的危害;(3)切屑上几乎无油,清洁和干净的切屑经过压缩还可以回收使用,不会污染环境。加工后的工件上附着的油很少,简化工件清洗工序,或大幅度延长清洗剂的寿命;(4)省去消耗大量能耗的冷却循环系统;(5)不需要切削液管理;(6)安装方便;(7)提高生产率和加工质量。综合考虑加工成本、生产效率、环境保护和劳动者健康等方面,MQL是一种综合优化的切削加工方法。

二、MQL技术的研究和应用

20世纪90年代,美国W・Donald等学者对切削加工中有关切削液的适量问题进行了研究,在满足加工要求的条件下,对切削液的浓度、工件材料、刀具类型等进行观察,并对切削力、刀具磨损和表面粗糙度进行分析,得出了最适当的切削液用量。近十几年来,在各国学者和工程师的努力下,MQL技术得到了深入的研究和广泛应用:

巴西的Durval U.Braga等学者对铝-硅合金A356进行了钻削试验,比较传统浇注式切削(切削液:浓度4%的乳化液,流量:2.4m3/h)和MQL切削(切削液:矿物油,流量:10mL/h,空气压力/流量:4.5×105Pa/72m3h-1)的加工效果。MQL可以获得比传统浇注式切削更小的表面粗糙度,相同的刀具寿命。

ELID(Electrolytic In-process Dressing)是一种超精密镜面磨削技术,日本的Y.Pan等学者为了减少磨削液对环境污染的影响,将MQL技术应用于ELID磨削中(磨削液流量:49mL/min,

27mL/min,6.4mL/min,空气压力:0.2MPa)。结果表明,通过MQL可以实现稳定环保的ELID磨削。

美国的C.Ju等学者对MQL的加工经济性进行了研究,与传统浇注式切削相比,MQL可节约20%的制造成本。

在传统钻削铝-钛多层复合板时,由于钻削切屑的摩擦磨损作用,会导致铝板孔呈喇叭形,质量难以保证。我国王成勇等学者将最小技术应用于钻削多层复合板,结果表明,MQL技术能保证孔的加工质量。

三、MQL技术的关键点

(一)MQL喷雾系统

要进行MQL切削加工,其前提是配置相应的MQL切削液喷雾装置,简单地说,就是精密控制切削液量的喷液装置。目前世界上主要应用两种供液系统,每种系统分别有两种形式,如图2所示。(1)外置式供液系统:将切削液送入高压喷射系统并与气体混合雾化,然后通过喷嘴将雾滴尺寸达微米级的气雾连续不断地喷射到切削区,对刀具进行冷却和;(2)内置式供液系统:通过主轴和刀具中的孔道直接将冷却气雾送至切削区域,进行冷却和。根据加工需要,可将两种冷却方式配合使用,以获得最佳冷却效果。

在应用外置式供液系统时,切削液雾滴性质随喷嘴与切削区方位、距离的不同而不同,进而影响切削加工质量。从喷嘴中喷出后的切削液雾滴颗粒在运行到切削区的过程中受到气体宏观流动和湍流脉动的强烈影响,从而不断地与周围流场进行质量、动量和能量交换,使得其运行速度和颗粒大小不断地发生变化。如果喷嘴对准前刀面,雾滴逆着切屑流动的方向注入,渗透效果不佳。如果喷嘴对准后刀面,会受到后刀面处负压区气流场的卷吸作用,使切削液进入切削区较为容易。如果喷嘴对准刀刃两侧,会受到切削区周围气流场的有利载入作用,也可以取得良好的加工效果。因此,在实际切削加工过程中,喷嘴通常应位于后刀面或刀具侧面处。此外,喷嘴距切削区的距离也是影响加工效果的一个重要因素,雾滴从喷嘴喷出后到达切削区,与刀具、工作接触,出现喷雾撞壁现象。如果喷嘴距切削区距离过短,雾滴撞壁速度过高,则易反弹,不利于渗透,如果距离过长,雾滴撞壁速度过低,不能冲破切削区周围气流场的阻碍,也不利其进行切削区。只有距离恰当时,雾滴的速度和大小适中,切削液才能沉积在壁面进而渗透,才能起到良好的冷却效果。

当钻削、铰孔和攻丝等长度/直径比较大时,使用内置式供液系统比较合适。不管刀具的位置如何,刀刃上不断有切削液的供给。正因为如此,内置式供液系统适用于不同尺寸的刀具。在深孔钻削中,大的长度/直径比使内置式供液系统成为绝对必要。但是当刀具或工件转速较高时,切削液雾滴易粘在管壁上,并不能到达切削点。此时,可采用双管道系统或将主轴内雾液通道改为非回转结构,以抑制离心力的作用。

(二)MQL切削液

应用于MQL加工的切削液与传统浇注式加工的切削液有着本质的不同,MQL中所使用的切削液除了应具备传统切削液的冷却、、清洗、防锈等功能外,还应具备无毒、不伤害操作者、不污染环境及不容易腐败变质等性能。其可生物降解性、氧化安定性、储存稳定性、冷却性等指标均远远优于传统切削液。目前MQL切削加工中常用的切削液为合成酯和植物油。

(三)切削液的最佳用量

应用MQL技术是在保证有效的前提下,尽可能减少切削液的用量,提高切削液利用的有效性。因此,切削液用量的确定是MQL技术中的核心问题。切削过程中的属于边界,边界的效果与油量密切相关。对切削区进行有效,并不是切削液越多越好,而是存在一定的量值范围,目前在实际应用通常切削液用量通常选为0.03～0.2L/h。

(四)切削用量

在切削过程中,切削液要起到有效的作用,切削液所形成的边界膜必须保持一定的温度。边界膜的强度受切削区的温度、载荷、化学变化多种因素影响。当切削区的压力、温度、摩擦副的相对运动速度超过了一定的范围,则边界膜不断磨损、破裂并脱落,失效,摩擦副处于无的干切削状态。因此,要保证的有效性,必须使切削区的温度、压力控制在一定的范围内,而切削区的温度、压力反过来又受到切削液的冷却效果、工艺参数的选取的影响,这也就是说切削区的温度、压力与切削液的冷却效果、切削参数的选取相互牵连,相互制约。由此可见,要取得良好的切削效果,切削用量的选择十分重要。实验研究表明:在MQL中,较高的切削速度,较低的进给速度,较小的切削深度有利于良好的表面质量。

四、结语

MQL技术可以用极微量的切削液代替传统的需浇注大量切削液的浇注式切削,减少与切削液相关的费用和工艺,保护环境和工人健康,实现绿色加工,它将是现代高新技术的发展趋势之一,在制造业具有广阔的工程应用前景和良好的社会经济效益。

参考文献

[1]F Klocke,G Eisenblatte. Dry CuttingAnnals of CIRP[J].1997,46(2).

[2]李新龙,何宁,李亮.绿色切削中的MQL技术[J].航空精密制造技术,2005,(2).

[3]王成勇.用最小量冷却液法钻削航空铝-钛多层复合板[J].机械工程学报,2002,(6).

[4]樱井俊男.切削液与磨削液[M].北京:机械工业出版社,1987.

[5]Y.Saikawa,T.Ichikawa,T.Aoyama,T.Takada. high speed drilling and tapping using the technique of spindle through MQL supply[M]. Key Engineering Materials,2004.

[6]陈日曜.金属切削原理(第二版)[M].北京:机械工业出版社,1994.

篇（9）

殷建华教授的人生经历了曲折、艰苦和成功的喜悦。殷建华教授出身于湖北省崇阳县白霓镇。白霓镇是鄂南因桥而兴的湖北古镇,历史悠久,源远流长,明嘉靖四十年(1561年)邑商熊白霓为方便百姓,捐资建桥于高堤河上,为铭善举,故以“白霓”命名,至今已有四百多年历史。白霓文化深厚,景观璀璨,是中国民间艺术――提琴戏之乡,广泛流传民间叙事诗《钟九闹漕》的产生之地。1977年在该镇大市出土的商代铜鼓,距今已有3000多年历史,成为崇阳古代文明象征。1979年,治内出土的兽面纹提梁卣是青铜艺术瑰宝,镇西南金城山上有宋太史黄庭坚读书的遗迹――金城墨沼,为“崇阳古八景”之一。建于后唐和宋代的崇阳历史上著名的水利工程石枧堰,远陂堰,至今已越千年;三国时期,东吴大将陆逊曾屯兵金城山;清朝晚期,将士与清军血战歇马山。建于明清时代的石板街,全长317米,青石路、朱大门、马头墙、斗拱楣,雕栏画柱,檐牙高啄,古朴黄雅,巷道曲折,斩纫巳,是中华传统民居之宝贵遗产。

殷建华教授小时候,在石板街上古色古香的居屋长大。他在镇上就读于白霓小学,1968年底随母亲李凤仪和哥哥殷建国从白霓镇下放到堰下乡第一生产队务农,便在这里上金城中学,之后去白霓高中上学,1975年高中毕业后回到堰下乡第一生产队。他在农村种过田,在大市渡槽工地当农民工,之后到青山第三级水电站工地指挥部当文宣员,直到1977年冬季参加“”后的第一次高考,考上重庆建筑工程学院(现并入重庆大学)。

刻苦学习

批判性思维 创新性实践

殷建华在重庆建筑工程学院水港系读航道与港口工程专业,以优秀的成绩于1981年底毕业,同年考上中国科学院武汉岩土力学研究所硕士研究生。从师于中国著名的岩土力学袁建新先生、袁先生1948考入土木系――1952年获学士学位。1956年入美国路易维尔大学土木系,1957年获硕士学位并受聘于美国波音飞机公司任副工程师。1958年底,袁建新先生通过印度驻华盛顿大使馆与中国国务院取得了联系,他冲破了重重阻挠,终于经香港于1959年元月抵达祖国。

殷建华在导师袁建新教授的指导下,顺利完成了他的硕士论文《土的非线性剪胀应力-应变模型》。他指出了当时非常流行的用于土石坝和地基有限元分析的邓肯-张非线性应力-应变本构模型中的缺点:此模型不能描述土的剪胀性和剪缩性。由此,殷建华提出了新的土的非线性剪胀应力-应变模型,作了试验验证,并将新的模型用于土石坝和岩土工程限元分析计算分析。

硕士毕业后,殷建华留在武汉岩土力学所工作,任助理研究员。作为“”后培养的第一批硕士生和年青研究人员,他参加了“”后的第一次全国土的剪切强度与本构关系会议。会议在湖北省武当山附近的老河口市召开。在会上,殷建华组织青年论台,积极发言,受到老一辈的欢迎与肯定。

1986年9月,殷建华通过考试与挑选,得到中国科学院的奖学金,被公派到加拿大曼尼托巴大学土木系攻读博士学位。在曼尼托巴大学他所有学的总共6门课,取得3个A+和3个A的优秀成绩,是班上第一名。由此,他得到大曼尼托巴大学外国学生奖学金。他的博士学位研究是在著名的James Graham 教授指导下完成的。James Graham 教授曾任加拿大岩土工程学会主席和加拿大岩土工程刊物的主编。殷建华博士论文题目是《土的时间有关的应力应变本构模型》。对于土的时间有关的应力应变特性的建模研究是一个活跃的有着长期历史的研究领域。早期的研究得追溯到十八世纪的Maxwell的流变模型和Kelvin的流变模型,许多中国学者在这个领域上也作出了巨大的贡献。但先前的工作或模型都有一些局限性。殷建华基于前人的工作、科学原理和对土的蠕变行为的基本理解,建立了一个新的一维弹粘塑性本构模型,即非线性流变模型,是对线性的Maxwell的流变模型重大发展。该模型描述了土在一维任意荷载条件下与时间有关的非线性应力应变关系。模型被试验数据验证并用于固结分析中。殷建华教授归纳和阐述了一个重要的土的蠕变特性,即土单元的蠕变率仅与应力-应变状态有关,而与加载路径(或加载历史)无关。该模型在提出之后又进一步得到发展,得到了更广泛的应用。他只用了3年7个月的时间便完成了博士学位课程与研究,取得博士学位。当时在土木系,他是最短时间内取得博士学位的研究生。

博士毕业后,殷建华博士在加拿大东海岸一顾问设计公司工作两年多,后在一研究中心工作两年,于1994年来到香港一顾问设计公司工作,1995年9月加入香港理工大学,从助理教授,副教授,到2002年成为正教授。

殷建华教授现成为香港屈指可数的专业人士、工程师。他的人生之路真实地写满了努力与奋斗!

人们都说,三分天注定,七分靠打拚。殷建华教授的人生恰如其分地演绎了这句话的含义,从而给我们一个有力地启发――做事情也好,做学问也罢,最重要的是靠自己的努力,坚持选择,并拿出坚持不懈的努力和奋斗的勇气!

而这,对于当下那些在生活面前彷徨无助,甚至开始困惑于自己专业选择的年轻学子们,尤其有值得思索的意义。

努力成材学贯中西

2004年7月19日。这一天,殷建华教授应邀回到他曾经读硕士和工作过的中科院武汉岩土力学所,为该所科研人员和研究生作了一场题目为“岩土工程发展过程研究方法、经验总结和个人体会”的学术报告。报告中,殷建华教授从土力学的发展过程、个人的求学经历、生活家庭的变化情况等几个方面向该所在座的师生们作了生动具体的介绍,并号召学生们抓住现在的好机会,努力学习,为国争光。

作为香港理工大学教授,知名的岩土工程师,殷建华教授经常应邀前往各高校作学术演讲或者学术报告,往往能够在高校引起强烈的反响,达到增进友谊、扩大共识、合作交流与共同发展的学术交流目的。但是,在中科院岩土所的这一场学术报告,带给学生们的意义却全然不同。

在中科院武汉岩土力学所学子们的心中,除了在学术的交流中增长见识外,他们的心中更受到一种精神的激励,情不自禁地升起对上进的强烈渴望,因为为他们作学术报告的那一位教授,曾经就是他们的校友――1984年的硕士研究生。殷建华教授于2002年被聘为武汉岩土所岩土力学重点实验室兼职研究员。在殷建华教授的心中,对中科院武汉岩土力学所是充满了感情,所以这样一场学术报告,他将自己的求学经历和学术结合在一起,浓缩了自己这一段学术生涯的风雨历程。那就是,从求学起,殷建华教授就一直用“努力”诠释着自己的人生价值,正如同他自己所说:“人的一生,全靠自身努力,唯有努力不懈,才能成功。”

纵观殷建华教授的求学经历,从学士到硕士再到博士,字面上一切一帆风顺,但是在实际生活中,却是要付出许多努力和汗水。

殷建华教授在大学时选择的专业,就是岩土工程。而岩土工程是一门很博大、很深奥的学问,以大学有限的知识面,去探索里面的奥秘,显然是很艰难的。因为一个系统的科学,就好像源头活水,支流旁支驳杂,衍生出很多很细的专业,让人难以一一追根寻源。殷建华教授坦白说:“在进大学之前,对于这个专业,其实我不大懂。”

但是进了这个专业,真正了解了这个专业博大的系统之后,殷建华教授也依然是坦然面对,在研究生专业的选择上,依然是选择岩土工程,只不过,这个时候经过大学的系统学习,对这个专业有了一个一般的了解,殷建华教授因此朝着专业细化地方向发展。对此,殷建华教授作了一个形象的比喻:“就好像建房子,不是一家两家公司,也不是一个两个专业就可以做出来的。建房子,除了地基和结构,还涉及到建筑学、机械工程、通风等一系列的学问。”

有人说,学习是一颗辛苦、无味的种子,埋藏在你人生路上,你只有用汗水浇灌,才能结出美味可口的果实。的确,在一般人心中,岩土工程这样的专业,每天要与数据打交道,时间长了会觉得索然无味,失去学习的兴趣。殷建华教授在选择武汉的中国科学院研究所之后,也是有过一阵子的迷惑,因为专业的细分远远不是大学时候所学可以比拟的。但是殷建华教授很快爱上了自己的专业,在他看来,这个专业是用来解决实际问题的,并不是很抽象,因此在长时间的学习中,他并没有觉得枯燥。或许是抱着这样的学习心态,加上自身刻苦的努力,殷建华教授取得了自己的进步,取得了让别人看得见的进步。因此在拿到硕士学位之后,得到中科院的选派和奖学金前往加拿大攻读博士学位。

努力付出往往和收获成正比。在加拿大留学的日子,殷建华教授不负众望,拿到了加拿大 Manitoba 大学优秀外国学生奖学金,所有功课都是班上第一名。之后,殷建华教授顺利地拿到了博士学位,成为一名学贯中西的专家学者。而对于许许多多正在求学的学子们来说,殷建华教授的这一段求学经历,却如同一盏明灯,驱散了那些学生心中的迷惘,激励着学生们努力、努力、再努力。

传道授业不懈求索

古人曰:师者,所以传道授业解惑也;现在我们说:教师是人类灵魂的工程师。从古到今,教师这个职业都是高尚的,受人尊重的。作为一名学贯中西的专家学者,殷建华教授最终将自己的角色定位在教师这个位置上,值得人尊敬。

选择在香港理工大学任教,殷建华教授并不自恃学问高就傲物,而是从低做起,踏踏实实,一步一个脚印,对自己负责,也对自己的学生负责,从助理教授很快升到了副教授,随后又在2002年升为正教授。

职称的飞快提升,是香港理工大学作为一所名牌大学,对殷建华教授最大的肯定;而殷建华教授在教书育人的同时,也真正实现了自己的人生价值,将自己的专业作出了最大的贡献。

当初,获得博士学位后,殷建华教授并没有急于回到国家,而是在加拿大东部城市的一个顾问设计谘询公司和一研究中心分别工作过两年。而移居香港后,也在一个顾问设计谘询公司工作接近一年。可以说,这几年的工作经历,使得殷建华教授所学的理论知识,在实践中得到了很好地印证,也很好地锻炼了自己的能力,更增强自己解决实际问题的能力。而这些,更为他成为一名优秀的教授打下了良好的理论与实际相结合的基础。

据了解,殷建华教授所指导的两大学生毕业论文连续两年 (1999-2000年, 2000-2001年)被香港工程师学会评为第一名,并得到奖金和证书。殷建华教授介绍说:“我们对教学很重视,也重视跟学生沟通。我们学校教学有一整套系统,很完善,也很出色,所以本科生从我们这里毕业都很有收获,在社会上也很有改变。”

优秀的教师,培养出优秀的学生,但本质上,殷建华教授也是一名优秀的学者。他担任高校联工程师联合会主席,将香港高校的许多工程界的朋友,汇聚在一起,在专业的碰撞间,实现联会对香港、对国家更大的贡献。

可以说,殷建华教授是国际岩土力学界十分活跃的青年专家学者,目前不仅担任国际岩土力学计算方法与进展学会副主席、国际岩土力学与工程学会会员、中国力学学会岩土力学专业委员会委员、中国岩石力学与工程学会及地面岩石力学与工程专业委员会委员、中国地质学会及工程地质专业委员会委员、香港力学学会委员等职务,同时还担任《加拿大岩土工程》学报副主编、国际《岩土力学与岩土工程》学报主编之一,美国《国际岩土力学》学报编委、国际《海洋地球资源与岩土工程》学报编委、《防灾减灾工程学报》编委、《岩土力学与工程学报》编委、《岩土工程界》编委、《结构工程进展》国际杂志编委。

积极参与国内、国际学术的同时,殷建华教授也有自己的学术研究,在科研上取得丰富的成果:首创性地给出等效时间定义和土的一维、三维粘塑性模型,并应用于土体完全耦合的固结分析;首创性地将Timoshenko Beam Model用于土工布加筋土地基模拟;提出有排水板和用非线性土的本构方程(维弹粘塑性模型)完全耦合的固结分析的有效的有限元方法;首创性地将填海造地工程和土的固结理论及分析与互联网结合。

其中,殷建华教授取得4项专利,出版了2本专着和编辑了3本书籍,发表了300多篇学术论文, 其中102篇学术论文在国际科学引文索引数据库中的科学期刊(Journals in Science Citation Index )上发表。

篇（10）

计算机图形设计随着社会的不断进步和人们观念的提高而不断发展。通过计算机软硬件的进步，计算机绘图软件也逐渐成为设计行业表现手段的主流。所谓计算机数码图形就是设计师通过计算机技术表现设计意图，最终以电脑图像的方式告知客户，使客户清晰理解设计师的设计意图和创意，是一种对比传统手绘更为直接，更加有效的表现方式。

一、计算机数码图形艺术设计的起源

计算机的出现和应用，使我们的生活日新月异。计算机数码图形起源于计算器图形软件技术的产生，计算机数码图形辅助设计的研究构想发端于20世纪50年代，但最早应用的计算机图形技术是在1963年，美国麻省理工学院的研究人员伊凡・苏泽兰特在美国计算机联合会会议上发表名为《画板》的博士论文，从此开始了计算机图形设计的发展历程。他从1950年开始开发通过图形技术来处理人与计算机交互对话的操作系统。1963年，这套以主机、显示屏、光电笔和键盘为工作的图形画线系统得到实现。，这套图形画线系统的开发，使用户可以运用电脑画出直线、复杂曲线以及简单的标准部件。

我国计算机图形技术起源于20世纪70年代，与国外计算机图形技术发展的轨迹相似，国内计算机图形技术的研究与发展基本上是从各高等院校发展起来的。20世纪90年代，随着我国现代化进程的迅猛发展以及计算机的普及，在艺术设计领域中，计算机数码图形技术开始逐渐被人们应用和认可。

二、我国计算机数码图形艺术设计的现状

中国数码图形行业近几年来一直保持着高速发展的状态，备受瞩目。目前，数码图形行业在我国已经形成一个以技术为基础的视觉艺术创意产业。关于这个行业目前的现状如何，主要从事哪些领域，以及发展趋势和就业前景，都有很大的分析价值和探究意义。我国数码图形行业起步大约是从2000年开始，经历了10年的发展，在北京、上海、广州、武汉等几个大的城市，有着相当好的发展势头，但相对于美国等国外发达国家而言，我国的计算机数码图形行业仍然处在相对幼稚的发展阶段。随着以计算机为主要工具进行视觉设计和生产的一系列相关产业的形成，数码图形的概念正随着应用领域的拓展在不断扩大，并在不同领域中呈现出不同的特点和趋势。

数码图形行业是电脑技术和创意艺术的结合体，几乎涵盖了计算机技术进行的所有视觉艺术创作，包括游戏美术、三维动画、影视多媒体特效、建筑设计等。纵观2010年我国数码图形行业发展状况，主要体现在以下四个领域：建筑效果图、影视制作、动漫设计和游戏美术。

1.建筑效果图。是指以虚拟现实技术为基础，以建筑产品为对象的设计手段，充分地利用了模拟仿真技术，主要通过图形软件实现。建筑师可以虚构出一个三维场景，用动态交互的方式全方位展示自己的作品，让客户和消费者进行身临其境的观赏。数码图形技术带出的建筑可视化产业，拥有着广阔的市场前景，但目前国内建筑师在这方面的技术大多处于中低端水平，导致市场竞争异常激烈。

2.影视制作。数码图形影视制作主要体现在影视后期加工、栏目包装和电视广告设计等方面，运用电脑合成特效去实现摄像机和人工道具无法实现效果，在更好达到制作者意愿要求的同时，也给广大电影电视观众带来了前所未有的视觉盛宴。国内每年都会推出几部以追求极致画面水平和场景的电影电视作品，并且在商业运作机制的配合下，大都取得了相当可观的赢利效果。然而，由于数码图形影视制作的成本极高，市场容量有限，再加上影视观众口味的日益挑剔，其带来的商业赢利效果在逐步弱化。

3.动漫艺术。它是数码图形行业中最为人熟知的领域。近些年来，随着国外电影类动画大片在国内的火热上映，精彩逼真的视觉效果带来的巨大赢利，引发了我国动漫艺术产业革命的爆发。在政府的大力扶持下，我国培养出了大批动漫艺术专业人才，与此同时，从事动漫艺术开发创作的企业也日益增多，国产动漫作品也如同雨后春笋般相继诞生。

4.游戏美术。相比于前面三个领域，从发展前景还是最终赢利效果上来看，数码图形游戏美术产业都明显优胜。

凭借令人瞩目的发展速度和不断丰富的产业元素，网络游戏出版产业正对经济社会发展和人们的文化休闲生活产生越来越大的影响，成为我国文化创意产业中不可或缺的重要组成部分。

三、数码图形行业就业分析

数码图形行业的就业情况是近些年来的热议问题。通过上述对2010年数码图形行业四大领域的市场状况分析。从人才需求的角度上来看，目前，建筑可视化领域缺乏高端水平人才；影视制作领域由于制作成本昂贵，人行门槛较高，难以进入：动漫设计领域人才基本处于饱和状态；游戏美术领域对数码图形人才的需求量最大，并且在未来五年内都将保持着较大缺口。

一个优秀的数码图形游戏人才，需要具备过硬的专业基础和高端的技术水平。随着国产网游进入新纪元的到来，游戏美术水平成为了最基础的专业技术衡量标准。然而，目前我国高校并未设置游戏美术学习专业，而社会上绝大多数游戏动漫培训机构也大都偏向于游戏程序开发和网页设计类，这给广大立志投身游戏美术行业的学生造成了无处投医的局面。未来五年内，中国数码图形行业总体处于高速发展状态，而游戏美术作为主力领域，未来市场前景不可估量，但随着从业人数的增加，竞争也会愈演愈烈，因此，谁能尽早一步踏人游戏美术行业，谁就能率先获得高薪的机会。

参考文献：

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中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0380-02

0 引言

20世纪以来，随着科学技术、社会经济的不断发展，人民的物质生活不断提高，人们对能源的需求越来越大，然而在目前这个依然以化石燃料为主要能源支柱的社会中，由于石油等化石燃料的短缺而造成的能源危机屡次出现，并且由于现代科学、工业技术如此发达，也造成了环境的污染以及由于二氧化碳的排放导致了温室效应。对于目前人类来说，寻找一种干净无污染的新能源显得如此重要。

对于传统的内燃机旋转发电机来说，存在着效率低并且高排放等缺点，并且存在着中间机械传动机构，增加了损耗，降低了效率[1]，而采用斯特林发动机与直线发电机相结合，减少了中间的机械传动结构，使整个系统更紧凑、可靠，系统效率也得到大幅提升，相比于内燃机，斯特林直线发电机存在以下优点[2-4]：

（1）振动小、噪音低

斯特林发电机的工作腔与大气隔绝，压力上升的速率也不高，由于没有传动机构，所以运转十分安静，不必使用隔声或消音装置。

（2）排放低

斯特林发电机是外燃机，不像内燃机那样需要每个循环与外界交换气体，斯特林发电机的工作燃气一直保存在气缸内，而不需要与大气交换气体，因此它的排放很低，污染很小。

（3）结构简单

无需燃气压缩机， 无需排气装置，比内燃机少50%的零部件，维护成本较低。

（4）燃料选材广泛

连续燃烧加热允许使用最广泛的燃料和能源，其中包括气体、液体、固体燃料以及各种再生能源。同时还可以直接使用放射性能源产生的热量进行运行发电，这是其它原动机所不具备的能力。

（5）效率高

没有连杆、轴或轴承，只有滑动配合，由工质本身作为剂，因而有非常高的机械效率。一台输出功率为1kW的斯特林发电机，机械效率可达90%多；而曲柄连杆式发动机的机械效率一般只有80%左右。

斯特林直线发电机因其存在以上一系列优点而备受人们关注，也决定了它在工业中的各个领域有着广阔的应用前景。

1 工作原理

斯特林发动机是一种能以多种燃料为能源的闭循环回热式发动机，与传统的内燃机相比，斯特林发动机是一种外燃机，它是依靠外部的热源对其密封在机器中的工质进行加热，进行闭循环，就是说工作燃气一直保存在气缸内，而不需要与大气交换气体[5]。斯特林发动机在做功时，不是通过燃料在气缸内部瞬间升到很高的温度和压力进行爆震去推动活塞，而是依靠外部的热源对其热膨胀气缸持续传热，由机器内部不断升温升压的工质去推动活塞做功，因此在工作时较内燃机要平稳，而且噪音要小很多，另外斯特林引发动机往维修需求较低，工作起来更高效、更安静、而且更可靠。

斯特林直线发电机的结构如图1所示，由斯特林原动机和直线发电机两大部分构成，通过斯特林原动机的动力活塞与直线发电机的动子相连接。斯特林原动机属于外燃机，在整个周期中为一个封闭的循环，主要由膨胀腔、压缩腔、配气活塞、动力活塞、加热器、冷却器、回热器和气缸这几部分构成。靠近冷却器一端的为压缩腔，而靠近加热器一端的为膨胀腔，而配气活塞的运动可以调整压缩腔与膨胀腔的气体的比例，斯特林原动机的工作是通过外部热源对于气体进行加热，从而使得膨胀腔内气体压力增大，首先推动配气活塞运动，使得压缩腔内的气体压力变大，从而推动动力活塞运动，带动直线发电机的动子运动而发电的。

2 国内外发展现状

十八世纪，由于当时蒸汽机工作很不可靠，并且效率很低，因此在1816年，英国人罗伯特？斯特林发明了斯特林发动机[6]，但由于当时缺乏良好的耐热材料以及人们对斯特林发动机的性能了解很少，以致及其的效率和功率都很低，因此到十九世纪中叶的时候，当高效率的内燃机出现后，斯特林发动机的研制工作就停止了。而再一次开始斯特林发动机的研制就要到二十世纪了，1938年，荷兰的飞利浦公司开始了现代斯特林发动机的研制工作，从20世纪的30年代至60年代，发展了现代的斯特林发动机，并用于发电、船舶、汽车、农业机械等领域。之后多家公司开始研究斯特林发动机，从技术继承上来讲，其中主要包括联合斯特林发动机公司（United Stirling）、考库姆斯公司（Kockums AB）、德国SOLO公司、美国STM公司（Stirling Thermal Motors.Inc）、美国SES公司（Stirling Engine Systems. Inc）等。欧美政府很重视斯特林发动机的发展和应用，尤其是将其应用于太阳能碟式热发电系统中。从20世纪70年代起，经过四十年左右的发展，现在美国的几十千瓦级的斯特林发动机技术已经很成熟了，而德国、瑞典等国家也有比较成熟的斯特林发动机技术。

美国Sunpower公司一直致力于对斯特林发动机的研究，1969年正式开始研究斯特林发动机，到现在，不管是作压缩机，还是作原动机用，都处于世界领先地位，而单从作为发电机的原动机用来看，产品应用于航天、军事、家用和工业研究等各方面领域。1984年Berchowitz D.M.就提出了斯特林发动机与直线发电机的一体化发电，并研制了一个3kW的样机，该样机运行时安静，并且清洁度好[7]。而在1993年的时候就将斯特林直线发电机应用在了电动汽车上。在1995年的时候，研制出了功率从1kW到10kW的斯特林发动机，燃料采用天然气[8]。同一年，研制出了一种水平对置的5kW斯特林发动机。而在最近十年里，2003年研制了一个35W的斯特林发动机用于太空能源应用中，并着手于提高效率和可靠性等方面，发电机效率为83%，系统效率为29%[9]。2005年，研究一种自由活塞斯特林直线发电机（FPSE）系统的控制方案，并将它应用于军事中，作为士兵随身携带的动力系统，原动机采用42W的自由活塞斯特林发动机，用来驱动直线发电机发电，输出额定功率为35W，经过AC-DC转化后，为用户提供28V直流电压[10]。同期，J.Gary Wood等人正在为NASA研究一种80W先进斯特林变换器作为航天中的能源供给用，该斯特林变换器热端温度能到850°C，当工作时温度比为3.0，功率密度为90W/kg时，整个变换器效率达到了40%[11-12]。2007年，James Huth等人研制出了以JP-8为燃料，可随身携带的35W的斯特林发电机系统作为军事中士兵的能源，整个系统重2.1kg，热能转换到电能的效率为21%[13]。Sunpower公司目前所研制的斯特林发动机功率从35W到7.5kW，几种典型的产品如表1所示，主要的还是1kW以下的，可以看出效率都高于30%。

3 斯特林直线发电机应用概述

由于斯特林直线发电机具有具有燃料来源广、效率高、污染小和噪音低等优点，目前已经应用于很多领域。斯特林直线发电机对燃料的适应性很强，可用能源除了煤、石油、天然气外，还可以利用太阳能、原子能、化学能以及木材、秸秆等农林废弃物燃烧所放出来的热能，而下面主要针对斯特林发电机利用太阳能、辐射能和生物能的应用进行介绍。

3.1 斯特林太阳能发电系统

太阳能热发电技术中最具发展潜力的是碟式太阳能高温发电技术，尤其是近几年碟式斯特林太阳能发电技术更是令世界瞩目，它具有光电转换效率高、耗水量低、发电方式灵活及可逐步规模化等特点[14]。

20世纪70年代末到80年代初由瑞典USAB、美国Advanced Corporation、MDAC，NASA及DOE等开始对现代碟式太阳能热发电技术进行研究。2006年，Infinia公司研制出一种“锅盖形状”的太阳能发电机，和别的太阳能发电技术公司的手段不同，Infinia使用了类似卫星电视天线样的碟形“锅盖”来搜集太阳热能，其它公司多半使用方形的太阳能面板，在吸收热能方面，碟形设计比传统的太阳能面板跟有效。普通的太阳能面板的光电转化率为12%到15%，部分面板能够达到22%，Infinia锅盖接收面板可以达到24%。

3.2 斯特林辐射能发电系统

在宇航探测中，由于环境的恶劣，对于传统的采用太阳能电池阵列和蓄电池来供电的系统有时在远离太阳的区域内，无法得到充足的太阳能来保证太阳能电池板发电，然而却有无穷无尽的辐射能供我们来利用，此时采用辐射能发电就体现出了足够的优势[15]。

美国宇航局（NASA）一直致力于研究斯特林发电系统在航天技术中的应用，研究了一种先进斯特林放射性同位素发电机ASRG（Advanced Stirling Radioisotope Generator）[16]。ASRG利用了Sunpower公司研制的先进斯特林变换器ASCs（Advanced Stirling Convertors），斯特林原动机带动直线发电机发电，该直线发电机采用的是一种动磁型的结构，而原动机采用Sunpower公司型号为EE-35的斯特林发动机，功率为35W，整个系统的功率密度接近100W/kg，ASC的温度比为3.1，工作频率为105Hz；当热端温度为1123K时，电机转换效率可达到38%。

3.3 斯特林生物能发电系统

斯特林发电机不仅能够利用太阳能、辐射能等能源，还能利用沼气、农业废弃物、废材等生物能进行发电，而这一点优势在广大的农村，乡镇企业、城镇家庭有着广阔的市场前景。

美国俄勒冈州科瓦利斯市废水处理厂于2004年应用55kw商业Stirling发动机建立了一座利用废水处理中产生的沼气发电的示范工程，解决了当地因担心使用内燃机发电系统会带来新的空气污染而不能被利用的沼气的问题。

4 结论

近年来，随着直线电机的发展，斯特林直线发电机得到了人们广泛的关注，斯特林直线发电机振动小、噪音低、排放低、结构简单、燃料选材广泛以及效率高等优点使得它在工业各个领域中也得到了更广泛的应用，随着技术进步和新材料的开发，斯特林直线发电机的性能还有得到进一步的提高，应用领域得到进一步的扩展，很可能成为21世纪一种主要的动力装置。

参考文献

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