随着计算机和微电子等高新科学技术的发展渗透和有关新材料新工艺的推广应用，我国机械工程研究进展很快，成果累累。下面是小编整理的机械工程师中级职称论文，希望你能从中得到感悟!
浅谈机械工程材料的节约
【摘 要】由于机械工程中耗材严重，已与经济和社会可持续发展相矛盾。本文通过对机械工程中耗材现状的分析，提出了节材的途径，并对以后的发展进行了展望。
【关键词】机械工程;节材;途径
作为经济发展重要基石的机械工业取得了飞速发展。但能源浪费严重，能源短缺已成为我国经济社会发展的致命瓶颈。我国gdp占全世界的4%，而能源消耗却占到了10%，已成为世界第二大能源消耗国。为维持经济和社会的可持续发展，我们必须要节约资源消耗，因此在机械工程中节材是社会可持续发展的必然要求。
1.机械工程中材料消耗的原因
1.1 在机械产品成本中，原材料费用过高
根据国家有关部门对机械系统近万个企业进行的统计结果表明：每年消耗钢材1千万吨左右，占全国的15%～20%。原材料费用平均占机械产品成本的60%以上。
1.2 钢材利用率低
据统计，我国机械工业钢材利用率权为60%左右，与发达国家相比，有10%～15%的差距。每提高一个百分点就意味着可节约10万t钢材。我国机械工业的铸、锻件综合废品率偏高，造成原材料和能源的浪费，有人调查过部分企业，铸铁件废品率为12%～14%，铸钢件废品率为10%～11%，有些厂甚至高达20%，而国外一般低于5%。另外我国重要的基础件的寿命低，如模具仅为发达国家的1/3。与国家有关机械系统节约材料技术政策中的要求相差甚远。
2.机械工程中节约材料的途径
机械工业节约材料的重点是钢材等金属材料，同时也要注意节约其它原材料。从技术经济角度来看，机械工业节材必须考虑以下四个方面：降低产品的材料消耗;减少制造过程中的材料消耗量;提高产品质量;延长产品规定的服役期间。
2.1采用先进技术，提高利用率
采用先进制造技术，提高铸件精度，推广精密性成形技术，在金属件生产中扩大中精锻件比例，使模锻、精锻件比例提高到60%以上;继续推行集中下料、科学套材、改进下料工艺和装备，推广各种精密，自动、数控编排的切割技术，采用带锯床、中温剪切等下料新设备;大力采用先进焊接技术，减少焊条用量;采用先进的热处理技术，提高零部件寿命;推广可控气氛，少、无氧化热处理工艺和锻造用保护气氛加热工艺和装备，减少金属氧化损失;采用材料表面处理技术，提高材料表面性能，实现节材低耗;对于关键基础体(轴承、齿轮、弹簧、液压气动元件、模具等)，扩大采用精炼钢和脱氧钢，以及行之有效的热处理和表面热处理新技术，显著延长其使用寿命。如上海某公司采用切削活塞，其材料利用率为43.5%，改用冷挤压后可达92%。某大型轴承厂采用高速镦锻生产线，使直径在50mm以下的套圈材料利用率从9.9%提高到42%，一年节钢1800t。
2.2采用先进的防腐蚀技术，提高设备的使用寿命
在国民经济中不论哪个部门都毫无例外的存在着腐蚀问题。腐蚀给人们造成的危害也是很大的，它一方面造成设备、零件等材料的直接损失，另一方面还造成影响正常生产，恶化操作环境，影响产品质量，新工艺不能上马，设计上的保守，以及发生人身安全事故等一系列重大的损失。据有关资料介绍，估计全世界每年腐蚀损失100亿英磅(折合人民币约590.8亿元)。全世界每年金属的腐蚀损失约为全年总产量的20%，也就是说全世界每年约有1亿t金属因腐蚀而损失掉。由此可见，腐蚀是自然界最大浪费之一。因此，防腐蚀也是机械工程中节材的又一重大技术课题之一。随着科学技术的飞速发展，新的防腐蚀材料和方法的不断涌现，防腐蚀技术也在不断提高。例如：我军装备维修表面工程研究中心在海军猎潜艇上推广新型电弧喷涂防腐技术，可使猎潜艇钢结构的防腐寿命从5年提高到15年。
2.3 扩大应用新材料，改善用材结构
扩大应用新材料，改善用材结构，提高用材水平，积极推广各种高强度低合金钢、冷成形钢、冷拔钢管等高效钢，使用切削钢、新型模具钢、感应淬火钢等节能节材新材料;扩大硬质合金材料的使用，以及节约高速钢和模具钢等t扩大粉末冶金材料在汽车、拖拉机和家用电器等方面的应用;在汽车、农机和交通运输设备中，开发应用工程塑料和复合材料。比如用高强度低合金钢代替普通碳钢制作一般承载构件，可以减少重量10%～30%。
2.4提高产品设计水平，充分发挥材料潜力
提高产品设计水平，充分发挥材料潜力，降低材料消耗以轻量化为目标，大力推广计算机辅助设计，优化设计，有限寿命设计、防腐蚀设计和价值工程方法，使产品既可靠安全又结构紧凑，用材合理;适当提高材料使用强度等级，充分发挥材料性能潜力，降低材料消耗。如对eq-140汽车桥壳进行疲劳研究和优化设计后，每台减少5kg，新设计的经济型数控车床与普通塔车床相比，采用数控伺服机构后，省去刀架和溜板等，零件数目减少2/5。
2.5大力推广再制造工程的研究及应用
再制造工程是正在发展中的一个新兴研究领域和新兴产业，在国外也仅有十几年的历史，国内有许多单位正在进行再制造领域的研究。全军装备维修表面工程研究中心、西安交通大学等单位使用表面工程技术进行设备零部件的再制造研究和应用;装甲兵工程学院、空军第一研究所、空军工程大学和海军工程大学对装甲车辆、军用飞机，舰艇的延寿作了大量的试验和研究工作。20世纪90年代初以来，国内的一些部门对修复热处理已经作了尝试工作，如对长期服役过的发电设备上的某些重要零件进行修复热处理。应用等离子喷涂技术对重载坦克车辆零件进行再制造修复和强化，实车考核证明用再制造技术修复和强化的零部件比新品的相对耐磨性提高1.9～8.3倍，寿命提高2～3倍。对首钢从比利时购进的二手连铸设备中的三百多件大型轴承座和轧辊，经再制造修复后，已使用数年。目前一些单位已经开始汽车、计算机、空调、电冰箱、摩托车等产品零部件再制造的研究工作。再制造工程技术不仅能恢复原产品的技术性能，还能及时引进新技术、新工艺和新材料，改进提高产品的技术性能和可靠性，从而延长了产品的使用寿命。再制造产品的费用仅为新品价格40%～60%，达到了废物利用，变废为宝的目的，为降低材料消耗，节约原材料开辟了一条新的途径。
3.对节材途径的展望
(1)面临进入wto新技术发展的机遇和挑战，发展再制造业是应付这种挑战的一种有效手段，使用再制造产品将再制造业降低成本，节约资源，减少污染。
(2)节约原材料贯穿于原材料生产，产品设计制造及使用的全过程，其中制造过程中节材潜力最大，是最易见效的一个环节。因此要大力开发和使用先进技术、工艺和装备，大幅度提高国产技术装备水平，加速传统产业技术升级。
(3)基于以上论述，笔者建议在上世纪90年代出台的有关节约材料技术政策的基础上，力争在行业平均钢材利用率达80%，铸造综合体废品率下降5%以下，重点骨干企业下降到3%以下，并将关键基础件的平均使用寿命延长到30%以上。
4.结束语
随着现代工业的发展，资源、能源及环境保护的问题日益突出。因此，材料的工程应用必须对之有所考虑，特别是对于大批量生产的零件，所用材料应该来源丰富，要顾及国内的资源及市场供给情况，并应尽量选用生产过程耗能低的材料。节材与节能的结果必然减少了环境的污染，有利于保护生态环境。从人类可持续发展的战略高度出发，节约原材料，代用稀缺物资应是现代机械制造工程必须继续探讨的重要内容之一。
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机械工程研究进展及展望
摘要：本文介绍了机械一体化、机械摩擦、微型机械、机械转动等研究领域的新进展，同时对未来机械产品及其研发制造行业的一些重要发展趋势进行了展望。
关键词：机械工程 研究进展 展望
中图分类号：th 文献标识码：a 文章编号：1007-0745(2013)05-0165-01
近年来我国现代化建设迅速发展，机械产品市场竞争不断加剧，随着计算机和微电子等高新科学技术的发展渗透和有关新材料新工艺的推广应用，我国机械工程研究进展很快，成果累累。机械控制技术、计算机技术、人工智能技术、微电子技术、新型材料等多项技术融合使用为现代机械学的发展提供了新的契机和挑战，大大促进了机械工程研究的发展，呈现出了许多新的发展趋势。
1机械工程研究的进展
1.1机构学和传动机械的研究
国内机构学和传动机械工程研究方面最显著的进展是连杆机构和齿轮传动机构。在连杆机构方面，我国平面及空间连杆机构的结构理论研究已跃居世界前列，达到世界水平的研究成果有：机构运动分析新方法，包括单开链法、区间分析法、网络分析法和吴文俊消元法等;串联机器人机构运动学逆解和工作空间分析;连杆机构运动误差和机器人精度研究;含间隙连杆机构的运动副元素分离判据;连杆机构的振动力/振动力矩完全平衡和弹性动力平衡;空间并联多环连杆机构的运动分析以及连杆机构综合的某些研究等。我国几乎与国外同时发表了一般6-6型平台并联机器人机构输入输出位移方程为20次形式的结论。
1.2机械设计和机械结构强度的研究
机械结构强度学研究中，取得了许多有世界水平的成果，如：齿轮点蚀疲劳寿命研究和胶合强度新算法，齿轮接触疲劳强度的模糊可靠性计算[6]，机械零件疲劳累积损伤概率模型，重载滑动轴承轴瓦疲劳强度研究，高强度螺栓的概率断裂力学分析，滚动轴承高可靠寿命的研究，轴对称零件热弹塑性蠕变有限元计算，锥齿轮三维本体温度场及热变形分析，机械结构故障诊断中发热现象的模糊数学与边界元法研究，零件结合面特性研究，焊缝金属解理断裂的评定和非匀质焊接接头裂缝扩展计算等。机械可靠性的研究进展，除上述机械零件的疲劳可靠性研究外，还表现在模糊可靠性理论探讨及其在机械结构强度设计中的应用、高可靠性设计中的概率有限元法、机械系统模糊随机可靠性的评定、可维修结构的可靠性分析及备用设备的可靠性评估等中。
1.3机械振动和机械系统动力学的研究
在这方面最集中的进展是包括机器人机构在内的连杆机构动力学和轴承――转子系统振动学。在连杆机构动力学方面，达到世界水平的研究成果有：弹性连杆机构用运动弹性动力学方法和柔性多体力学方法所作的深入研究，含间隙连杆机构动力学及运动稳定性研究，机器人动力学高效算法和冗余度柔性机器人动力学研究等。在轴承――转子系统振动学方面，结合国内大型汽轮发电机组和大型动力设备需要，按动静件碰摩、轴承不对中及含横向裂纹等影响因素，深入研究了多跨轴承――转子系统的振动稳定性及基于模糊推理、神经网络和声发射的故障诊断专家系统，成果达到世界水平。
1.4摩擦学领域
在机械摩擦工程的研究方面，近年来国内发表了很多有世界水平的研究成果，涉及动静压轴承特性研究，基于瞬态粘度的弹流动力润滑分析，非牛顿流体线接触微观热弹流润滑理论研究，滑动摩擦副热效应研究，大型推力轴承广义热弹流动力润滑，极压润滑、混合润滑及薄膜润滑特性研究，新型润滑添加剂及高水基介质、铁磁流体、电流变流体的研制应用，改善材料减磨耐磨性能的表面强化技术，非活性抗磨剂研究，软涂层磨损研究，磨损形态分析、状态监测和故障诊断系统研究等。
1.5机电一体化的研究
机电一体化是现代机械技术的巨大变革，机电一体化实质上是以微电子技术为核心的信息技术革命，它是将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程的基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最佳化而建立起来的一门科学技术。机电一体化技术的发展促进了机械科学和整个人类社会的巨大发展。随着微电子技术和计算机的发展，数控技术和数控系统经过不断改进，已发展到计算机控制系统(cnc系统)。数控机床的发明和发展，不仅解决了用常规方法无法或难以加工的复杂形状零件的加工问题，而且为多品种、中小批量生产开创了一条新的途径，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段。
1.6微型机械工程研究
80年代开始的机械装置小型化过程中先后研制出小型机械和微型机械。而微型机械不是传统机械单纯地在尺度上微小型化，当特征尺寸达到微米级后，微型机械的力学系统特征、材料的物理性质及其对环境变化的响应与传统机械都有很大不同，它通常是指可以成批制作的集合微机构、微驱动器、微能源以及微传感器和控制电路、信号处理装置等于一体的微型机电系统，因而它远远超出了传统机械的概念和范畴。微型机械具有广阔的应用前景，它的出现无疑将深刻影响国民经济和国防工业各个部门的未来发展。这些器件能在诸如环境控制、医学等不同的领域工作。它们的低成本及比现有器件高的灵敏度可能使许多领域会有突破，目前微机械学的理论还不成熟，尚不成体系。国外对微机械学的研究起步比较早，已经试制了微米级的实物机构。国内的研究则刚刚起步，有待进一步发展。
2机械工程研究的展望
在未来社会中，机械产品不仅要满足人们的工作和生产需要，更多的是要满足个体使用者日常生活的不同需要。为了适应产品个性化和多样化的发展趋势，并满足使用者日益提高的性能要求。将柔性制造系统、计算机集成制造系统和人工智能技术联系起来，实现智能制造技术和产品智能化也是未来机械的发展趋势。未来机械的性能要求应体现在全生命周期内，这就出现了无维修机械产品。在仿生机械的进一步发展中，人们需要向生物界寻找更多的启发并进行模拟，把机械智能化技术、材料技术和仿生技术有机结合起来，制造更高性能的仿生机械。生物制造技术的发展可以制造出能取代某些人体器官和组织的器件和机构，从而恢复某些病变受损器官的功能，帮助人们延长寿命。保护和改善自然生态环境是当前全人类的共识，未来的机械制造行业和机械产品应当节省材料和能源、清洁、无污染、自身保护环境水平高。
参考文献：
[1]张启先，张玉茹.我国机械学研究的新进展与展望[j].机械工程学报，1996，32(4)：1-4，103.
[2]谢友柏.论机械学[j].中国机械工程，2001，12(6)：692-696.
[3]李毅华，栾振辉.国内外传动机械学的现状及发展趋势[j].煤矿机械，2005，(12)：8-10.
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