第一篇：機(jī)械工程學(xué)科前沿論文(起機(jī)方向)

機(jī)械工程學(xué)科前沿

內(nèi)容名稱： 起重機(jī)方向 院 系： 機(jī)械學(xué)院 班 級(jí)： 研1402班 姓 名： 李啟宇 學(xué) 號(hào)： S20140162 授課教師： 徐格寧 時(shí) 間： 2015.7.6

太原科技大學(xué)

一、起重機(jī)概述

起重機(jī)含塔式移動(dòng)式)是建筑行業(yè)的主要設(shè)備。起重機(jī)的發(fā)展在我國(guó)已經(jīng)有近五十年的歷史,五十多年來.基本的機(jī)械結(jié)構(gòu)(工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置,行走機(jī)構(gòu)等).就其形式和外觀形狀沒發(fā)生顯著變化,這是由于起重機(jī)的基本工作原理和性能沒有本質(zhì)的改變估計(jì)在以后,這三個(gè)主要方面也不會(huì)有本質(zhì)的變化。1.1起重機(jī)起源

起重機(jī)源于西歐后經(jīng)原蘇聯(lián),傳入我國(guó);從整個(gè)發(fā)展過程看國(guó)內(nèi)的塔式起重機(jī).履帶起重機(jī).雖然品種很多,但是大部分都是仿制國(guó)外樣機(jī),測(cè)繪而成,因此.在設(shè)計(jì)過程中存在“復(fù)制有余創(chuàng)新不足”的現(xiàn)象。這與當(dāng)前形勢(shì)是不適應(yīng)的,與國(guó)家科技工作的指導(dǎo)方針是相違背的,為此,必須加強(qiáng)自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)出具有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的起重機(jī),將是擺在目前設(shè)計(jì)工作者、教育工作者的首要任務(wù)。1.2與國(guó)外的差距

我國(guó)起重機(jī)與國(guó)外相比.存在四大差距:(1)規(guī)模差距起重機(jī)屬于小批量產(chǎn)品,不易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn).而規(guī)模小就難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益使研發(fā)、銷售、服務(wù)等整個(gè)價(jià)值鏈規(guī)模偏小。(2)噸位差距德國(guó)利渤爾公司生產(chǎn)的履帶起重機(jī),吊重能力為350一1200t,吊重高度可達(dá)226m最大工作半徑為164m。世界上的塔式起重機(jī)最大吊矩達(dá),500tm。

(3)性能差距國(guó)產(chǎn)品牌的可靠性,結(jié)構(gòu)性能,整機(jī)性能還有待進(jìn)一步完善提高。(4)銷售差距國(guó)外銷售額太小,應(yīng)多向國(guó)外銷售特別是向發(fā)展、發(fā)達(dá)國(guó)家銷售,占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)。1.3起重機(jī)的發(fā)展方向

起重機(jī)涉及到相關(guān)的配套件有發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、材料、控制元件、液壓元件;在設(shè)計(jì)技術(shù)上,涉及到控制技術(shù)、液壓技術(shù);在設(shè)計(jì)理論上涉及到設(shè)計(jì)原理、固體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、優(yōu)化理論、統(tǒng)計(jì)動(dòng)力學(xué)等。起重機(jī)總體性能先進(jìn)與否,不但是一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的體現(xiàn).也是一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展過程的體現(xiàn)。起重機(jī)的發(fā)展應(yīng)朝著大型化和高精尖方向發(fā)展。其發(fā)展方向基本分為大型化、信息化、智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。

二、太原科技大學(xué)校史

太原科技大學(xué)創(chuàng)辦于1952年的山西省機(jī)械制造工業(yè)學(xué)校。1953年學(xué)校劃歸國(guó)家機(jī)械工業(yè)部，并更名為太原機(jī)械制造學(xué)校。1960年：學(xué)校升格太原重型機(jī)械學(xué)院。1965年：大連理工大學(xué)（起重運(yùn)輸專業(yè)）、沈陽工業(yè)大學(xué)（起重運(yùn)輸專業(yè)）并入太原重型機(jī)械學(xué)院。2004年：太原重型機(jī)械學(xué)院更名為太原科技大學(xué)。2004年：山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工分院，并入太原科技大學(xué)。

科大機(jī)械學(xué)院現(xiàn)有機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（包括起重運(yùn)輸機(jī)械、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、礦山機(jī)械、機(jī)械制造工藝與設(shè)備、流體傳動(dòng)與控制六個(gè)專業(yè)方向）、機(jī)械電子工程、車輛工程和工業(yè)設(shè)計(jì)4個(gè)本科專業(yè)。其中，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)為“國(guó)家管理的專業(yè)點(diǎn)”、“全國(guó)高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)”、山西省首批“本科品牌專業(yè)”，該專業(yè)于2011年通過國(guó)際工程教育專業(yè)認(rèn)證，是當(dāng)時(shí)普通本科院校中第一個(gè)通過認(rèn)證的機(jī)械類專業(yè)。該專業(yè)在為我國(guó)重大技術(shù)裝備制造業(yè)，特別是為起重運(yùn)輸和工程機(jī)械行業(yè)培養(yǎng)了大批高級(jí)工程技術(shù)人才，形成了鮮明的專業(yè)特色。擁有機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)（2013年參加教育部第三輪學(xué)科評(píng)估，在102家參評(píng)單位中，綜合評(píng)價(jià)位列第43位），機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位授予權(quán)，農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程二級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位授予權(quán)。

學(xué)院現(xiàn)有機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心（國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心），機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心（山西省本科高校基礎(chǔ)課示范實(shí)驗(yàn)室）、山西省虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心“起重運(yùn)輸與工程礦山機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)中心；擁有太原科技大學(xué)-太原重型機(jī)械集團(tuán)-國(guó)家級(jí)大學(xué)生校外實(shí)踐基地。另有多臺(tái)特色實(shí)驗(yàn)設(shè)備和系統(tǒng)，為人才培養(yǎng)、科學(xué)研究提供了良好的條件。

太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院設(shè)有材料成型及控制工程、焊接技術(shù)與工程、冶金工程、材料科學(xué)與工程、無機(jī)非金屬材料工程、材料物理等9個(gè)本科專業(yè)（方向），現(xiàn)有國(guó)家特色專業(yè)1個(gè)，山西省特色專業(yè)2個(gè)。學(xué)院研究生培養(yǎng)設(shè)有“材料科學(xué)與工程”一級(jí)博士點(diǎn)學(xué)科（包括材料學(xué)、材料加工工程、材料物理與化學(xué)等二級(jí)學(xué)科）和“鋼鐵冶金”二級(jí)碩士點(diǎn)學(xué)科，還具有“材料工程”領(lǐng)域的工程碩士授予權(quán)。其中“材料加工工程”為原機(jī)械部重點(diǎn)學(xué)科、山西省重點(diǎn)學(xué)科。

學(xué)院擁有“冶金設(shè)備設(shè)計(jì)理論與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地、“重型機(jī)械教育部工程研究中心、4個(gè)省級(jí)工程中心和5個(gè)研究所等科研與研究生培養(yǎng)機(jī)構(gòu)。其中博士生導(dǎo)師11人，碩士生導(dǎo)師67人，在校博士研究生35人，碩士研究生247人。學(xué)院是中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)材料加工工程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)副主任、中國(guó)塑性工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事、大鍛件學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、山西省鍛壓學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、山西省鑄造學(xué)會(huì)和焊接學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)等掛靠單位。

近年來，學(xué)院以“建設(shè)高水平教學(xué)研究型學(xué)院”為發(fā)展目標(biāo)，在學(xué)科建設(shè)、科學(xué)研究及人才培養(yǎng)等重點(diǎn)工作中取得了標(biāo)志性成效。學(xué)院近5年承擔(dān)國(guó)家“973”、國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等國(guó)家級(jí)項(xiàng)目及山西省重大科技專項(xiàng)等省部科研課題200余項(xiàng)，獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，在大型軋鋼成套裝備、材料加工設(shè)備與集成制造技術(shù)、大型鍛造理論與新技術(shù)、輕質(zhì)高強(qiáng)金屬結(jié)構(gòu)材料和功能材料等方面形成了鮮明的特色和優(yōu)勢(shì)。

二、全生命周期的起重機(jī)的綠色化展望 1.教授內(nèi)容

徐教授主要從“基于起重機(jī)全生命周期綠色化思路”方面進(jìn)行了深入的分析與講解。隨著我國(guó)不可再生能源的不斷消耗；資源危機(jī)意識(shí)的不斷加深，產(chǎn)品的綠色化設(shè)計(jì)及生產(chǎn)理念應(yīng)運(yùn)而生。對(duì)于機(jī)械行業(yè)而言，提倡產(chǎn)品的全生命周期綠色生產(chǎn)顯得尤為重要。徐教授指出，起重機(jī)械的綠色化必須從設(shè)計(jì)階段抓起，通過設(shè)計(jì)創(chuàng)新支撐。徐教授還對(duì)我國(guó)和日本的垃圾分類處理方法進(jìn)行分析對(duì)比，說明我國(guó)在能源的利用率方面還有很大的上升空間。同時(shí)，通過對(duì)傳統(tǒng)的起重機(jī)械與綠色化產(chǎn)品的對(duì)比，指出綠色設(shè)計(jì)生產(chǎn)對(duì)節(jié)約能源有著重大貢獻(xiàn)。

近10年來，我國(guó)起重機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展迅速，年均增長(zhǎng)約20%。但是過分追求速度和規(guī)模也造成了行業(yè)產(chǎn)能過剩、結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)品同質(zhì)化等暗傷，這種情況在過去兩年表現(xiàn)得非常明顯，給行業(yè)造成了 很大的壓力。

徐老師介紹，起重機(jī)械是現(xiàn)代化生產(chǎn)不可缺少的組成部分，為促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步，助力經(jīng)濟(jì)發(fā)展，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，起到 了重大作用。在從原材料到產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，起重機(jī)械的物料搬運(yùn)量通常是產(chǎn)品重量的幾十到數(shù)百倍。據(jù)工業(yè)部門統(tǒng)計(jì)，機(jī)械加工業(yè)每生產(chǎn)1噸產(chǎn)品，需要在加工過程中搬運(yùn)50噸物料，在鑄造過程中搬運(yùn) 80 噸物料。起重運(yùn)輸費(fèi)用在傳統(tǒng)行業(yè)中也占有較高的比例，如機(jī)械制造業(yè)的起重運(yùn)輸費(fèi)用占全部生產(chǎn)費(fèi)用的 15%-30%，冶金行業(yè)占 35%-45%，交通運(yùn)輸行業(yè)占總運(yùn)輸費(fèi)的 30%-60%。因此，起重機(jī)械自身技術(shù)的發(fā)展及能效的提升不僅關(guān)系到起重機(jī)械的轉(zhuǎn)型升級(jí)，也影響到其他領(lǐng)域的生產(chǎn)效率提升。

目前，中國(guó)起重機(jī)械行業(yè)的發(fā)展模式仍比較粗放，技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱，產(chǎn)品設(shè)計(jì)仍然缺乏綠色、輕量化的意識(shí)，總體上仍然大而不強(qiáng)。徐老師指出，借助高端制造發(fā)展的東風(fēng)，通過產(chǎn)業(yè)升級(jí)和技術(shù)進(jìn)步，催生起重機(jī)械向高端化發(fā)展，對(duì)起重機(jī)械行業(yè)而言，既是機(jī)遇，更是 挑戰(zhàn)。

起重機(jī)械作為解放人類自身的一種物料搬運(yùn)裝備，隨著人類的需求和時(shí)代的發(fā)展，有一個(gè)從低端到中端再到高端的技術(shù)發(fā)展過程。在 設(shè)計(jì)之初，人們對(duì)起重機(jī)械的思考只有一個(gè)，那便是如何搬運(yùn)物料。隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)起重機(jī)械有了更多的要求，徐老師認(rèn)為綠色、輕量化便是起重機(jī)械未來高端化發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。在徐老師眼中，起重機(jī)械的綠色、輕量化體現(xiàn)在其機(jī)械制造的全生命周期內(nèi)。從設(shè)計(jì)之初，就應(yīng)該有綠色、輕量化的意識(shí)，并將此貫 徹到整個(gè)起重機(jī)械的使用過程中。徐老師舉例說：“以廠房?jī)?nèi)的橋式起重機(jī)為例，由于技術(shù)的進(jìn)步，目前吊運(yùn)車的體積已經(jīng)大大縮小。吊 車體積縮小，吊梁高度可隨之降低，廠房高度也可以降低，進(jìn)而廠房建設(shè)的成本也可減少。不僅實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)械的綠色、輕量化，而且可 以節(jié)約建筑材料?！彼J(rèn)為，對(duì)起重機(jī)械的綠色、輕量化評(píng)價(jià)不僅包括其由于某一項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新而帶來的機(jī)械自身的節(jié)能降耗，還要包括其對(duì)整體項(xiàng)目的節(jié)能降耗的貢獻(xiàn)?！耙恍┤藢?duì)起重機(jī)械的質(zhì)量判斷存在誤區(qū)，認(rèn)為用材多、體積大的起重機(jī)械質(zhì)量相對(duì)較好。但實(shí)際不然?！?徐老師解釋道，“我們自主設(shè)計(jì)的桅桿式起重機(jī)，真正體現(xiàn)了綠色、輕量化的理念，我們?cè)谠形U式起重機(jī)的基礎(chǔ)上，增加了 1 個(gè)裝置，其傾覆力矩增加了不到40%，但承重量增加了 100%。也就是說，現(xiàn)在只需要不到 1 個(gè)半的起重機(jī)原材料，就可以制造出1個(gè)相當(dāng)于2個(gè)起重機(jī)承重量的起重機(jī)?！?/p>

2.全壽命起重機(jī)

2.1起重機(jī)能耗的分析

任何設(shè)備在整個(gè)生命周期中所有能耗由設(shè)計(jì)、制造、使用、維護(hù)環(huán)節(jié)中需要的能耗組成。在上述生命周期各個(gè)階段中，使用階段的能耗是最大的。起重機(jī)的能耗狀況也這樣，在起重機(jī)使用階段能耗最多。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，起重機(jī)使用階段主要的能耗因素有起重機(jī)自身的因素和起重機(jī)的使用情況。2.2起重機(jī)自身的能耗因素

起重機(jī)處于工作階段時(shí)總是伴隨著能量的輸入、損耗、回收和輸出。輸入的能量一般由電網(wǎng)提供電能，輸出的能量機(jī)構(gòu)載重的消耗的位移能，能量的損耗包括起重機(jī)自身的一些部件。起重機(jī)自身的能耗因素主要包括起升機(jī)構(gòu)的能耗、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的能耗和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的能耗。小車的起升機(jī)構(gòu)是用來升降重物的，是起重機(jī)的重要組成部分之一。通用起重機(jī)都是采用電動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)，小車的起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒、定滑輪和鋼絲繩等零部件。在起重機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，所需要的動(dòng)力由電機(jī)提供，經(jīng)過小車起升機(jī)構(gòu)中的機(jī)械傳動(dòng)裝置，將電機(jī)提供的動(dòng)力最終傳遞給卷筒組，通過卷筒組上的鋼絲繩和滑輪組對(duì)重物進(jìn)行升降，達(dá)到起升機(jī)構(gòu)升降的目的。在此工作過程中通過開發(fā)先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，測(cè)量各個(gè)零部件的功率損耗。起重機(jī)的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)能夠使重物橫向運(yùn)動(dòng)，主要包括的零部件有傳動(dòng)軸、大齒輪、小齒輪、減速器、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、軸承、主動(dòng)車輪聯(lián)軸器、半齒聯(lián)軸器、補(bǔ)償軸。在橋式起重機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，所由電動(dòng)機(jī)提供需要的動(dòng)力，經(jīng)過機(jī)械傳動(dòng)裝置，將動(dòng)力傳遞到減速器的高速軸端，并經(jīng)立式三級(jí)減速器把電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速降低到所需的轉(zhuǎn)速后再由低速軸端輸出，又通過補(bǔ)償軸、半齒聯(lián)軸器、半聯(lián)軸器與小車主動(dòng)車輪軸連接，從而帶動(dòng)小車主動(dòng)車輪的旋轉(zhuǎn)，達(dá)到小車橫向運(yùn)送重物的目的。在此工作過程中通過開發(fā)先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，測(cè)量各個(gè)零部件的功率損耗。起重機(jī)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)是使起重機(jī)沿著軌道做水平方向的運(yùn)動(dòng)，包括的零部件主要有從動(dòng)車輪、主動(dòng)車輪、聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸、減速器、全齒聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、開式齒輪、軸承、聯(lián)軸器、補(bǔ)償軸。大車行駛的動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)發(fā)出，經(jīng)過機(jī)構(gòu)的機(jī)械系統(tǒng)，最終把動(dòng)力傳遞到起重機(jī)的大車主動(dòng)車輪組，帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，完成縱向運(yùn)行吊物的目的。在此工作過程中通過開發(fā)先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，測(cè)量各個(gè)零部件的功率損耗。

3.展望

從起重機(jī)能耗出發(fā)，分析了起重機(jī)在不同工況下的能耗狀況，并在分析的基礎(chǔ)上建立了基于全生命周期的起重機(jī)節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。后期需要開展的工作如下: 1)通過監(jiān)測(cè)設(shè)備，測(cè)定所列指標(biāo)的能耗；2)利用粗集理論計(jì)算起重機(jī)指標(biāo)的權(quán)重； 3)基于模糊優(yōu)選模型進(jìn)行起重機(jī)節(jié)能評(píng)價(jià)；4)開發(fā)基于 WEB的起重機(jī)節(jié)能評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

第二篇：學(xué)科前沿講座論文

研究生課程論文

課程名稱：學(xué)科前沿講座

姓名：臧寧寧 學(xué)號(hào)：1049731602549 學(xué)院：汽車工程學(xué)院

專業(yè)：車輛工程專碩

班級(jí)：163班

2016年 12 月 28 日

車網(wǎng)互聯(lián)（V2G）技術(shù)淺析

臧寧寧

（武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院；車輛工程163班；1049731602549）

摘要：針對(duì)城市高峰電力負(fù)荷大、持續(xù)時(shí)間短的特點(diǎn)，采用車網(wǎng)互聯(lián)（V2G）模式，通過電動(dòng)汽車集群晚間低谷充電，白天停駛時(shí)反饋給電網(wǎng)以支持高峰電力負(fù)荷，有利于城市電網(wǎng)削峰填谷，并提高能源利用效率。文章首先介紹了V2G研究的意義及其經(jīng)濟(jì)性，而后介紹了V2G的試現(xiàn)方法，V2G研究的關(guān)鍵問題：智能管理策略、雙向充電器，最后對(duì)我國(guó)V2G技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：V2G：實(shí)現(xiàn)方法；智能管理策略；雙向充電器

Abstract：For the city peak power load, short duration characteristics, the use of car network interconnection(V2G)model, through the electric car cluster evening trough charging during the day and suspended feedback to the grid to support the peak load, is conducive to urban power grid Valley, and improve energy efficiency.In this paper, the significance of V2G research and its economy are introduced.Secondly, the key techniques of V2G are introduced, such as intelligent management strategy, bi-directional charger, and some suggestions for further development of V2G technology in China.Keywords：V2G;implementation method;intelligent management strategy;bi-directional charger

引言

電動(dòng)汽車以電為動(dòng)力，作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，其動(dòng)力電池可以理解為電網(wǎng)中一個(gè)移動(dòng)的分布式儲(chǔ)能單元，具有清潔、高效、環(huán)保等特點(diǎn)。由此形成了“車—電”互聯(lián)(Vehicle to Grid，簡(jiǎn)稱V2G)的概念，即車輛與電網(wǎng)在受控狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)能量、信息雙向互動(dòng)，將動(dòng)力電池看成不僅是車輛的動(dòng)力源，也是重要的移動(dòng)儲(chǔ)能介質(zhì)。當(dāng)車載動(dòng)力電池需要充電，則電能從電網(wǎng)流向汽車。當(dāng)汽車暫停使用時(shí)，也可以把車載電池中的電能反送給電網(wǎng)系統(tǒng)。電動(dòng)汽車V2G充放電模式的應(yīng)用，是電動(dòng)汽車能源供給體系中的重要形式之一，也是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容。采用 V2G 模式可對(duì)電網(wǎng)起到削峰填谷的作用，從而減少電力建設(shè)投資，提高能源利用效率。

圖1.1 電網(wǎng)供應(yīng)圖

1.V2G研究的意義

現(xiàn)在的電網(wǎng)實(shí)際上效率并不是非常高，因?yàn)橐皇浅杀据^高，再就是容易造成浪費(fèi)。圖1.1和1.2是電網(wǎng)的供應(yīng)和需求圖，將兩圖進(jìn)行對(duì)比，可以看出：在用電高峰期，電網(wǎng)的供應(yīng)難以滿足需求，一般采用增建調(diào)峰電廠或調(diào)峰機(jī)組解決；而在用電低谷時(shí)，大量的電力被浪費(fèi)。

圖1.2電網(wǎng)需求圖

V2G的核心思想就是利用大量電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能源作為電網(wǎng)和可再生能源的緩沖，如圖2所示。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷過高時(shí)，由電動(dòng)汽車儲(chǔ)能源向電網(wǎng)饋電；而當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)，用來存儲(chǔ)電網(wǎng)過剩的發(fā)電量，避免造成浪費(fèi)。通過這種方式，電動(dòng)汽車用戶可以在電價(jià)低時(shí)，從電網(wǎng)買電，電網(wǎng)電價(jià)高時(shí)向電網(wǎng)售電，從而獲得一定的收益。

圖2 V2G示意圖

現(xiàn)在，插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）和純電動(dòng)汽車（EV）正慢慢進(jìn)入市場(chǎng)。當(dāng)這些汽車的數(shù)量足夠大時(shí)，其電池的總?cè)萘渴窍喈?dāng)巨大的，因而可以將其作為電網(wǎng)以及可再生能源系統(tǒng)的緩沖。但是，電動(dòng)汽車并不能隨意地、毫無管理地接入到電網(wǎng)中，這是因?yàn)槿绻娋W(wǎng)正處于峰值負(fù)荷需求，大量汽車的充電要求必然會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生極其嚴(yán)重的影響；對(duì)于汽車而言，除了為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)外，還必須能夠滿足日常的行駛需求。因此在向電網(wǎng)饋電的過程中，還必須兼顧汽車自身的能量存儲(chǔ)狀態(tài)，以避免影響汽車的正常使用。綜合上述兩個(gè)方面，非常有必要對(duì)電動(dòng)汽車 V2G 進(jìn)行研究，協(xié)調(diào)汽車與電網(wǎng)間的充電和放電，使得既不會(huì)影響電網(wǎng)的運(yùn)行，也不會(huì)限制汽車的正常使用。

2.V2G的經(jīng)濟(jì)性

《車網(wǎng)互聯(lián)（V2G）支持高峰電力的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析》一文中，以帶有 30 k W·h 動(dòng)力電池的電動(dòng)車集群集中放電來支持上海地區(qū) 12 h 的800 MW 高峰電力為例，通過V2G 模式中成本和收益的經(jīng)濟(jì)核算，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)車主和電網(wǎng)企業(yè)都能從 V2G 模式中受益。

文章還對(duì)V2G技術(shù)的環(huán)保價(jià)值進(jìn)行了評(píng)估。通過 V2G 模式，一方面可以提高火電機(jī)組的發(fā)電效率和輸配電設(shè)備的利用效率，減少發(fā)電和輸電設(shè)備的投資；另一方面還可以提高可再生能源的使用比例。就純電動(dòng)車使用而言，其過程是零排放，既無 CO2排放，也無污染物排放。目前我國(guó) 70%-80%的電力來自煤電，電動(dòng)車使用電力驅(qū)動(dòng)間接上還是產(chǎn)生 CO2和污染物排放，如果把煤電的生產(chǎn)環(huán)節(jié)考慮在內(nèi)，其 CO2排放量仍然保持在 120 g/km 左右。通過 V2G 模式可以提高能源利用效率，增加可再生能源電力的比例，從而減少二氧化碳和污染物的排放。因此與風(fēng)能、太陽能一樣，V2G 模式是一種節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的模式。

3.V2G的實(shí)現(xiàn)方法

根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同，可以將 V2G實(shí)現(xiàn)方法分成四類。

3.1集中式的 V2G 實(shí)現(xiàn)方法

所謂集中式的V2G是指將某一區(qū)域內(nèi)的電動(dòng)汽車聚集在一起，按照電網(wǎng)的需求對(duì)此區(qū)域內(nèi)電動(dòng)汽車的能量進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度，并由特定的管理策略來控制每臺(tái)汽車的充放電過程。由于此種方式采用統(tǒng)一的調(diào)度和集中的管理，可以實(shí)現(xiàn)整體上的最優(yōu)，例如通過先進(jìn)的算法可以計(jì)算每臺(tái)汽車的最優(yōu)充電策略，保證成本最低及電力最優(yōu)利用。3.2自治式的 V2G 實(shí)現(xiàn)方法

自治式 V2G 的電動(dòng)車經(jīng)常散落在各處，無法進(jìn)行集中的管理，因而一般采用車載式的智能充電器，它們可以根據(jù)電網(wǎng)發(fā)布的有、無功需求和價(jià)格信息，或者根據(jù)電網(wǎng)輸出接口的電氣特征（如電壓波動(dòng)等），結(jié)合汽車自身的狀態(tài)（如電池 SOC）自動(dòng)地實(shí)現(xiàn) V2G 運(yùn)行。由于不受統(tǒng)一的管理，每臺(tái)電動(dòng)車的充放電具有很大的隨機(jī)性，是否能保證整體上的最優(yōu)還需進(jìn)一步研究，此外，車載充電器還會(huì)增加電動(dòng)汽車的成本。3.3基于微網(wǎng)的 V2G 實(shí)現(xiàn)方法

基于微網(wǎng)的 V2G 實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)際上是將電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能設(shè)備集成到微網(wǎng)中，它與前邊兩種實(shí)現(xiàn)方法的區(qū)別在于，這種 V2G 方法作用的直接對(duì)象不是大電網(wǎng)，而是微網(wǎng)。微網(wǎng)是一種由負(fù)荷和微型電源共同組成的系統(tǒng)，它可同時(shí)提供電能和熱量；微網(wǎng)內(nèi)部電源主要由電力電子器件負(fù)責(zé)能量的轉(zhuǎn)換，并提供必需的控制；微網(wǎng)相對(duì)于外部大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元，并可同時(shí)滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量和供電安全等的要求。

3.4基于更換電池組的 V2G 實(shí)現(xiàn)方法

基于更換電池組的 V2G 實(shí)現(xiàn)方法，其源于更換電池組的電動(dòng)汽車供電模式。它需要建立專門的電池更換站，在更換站中存有大量的儲(chǔ)能電池，因而也可以考慮將這些電池連到電網(wǎng)上，利用電池組實(shí)現(xiàn) V2G。這種方法的原理類似于集中式 V2G，但是管理策略上會(huì)有所不同，因?yàn)殡姵刈罱K是要用來更換的，所以必須確保一定比例的電池電量是滿的。它的實(shí)現(xiàn)迫切需要統(tǒng)一電池及充電接口等部件的標(biāo)準(zhǔn)。

4.V2G研究的關(guān)鍵問題

4.1智能管理策略

4.1.1 從電網(wǎng)角度分析

電網(wǎng)各個(gè)發(fā)電單元的作用不相同：容量較大的發(fā)電單元價(jià)格便宜，但是響應(yīng)速度慢，適用于提供基本負(fù)荷；容量較小的單元價(jià)格昂貴，但響應(yīng)速度快，一般用于峰值負(fù)荷。管理策略的制定就是利用 V2G 盡可能減少電網(wǎng)對(duì)昂貴發(fā)電單元的依賴，并減少無功補(bǔ)償裝置的使用。這就需要電網(wǎng)根據(jù)自身的負(fù)荷狀況、可再生能源的發(fā)電狀況以及 V2G 單元可用容量等信息，事先計(jì)算出對(duì)各 V2G 單元的有功和無功需求，并給出合理的電價(jià)。

對(duì)此問題的處理可以分為兩種方式，第一種是由電網(wǎng)直接對(duì)接入的每臺(tái)電動(dòng)車連同其他發(fā)電單元進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，采用智能的算法來控制每臺(tái)汽車的V2G 運(yùn)行。第二種方式是在電網(wǎng)與電動(dòng)汽車群之間建立一個(gè)中間系統(tǒng)。該中間系統(tǒng)將一定區(qū)域內(nèi)接入電網(wǎng)的電動(dòng)汽車組織起來，成為一個(gè)整體，服從電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度。這樣電網(wǎng)可以不必深究每臺(tái)電動(dòng)車的狀態(tài)，只需根據(jù)自己的算法向各個(gè)中間系統(tǒng)發(fā)出調(diào)度信號(hào)（包括功率的大小、有功還是無功以及充電還是放電等），而對(duì)電動(dòng)汽車群的直接管理，則由中間系統(tǒng)來完成。4.1.2 從用戶角度分析

電動(dòng)汽車 V2G 的智能充放電管理策略描述的是這樣一個(gè)過程：中間系統(tǒng)根據(jù)電動(dòng)汽車的充電需求對(duì)能量進(jìn)行合理的供應(yīng)，同時(shí)根據(jù)電網(wǎng)需求將電動(dòng)汽車能量反饋給電網(wǎng)。對(duì)于每一臺(tái)與電網(wǎng)相連的電動(dòng)汽車而言，一方面要通過 V2G 來提供輔助服務(wù)，另一方面還要從電網(wǎng)獲取能量為電池充電。但是，不論是提供輔助服務(wù)（放電）還是從電網(wǎng)獲取能量（充電），其過程并不是隨意地，毫無限度的，它需要實(shí)時(shí)考慮電動(dòng)汽車當(dāng)前及未來的狀況，如電池 SOC、未來行駛計(jì)劃、當(dāng)前的位置、當(dāng)前電力價(jià)格以及連網(wǎng)時(shí)間等信息。這樣做是為了在保證正常行駛的前提下使用戶獲得最優(yōu)。

對(duì)于電動(dòng)汽車智能充放電管理策略的研究，主要涉及如何對(duì)各電動(dòng)車進(jìn)行協(xié)調(diào)充電；制定管理策略尋找最大化車主利益的最優(yōu)方案，例如在電價(jià)便宜時(shí)為電動(dòng)車充電，電價(jià)昂貴時(shí)向電網(wǎng)提供服務(wù)。大多數(shù)管理策略只適用于 V2G 運(yùn)行的某一方面，有的適用于頻率調(diào)節(jié)，有的適用于調(diào)峰，并沒有提出一個(gè)統(tǒng)一的策略。4.2 V2G 雙向充電器

要使電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn) V2G，需要在電網(wǎng)和汽車

間配備雙向的智能充電器。此雙向充電器必須具有為電動(dòng)汽車電池充電的功能，同時(shí)產(chǎn)生最小的電流諧波，也應(yīng)具有根據(jù)調(diào)節(jié)向電網(wǎng)回饋能量的能力。

一般來講，雙向充電器由濾波器、雙向 DC-DC變換器以及雙向 AC-DC 變換器組成。當(dāng)充電器工作于電池充電模式時(shí)，交流電首先通過濾波器濾除不期望的頻率分量，然后通過雙向 C-DC 變換器將交流整流成直流。由于雙向 AC-DC 變換器的輸出電壓可能與直流儲(chǔ)能單元的電壓不匹配，還需要一個(gè)雙向 DC-DC 變換器來保證合適的充電電壓。當(dāng)變換器工作于電池放電模式時(shí)，其過程則恰好相反。

5.結(jié)論

隨著電網(wǎng)負(fù)荷的快速發(fā)展,電網(wǎng)峰谷差逐年增大,電網(wǎng)調(diào)峰壓力越來越大。如今大力開發(fā)和利用新能源的發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)一步加大了各電網(wǎng)的調(diào)峰和調(diào)頻的難度。V2G技術(shù)給未來電網(wǎng)的調(diào)峰和調(diào)頻問題開辟了新思路。

目前，我國(guó)正大力發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)，考慮到 現(xiàn)階段我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展水平，V2G 的發(fā)展可適當(dāng)參考以下兩條建議：

（1）在建設(shè)電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施過程時(shí)，盡量考慮V2G因素，建設(shè)方便于V2G技術(shù)的設(shè)施。

（2）建立 V2G 試點(diǎn)工程，進(jìn)行適當(dāng)宣傳，使廣大電動(dòng)汽車用戶了解V2G技術(shù)的益處。參考文獻(xiàn)

[1] 錢科軍，周承科，袁越.純電動(dòng)汽車與電網(wǎng)相互關(guān)系的研究現(xiàn)狀[J].電網(wǎng)與清潔能源，2010, 26(11): 1-7.[2] 楊健，王媚，張屹，等.電動(dòng)汽車動(dòng)力電池參與電網(wǎng) 調(diào) 峰 的 應(yīng) 用 [J].華 東 電 力，2010，38(11): 1685-1687.[3] 廖強(qiáng)強(qiáng)，周國(guó)定，葛紅花，等.車網(wǎng)互聯(lián)（V2G）支持高峰電力的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].中國(guó)電力，2012,45（4）：93-95.[4] KEMPTON W, TOMIC J.Vehicle-to-grid power fundamentals: Calculating capacity and net revenue ［J］.Journal of Power Sources,2005,144（1）:268-279.[5] Turton H, Moura F.Vehicle-to-grid systems for sustainable development: an integrated energy analysis[J].Technological Forecasting and Social Change, 2008, 75(8): 1091-1108.

第三篇：土木工程學(xué)科前沿論文

對(duì)于土木工程學(xué)科大家了解多少呢？知道怎么樣書寫土木工程的論文嗎？以下是小編精心準(zhǔn)備的土木工程學(xué)科前沿論文，大家可以參考以下內(nèi)容哦！

[摘 要]當(dāng)代社會(huì)科技飛速發(fā)展，需要更多的創(chuàng)新實(shí)踐才能跟上國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的步伐。新的國(guó)際形勢(shì)對(duì)土木工程學(xué)科本科生培養(yǎng)提出了新的要求：學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)科創(chuàng)意識(shí)，培養(yǎng)科創(chuàng)能力，興趣驅(qū)動(dòng)，自主實(shí)踐。

[關(guān)鍵詞]土木工程；本科生；科創(chuàng)能力

一、學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)

土木工程學(xué)科屬于一個(gè)傳統(tǒng)的技術(shù)行業(yè)，對(duì)學(xué)生工程素質(zhì)和基礎(chǔ)知識(shí)的要求很高。對(duì)于本科低年級(jí)學(xué)生，學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)特別重要。首先是數(shù)學(xué)，比如高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等科目，都是未來學(xué)習(xí)、研究、工作的基石，是解決問題的基本工具。其次是力學(xué)，理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)這三門課程一般院校都開設(shè)。力學(xué)是以數(shù)學(xué)為工具、解決工程問題的理論基礎(chǔ)。特別是材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)與土木工程學(xué)科的其他專業(yè)課、專業(yè)基礎(chǔ)課聯(lián)系緊密，也是土木工程學(xué)科未來發(fā)展的理論基石之一。數(shù)學(xué)和力學(xué)在該學(xué)科中扮演了非常重要的角色，決定了對(duì)專業(yè)中遇到的復(fù)雜問題的理解深度和尋求解決辦法的途徑。還有其他基礎(chǔ)課程也是非常重要，比如畫法幾何、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論、建筑材料等。其他一些專業(yè)基礎(chǔ)課：混凝土基本理論、鋼結(jié)構(gòu)等都是本行業(yè)最重要的基本理論。[1] [2] [3]只有扎實(shí)學(xué)好基礎(chǔ)理論知識(shí)，穩(wěn)扎穩(wěn)打，并不斷拓寬視野，才可能為未來創(chuàng)新意識(shí)形成打下根基。

二、培養(yǎng)科創(chuàng)意識(shí)

現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展到今天，各個(gè)方面的技術(shù)都已經(jīng)有了很高的水平，日常生活也都變得很便捷，但是仍然存在許多未知領(lǐng)域，因而科技創(chuàng)新仍然非常重要，特別是有助于解決生活實(shí)際問題的創(chuàng)新、探索人類未知領(lǐng)域的創(chuàng)新。可以說，當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)迫切需要?jiǎng)?chuàng)新的時(shí)代。土木工程學(xué)科大學(xué)本科生在學(xué)校里學(xué)習(xí)的知識(shí)，基本都是成熟的理論，那么在日常教學(xué)工作中注重科創(chuàng)意識(shí)的培養(yǎng)就顯得很重要。

首先，教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生思考。在教學(xué)課程時(shí)，注意已經(jīng)掌握的知識(shí)和正在學(xué)習(xí)的知識(shí)的融會(huì)貫通，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用學(xué)習(xí)過的知識(shí)來解決遇到的難題，特別是思考是否可以采用別的課程、跨學(xué)科的知識(shí)理論來解決新問題。比如大學(xué)物理學(xué)習(xí)時(shí)，與中學(xué)不同的是，速度都是與時(shí)間相關(guān)的變量，是隨著時(shí)間時(shí)刻變化的，那么中學(xué)時(shí)采用的辦法速度等于距離除以時(shí)間就無法適用了，怎么解決這個(gè)難題呢？在此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生考慮采用數(shù)學(xué)方法來思考問題，可以考慮用積分知識(shí)來解決：將距離看成是時(shí)間的函數(shù)，那么問題就迎刃而解。在這個(gè)教與學(xué)的過程中，不斷提出新問題，督促并訓(xùn)練學(xué)生思考問題尋求解決辦法，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科創(chuàng)意識(shí)。

其次，在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維，打破成規(guī)尋求解決難題的辦法。現(xiàn)代社會(huì)的高度發(fā)展非常需要跨學(xué)科的知識(shí)來解決問題，而我們的本科生教育往往都是在“專業(yè)”領(lǐng)域內(nèi)學(xué)習(xí)，所以有必要采取一些方法來訓(xùn)練學(xué)生“用工科的頭腦思考問題，用文科的方法解決問題”，對(duì)現(xiàn)存理論和做法更多采用“Critical Thinking”的批判思維模式。比如在混凝土基本理論課程的學(xué)習(xí)中，混凝土的徐變是隨著時(shí)間延長(zhǎng)而不斷變化的，而且是前期徐變快，以后很慢，這就聯(lián)想到了自然界中生物的生長(zhǎng)曲線，兩者有許多相似之處。[4] [5] [6]采用了這樣有意識(shí)的培養(yǎng)發(fā)散思維的方法，也許以后學(xué)生在研究混凝土的理論時(shí)，還會(huì)有更多的聯(lián)想和更大膽的假設(shè)，這就為未來科創(chuàng)意識(shí)的形成奠定先期基礎(chǔ)。

三、培養(yǎng)科創(chuàng)能力

工程實(shí)踐是高校教育的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于培養(yǎng)大學(xué)生的科創(chuàng)能力有著非常重要的意義。傳統(tǒng)的土木工程學(xué)科人才培養(yǎng)模式都是專業(yè)課帶動(dòng)實(shí)踐的形式，而這種模式并不利于科創(chuàng)能力的培養(yǎng)。采用需求驅(qū)動(dòng)工程實(shí)踐的反向知識(shí)傳播模式更有利于學(xué)生探索和創(chuàng)新。這種教學(xué)方法就是教師提出問題，也就是實(shí)際工程需求，然后指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用各種專業(yè)知識(shí)尋求解決辦法，通過實(shí)踐驗(yàn)證辦法的可行性，從而獲得答案。在這個(gè)過程中，學(xué)生是積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，并動(dòng)手實(shí)踐，運(yùn)用多元化的知識(shí)來解決老師提出的問題。比如在土木工程本科教學(xué)的專業(yè)實(shí)踐課中，教師提出工程實(shí)際需求是：輕質(zhì)高強(qiáng)濾水型混凝土的研制。教師指導(dǎo)學(xué)生從材料方面、力學(xué)性能方面、施工便利性等方面考慮，學(xué)生對(duì)材料進(jìn)行選擇、對(duì)配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)和親自制備試塊并測(cè)試性能，整個(gè)過程中學(xué)生查資料、動(dòng)手操作，充分發(fā)揮了學(xué)生的積極主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力和創(chuàng)新能力，學(xué)生也從中獲得解決問題后的心理成就感。

科技創(chuàng)新的過程，必然要經(jīng)歷多次反復(fù)實(shí)踐，在這個(gè)過程中，要經(jīng)得起失敗的考驗(yàn)。實(shí)際上科創(chuàng)過程同時(shí)也是承受風(fēng)險(xiǎn)的過程，如果每一個(gè)項(xiàng)目都成功了，那么必然是選擇了回避風(fēng)險(xiǎn)、創(chuàng)新價(jià)值不高的項(xiàng)目。在土木工程學(xué)科本科生的教學(xué)過程中，要注重培養(yǎng)學(xué)生正確看待挫折與失敗，在教學(xué)過程中有目的的設(shè)計(jì)一些實(shí)踐環(huán)節(jié)鍛煉學(xué)生心理承受能力。如在研制新型濾水型混凝土的工程中，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)配合比和選擇材料，做出試塊來試驗(yàn)，經(jīng)過反復(fù)多次的比對(duì)，最后才達(dá)到理想的目標(biāo)，其中經(jīng)歷了多次失敗。在不成功的試塊試驗(yàn)過程中，學(xué)生總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，積累了經(jīng)驗(yàn)，心理承受能力得到了鍛煉，這些都是學(xué)生未來發(fā)展的寶貴財(cái)富。

當(dāng)今時(shí)代是科技時(shí)代，同時(shí)也是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，年輕的大學(xué)生們都喜歡上網(wǎng)沖浪，大量的日常信息和知識(shí)都來自于互聯(lián)網(wǎng)。源于這樣的背景，大學(xué)教育也無法回避互聯(lián)網(wǎng)，只能利用網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造更好更優(yōu)的環(huán)境，使其為教育服務(wù)。土木工程學(xué)科是一門古老的學(xué)科，在如今的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，教師們也要運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)思維模式，引導(dǎo)學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)中學(xué)習(xí)、從海量的互聯(lián)網(wǎng)信息中獲取需要的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)的開放模式、互動(dòng)模式進(jìn)行思考，更快獲得科創(chuàng)能力所需的各類知識(shí)。比如在土木工程學(xué)科教學(xué)過程中，教師提出了工程實(shí)踐需求：輕質(zhì)高強(qiáng)濾水型混凝土的研制。學(xué)生在材料選擇、試件測(cè)試等環(huán)節(jié)都遇到了難以逾越的難題，此時(shí)教師指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)，學(xué)習(xí)MOOC（慕課）課程，并通過社交媒體同遠(yuǎn)在大洋彼岸的研究同行進(jìn)行交流，一步步尋找解決的辦法。學(xué)生在這個(gè)過程中不斷學(xué)習(xí)，將大量的課余時(shí)間投入與項(xiàng)目相關(guān)的知識(shí)學(xué)習(xí)中，不斷積累豐富，逐漸有了比較清晰的創(chuàng)新想法。其實(shí)，互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于年輕的大學(xué)生來說，是一把雙刃劍：可以方便獲得所需知識(shí)，同時(shí)也是需在海量信息篩選過程中耗費(fèi)時(shí)間。教師在這個(gè)環(huán)節(jié)起到較重要的作用，利用自身科研經(jīng)歷，可以幫助學(xué)生較快從網(wǎng)絡(luò)中選擇正好需要學(xué)習(xí)的材料，從而少浪費(fèi)時(shí)間?；ヂ?lián)網(wǎng)的利用，在培養(yǎng)學(xué)生科創(chuàng)能力方面可以較常規(guī)課堂教學(xué)培養(yǎng)模式更快捷的獲得知識(shí)，并開闊了學(xué)生視野，更容易形成創(chuàng)新的想法。

四、興趣驅(qū)動(dòng)，自主實(shí)踐

土木工程學(xué)科本科生接受了科創(chuàng)意識(shí)的培養(yǎng)，具備了一定的科創(chuàng)能力，一部分學(xué)生對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、科學(xué)研究或創(chuàng)造發(fā)明有著濃厚的興趣。此時(shí)可借助學(xué)校開展的各種大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)體系平臺(tái)，由相關(guān)領(lǐng)域的指導(dǎo)教師進(jìn)行引導(dǎo)，自主選題、自主設(shè)計(jì)、自主組織實(shí)踐，開展一系列的項(xiàng)目實(shí)施過程，促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力的提升。在這個(gè)自主實(shí)踐過程中，指導(dǎo)教師的作用是組織有序開展活動(dòng)，創(chuàng)造活動(dòng)所需的條件，在關(guān)鍵問題上加以把關(guān)指導(dǎo)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)他們的創(chuàng)新想法；學(xué)生處于主導(dǎo)地位，他們有自己的“New idea”，并親自動(dòng)手實(shí)踐，一步步解決難題后接近了自己的理想。在學(xué)生的興趣驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的科創(chuàng)活動(dòng)，學(xué)生自己內(nèi)心是興奮的，一旦成功不但可以創(chuàng)造價(jià)值，還可以收獲社會(huì)認(rèn)可度。

五、結(jié)語

當(dāng)今社會(huì)科技突飛猛進(jìn)，想要在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟，靠的是知識(shí)經(jīng)濟(jì)，靠的是不斷的創(chuàng)新。只有培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的科創(chuàng)能力，一代人接一代人的不懈努力，中華民族才可能屹立于世界民族之列。

[ 注 釋 ]

[1] 劉漢龍，李英民，陰可，等.重慶大學(xué)土木工程學(xué)科特色及人才培養(yǎng)實(shí)踐[J].高等建筑教育，2015（4）：9-12.[2] 張麗娟.美國(guó)STEM學(xué)科高等教育女生人數(shù)不足的相關(guān)研究[J].大學(xué)教育，2015（6）：164-165.[3] 王宇輝.土木工程專業(yè)土力學(xué)課程的教學(xué)探索[J].山西建筑，2015（28）：246-248.[4] 王英，劉建新，趙人達(dá).大跨橋梁預(yù)應(yīng)力損失綜合值法計(jì)算模型研究[J].世界橋梁，2011（5）：48-51.[5] 王英，彭麗，李文婷，尹鑄華.鋼拱橋自振模態(tài)多因素敏感性分析[J].上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（1）：105-110.[6] 王英，孫利民.大跨連續(xù)剛構(gòu)橋材料參數(shù)模態(tài)敏感性分析[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015（1）：142-148.

第四篇：機(jī)械工程材料論文

機(jī)械工程材料發(fā)展現(xiàn)狀嘆息

摘要：機(jī)械工程材料沒具有廣泛的用途，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。本文對(duì)此類材料的現(xiàn)階段的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：工程材料金屬高分子復(fù)合材料陶瓷材料發(fā)展現(xiàn)狀探析

前言：材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),是人類文明的重要里程碑,當(dāng)今有人將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),人類先后經(jīng)歷了:石器時(shí)代——鐵器時(shí)代——鋼鐵時(shí)代（高分子時(shí)代 半導(dǎo)體時(shí)代 先進(jìn)陶瓷時(shí)代 復(fù)合材料時(shí)代）,這說明以學(xué)一種類材料為主導(dǎo)的時(shí)代已經(jīng)一不復(fù)返了。材料的發(fā)展已進(jìn)入豐富多采的時(shí)代，而以保護(hù)資源、環(huán)境和生態(tài)為目的的材料設(shè)計(jì)思想已形成新的潮流，即“生態(tài)環(huán)境材料”。

一、金屬材料依然在材料家族中占有統(tǒng)治地位

金屬材料是指由金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。包括純金屬、合金、金屬間化合物和特種金屬材料等。

人類文明的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步同金屬材料關(guān)系十分密切。繼石器時(shí)代之后出現(xiàn)的銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代，均以金屬材料的應(yīng)用為其時(shí)代的顯著標(biāo)志?，F(xiàn)代，種類繁多的金屬材料已成為人類社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。我們對(duì)金屬材料的認(rèn)識(shí)應(yīng)從以下幾方面開始：

1．1 分類：

金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。

①黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括含鐵90％以上的工業(yè)純鐵，含碳 2％～4％的鑄鐵，含碳小于 2％的碳鋼，以及各種用途的結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。

②有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。有色合金的強(qiáng)度和硬度一般比純金屬高，并且電阻大、電阻溫度系數(shù)小。

③特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態(tài)金屬材料，以及準(zhǔn)晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗氫、超導(dǎo)、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金，以及金屬基復(fù)合材料等。

1．2性能

材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性等）、化學(xué)性能（耐用腐蝕性、抗氧化性），力學(xué)性能也叫機(jī)械性能。

材料的工藝性能指材料適應(yīng)冷、熱加工方法的能力。

1.3 生產(chǎn)工藝：

金屬材料生產(chǎn)，一般是先提取和冶煉金屬。有些金屬需進(jìn)一步精煉并調(diào)整到合適的成分，然后加工成各種規(guī)格和性能的產(chǎn)品。提煉金屬，鋼鐵通常采用火法冶金工藝，即采用轉(zhuǎn)爐、平爐、電弧爐、感應(yīng)爐、沖天爐(煉鐵)等進(jìn)行冶煉和熔煉；有色金屬兼用火法冶金和濕法冶金工藝 ；高純金屬以及要求特殊性能的金屬還采用區(qū)域熔煉、真空熔煉和粉末冶金工藝。金屬材料通過冶煉并調(diào)整成分后，經(jīng)過鑄造成型，或經(jīng)鑄造、粉末冶金成型工藝制成錠、坯，再經(jīng)塑性加工制成各種形態(tài)和規(guī)格的產(chǎn)品。對(duì)有些金屬制品，要求其有特定的內(nèi)部組織和力學(xué)性能，還常采用熱處理工藝。常用的熱處理工藝有淬火、正火、退火、時(shí)效處理（將淬火后的金屬制件置于室溫或較高溫度下保溫適當(dāng)時(shí)間，以提高其強(qiáng)度和硬度）等。1.4 主要優(yōu)勢(shì)：

①、金屬材料的力學(xué)性能全面，可靠性高，使用安全； ②、具有良好的溫度使用范圍；良好的工藝性能； ③、儲(chǔ)量豐富，適合大規(guī)模應(yīng)用

金屬材料，尤其是新型金屬材料在目前的情況下，應(yīng)用較為廣泛，前景依然不錯(cuò)，這種

狀況將持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，非金屬材料的研究進(jìn)展將決定這種狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)短。下面詳細(xì)介紹下鋼鐵、鎂及鎂合金、鋁及鋁合金、稀有金屬等金屬材料在現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r

1.5 鋼鐵材料

自工業(yè)革命以來，鋼鐵一直是人類使用的最重要的材料，是國(guó)家工業(yè)化的基礎(chǔ)，鋼鐵的生產(chǎn)能力是一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。目前世界鋼鐵產(chǎn)量仍然在逐年增長(zhǎng)。

中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)戚向東說：在2005年鋼鐵行業(yè)還是要把嚴(yán)格控制固定資產(chǎn)的投資作為一項(xiàng)首要的任務(wù)，同時(shí)進(jìn)一步提高鋼鐵行業(yè)運(yùn)行的質(zhì)量和效益。

鋼鐵工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在變化：板材、管材、帶材等高附加值產(chǎn)品的比重大幅增長(zhǎng)

產(chǎn)業(yè)集中度進(jìn)一步提高：產(chǎn)鋼500萬噸以上的企業(yè)由13家增加到15家，占全國(guó)鋼產(chǎn)量的45%

主要應(yīng)用領(lǐng)域：作為工業(yè)中最重要的材料，在未來很長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，鋼鐵材料的主導(dǎo)地位仍將難以動(dòng)搖。

電力系統(tǒng)：工業(yè)鍋爐、熱交換管道、大型轉(zhuǎn)子和葉輪等 汽車工業(yè)：主要結(jié)構(gòu)件、車床與機(jī)械工業(yè)

鐵路與橋梁、船舶與海上鉆井平臺(tái)、兵器工業(yè)：坦克、大炮、槍械 石油開采機(jī)械及輸油管道、化工壓力容器、建筑鋼筋和構(gòu)架、1．6 鎂及鎂合金

鎂由于其優(yōu)良的物理性能和機(jī)械加工性能，豐富的蘊(yùn)藏量，已經(jīng)被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為最有前途的輕量化材料及21世紀(jì)的綠色金屬材料，未來幾十年內(nèi)鎂將成為需求增長(zhǎng)最快的有色金屬。

1、汽車、摩托車用鎂合金

汽車、摩托車等交通類產(chǎn)品用鎂合金，鎂作為實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，在汽車的減重和性能改善中的重要作用受到人們的重視。世界各大汽車公司已經(jīng)將鎂合金制造零件作為重要發(fā)展方向。行家預(yù)測(cè)，在未來的7-8年中，歐洲汽車用鎂將占總消耗量的14%，預(yù)計(jì)今后將以15%的速度遞增，2005年將達(dá)到20萬噸。

2、電子及家電用鎂合金

汽車行業(yè)對(duì)鎂合金的大量需求，推動(dòng)了鎂合金生產(chǎn)技術(shù)的多項(xiàng)突破，鎂合金的使用成本也大幅度下降，從而促進(jìn)了鎂合金在計(jì)算機(jī)、通訊、儀器儀表、家電、醫(yī)療、輕工等行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展。其中，鎂合金應(yīng)用發(fā)展最快的是電子信息和儀器儀表行業(yè)。在薄壁、微型、抗摔撞的要求之下，加上電磁屏蔽、散熱和環(huán)保方面的考慮，鎂合金成了廠家的最佳選擇。另外，鎂合金外殼可使產(chǎn)品更豪華、美觀。在電子信息和儀器儀表行業(yè)的鎂合金制品的單位重量和尺寸不如汽車零部件，但它的數(shù)量大、覆蓋面廣，其用量也是巨大的。所以，近幾年電子信息行業(yè)鎂合金的消耗量急劇增加，成為拉動(dòng)全球鎂消耗量增加的另一重要因素。

1．7 鋁及鋁合金

鋁合金具有密度小、導(dǎo)熱性好、易于成形、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、輕工建材等部門，是輕合金中應(yīng)用最廣、用量最多的合金。隨著電力工業(yè)的發(fā)展和冶煉技術(shù)的突破，其性價(jià)比大為提高，目前交通運(yùn)輸業(yè)已成為鋁合金材料的第一大用戶。在世界范圍內(nèi)，交通運(yùn)輸業(yè)已成了鋁材的第一大用戶，2001年交通運(yùn)輸業(yè)消耗鋁占全世界原鋁產(chǎn)量的27.6%，有些國(guó)家達(dá)30%以上。隨著交通運(yùn)輸業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，鋁及鋁合金材料在航空航天和汽車三大領(lǐng)域的應(yīng)用日益增加。

第五篇：機(jī)械工程結(jié)業(yè)論文

機(jī)械工程概論結(jié)業(yè)論文

我對(duì)學(xué)習(xí)機(jī)械類專業(yè)的認(rèn)識(shí)和打算

機(jī)械工程學(xué)院工業(yè)0901***學(xué)號(hào)：0911031**

關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè)設(shè)計(jì) 結(jié)業(yè)論文 MIT

論文摘要：

經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)我明確了機(jī)械工程是關(guān)于研究、設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)用各類機(jī)器和機(jī)械設(shè)備的工程科學(xué)，涉及的范圍非常廣泛。近年來，隨著其他科學(xué)的發(fā)展，尤其是微電子技術(shù)、信息科學(xué)、材料學(xué)迅猛發(fā)展，機(jī)械工程學(xué)科與高科技融為一體。在加深對(duì)機(jī)械類專業(yè)認(rèn)識(shí)的同時(shí)也增加了我對(duì)學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣和積極性。下面我將從機(jī)械工程總體概述、對(duì)自己所學(xué)專業(yè)的看法和打算以及美國(guó)機(jī)械工程名校麻省理工學(xué)院的介紹三個(gè)方面來闡述我對(duì)學(xué)習(xí)機(jī)械類專業(yè)的認(rèn)識(shí)和打算。

正文：

業(yè)素質(zhì)方面要做到一個(gè)有激情有思想、嚴(yán)謹(jǐn)而務(wù)實(shí)、溝通又懂得協(xié)作等各方面能力過硬的機(jī)械工程師。

第二部分我對(duì)自己所學(xué)機(jī)械類專業(yè)-工業(yè)設(shè)計(jì)的看法和打算

21世紀(jì)高素質(zhì)的學(xué)生要具備三個(gè)基本特性：判斷力、知識(shí)和智慧。具備和發(fā)展良好的批判能力和理性推理能力，不但可以深入了解各種科學(xué)方法，而且能獲得、評(píng)價(jià)和使用信息，從而提出和解決生活中存在的各種各樣的復(fù)雜問題。發(fā)展良好的判斷力，可以形成適應(yīng)巨大變革的靈活性和自信心，批判性地思考道德和倫理問題，有效地與他人交流，更好地與他人共事。在某一領(lǐng)域不但要有廣博的基礎(chǔ)知識(shí)，而且還必須具有一定的理論深度和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能把這種知識(shí)同社會(huì)的重大問題相互聯(lián)系起來，對(duì)科技與社會(huì)間的互動(dòng)有充分認(rèn)識(shí)?！@一段話是對(duì)所有在讀大學(xué)生的要求，它的每一個(gè)字每一句話更是對(duì)學(xué)習(xí)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生們的提醒與鞭策，不知不覺一年的時(shí)光已接近尾聲，回想這一年我們學(xué)到什么感觸破頗深，看到這句話時(shí)更是感到自己的不足與以后需奮斗的目標(biāo)。在這里我將就自己在一學(xué)年里對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)和看法進(jìn)行闡述和分析。

設(shè)計(jì)是研究形態(tài)或樣式變化和規(guī)律的一門學(xué)科，研究非物質(zhì)包括功能和形態(tài)的生成及其感受。從某方面說，人人都是設(shè)計(jì)師，人們都在自覺或不自覺地運(yùn)用設(shè)計(jì)，在創(chuàng)造或改進(jìn)周邊的一切事與物，并作出判斷和決定。設(shè)計(jì)是能解決人與自然，人與社會(huì)，人與自身之間的種種矛盾，達(dá)到更高的探索、追求和創(chuàng)造。我想作為一個(gè)設(shè)計(jì)師時(shí)刻謹(jǐn)記“從人的需要出發(fā)，又回歸于人”的設(shè)計(jì)哲理，不斷提升自己的專業(yè)素質(zhì)與個(gè)人能力。

現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域廣泛涉及到人們生活的各個(gè)方面，以工業(yè)設(shè)計(jì)的對(duì)象來劃分，傳統(tǒng)上，通常分為視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、而現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的特征主要表現(xiàn)在時(shí)代性、創(chuàng)新性、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)與藝術(shù)結(jié)合性和人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)性。同時(shí)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的各種定義很多，但需要指出的是產(chǎn)品設(shè)計(jì)是工業(yè)設(shè)計(jì)的核心。現(xiàn)代社會(huì)要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過程中不僅要滿足人們的需求也要我們必須 提高對(duì)全球物質(zhì)和環(huán)境的保護(hù)意識(shí)（整體道德規(guī)范），給整個(gè)人類社會(huì)、個(gè)人和集體都帶來利益和自由，在世界進(jìn)入全球化時(shí)也應(yīng)支持文化的地域性和多樣性（文化道德規(guī)范）等等。

21世紀(jì)是高科技、高經(jīng)濟(jì)水平和高生活質(zhì)量的現(xiàn)代化社會(huì)，因此對(duì)我們這些未來年輕的工業(yè)設(shè)計(jì)師來說是一個(gè)更加嚴(yán)峻地挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在的工業(yè)設(shè)計(jì)不再僅僅是視覺上給人以享受，而是要從視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等多方位給人以全新感受，產(chǎn)品、服務(wù)、圖形、室內(nèi)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)等都可在其中發(fā)生。；工業(yè)設(shè)計(jì)師也不再與工程師和商務(wù)管理者分別獨(dú)立工作，而是三者協(xié)調(diào)成為一個(gè)團(tuán)體聯(lián)合對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，這些也促使了現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)更進(jìn)一步的發(fā)展。

在本學(xué)期里我們漸漸接觸了自己的專業(yè)課程，學(xué)到了許多新的知識(shí)，從工業(yè)設(shè)計(jì)的概念到設(shè)計(jì)方法和工業(yè)設(shè)計(jì)歷史進(jìn)程，還包括了現(xiàn)代令人耳目一新的設(shè)計(jì)理念。從各個(gè)方面使我們對(duì)自己所學(xué)專業(yè)有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。在此我想談?wù)剛€(gè)人對(duì)我們這個(gè)機(jī)械類專業(yè)的認(rèn)識(shí)和看法。首先，我明確了設(shè)計(jì)理論前提，如設(shè)計(jì)必須符合人的生理和心理的需求，并使人能夠接受。同時(shí)認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性行為，需要我們根據(jù)對(duì)現(xiàn)實(shí)的觀察、對(duì)未來的想象，獨(dú)特地去創(chuàng)造性的構(gòu)思與設(shè)想。設(shè)計(jì)來源于市場(chǎng)的需求，并是市場(chǎng)的產(chǎn)物。工業(yè)設(shè)計(jì)正在快速變成關(guān)鍵的財(cái)富。它是一個(gè)商業(yè)策略和行為，是獲取產(chǎn)品和服務(wù)增值的方式，是建立和擴(kuò)展品牌的有力武器，是贏得全球市場(chǎng)的重要商務(wù)工具。總而言之，設(shè)計(jì)是對(duì)現(xiàn)實(shí)的觀察及實(shí)化，也是對(duì)虛擬世界的構(gòu)思與創(chuàng)作，它是質(zhì)詢和刺激其他學(xué)科的永久源泉，因此，作為機(jī)械工程的一個(gè)專業(yè)類別它對(duì)機(jī)械工業(yè)有這不可估量的促進(jìn)作用。我想訓(xùn)練有素的設(shè)計(jì)師必須能夠使用圖紙、模型和軟件等表現(xiàn)形式，甚至是口頭描述準(zhǔn)備好的清晰而簡(jiǎn)潔的建議，因此我們要成為一名合格的設(shè)計(jì)師就必須從現(xiàn)在開始學(xué)好每一門課程，同時(shí)提高我們自身各方面的能力。

作為一名學(xué)習(xí)工業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)子，未來的任務(wù)很重，但我有信心使中國(guó)從制造大國(guó)成為一個(gè)設(shè)計(jì)大國(guó)。我會(huì)為自己選擇的專業(yè)做好一切，盡自己的全力去學(xué)好它，這將是我在未來四年里為之

奮斗的動(dòng)力和目標(biāo)！

第三部分美國(guó)名校麻省理工學(xué)院的介紹

麻省理工學(xué)院的基本情況及其成就

美國(guó)麻省理工學(xué)院英文名為Massachusetts Institute of Technology。座落于馬薩諸塞州—波士頓，是美國(guó)及世界理工大學(xué)之首冠，有“世界理工大學(xué)之最”的美名。麻省理工1865年創(chuàng)建于波士頓，1961年遷到現(xiàn)在所在的坎布里奇。麻省理工學(xué)院占地168英畝，校園位于查爾斯河，靠劍橋市一側(cè)，延續(xù)約一英里，中央校區(qū)由一組互相連通的大樓組成，設(shè)計(jì)者為建筑家維爾斯、波斯維斯（Wells Boswerth）。互相連通的設(shè)計(jì)是為了人們方便往來于各個(gè)院系之間。2007年萬維網(wǎng)的世界大學(xué)排名里作為科技寵兒搖籃的麻省理工以壓倒性的勝利排名世界第一。泰晤士報(bào)教育增刊的世界大學(xué)排名，麻省理工學(xué)院總平均排名世界第二，僅次于哈佛大學(xué)，在科學(xué)技術(shù)方面排名世界第一，工程科學(xué)方面排名世界第二，自然科學(xué)方面世界排名第五，社會(huì)科學(xué)方面排名世界第七。麻省理工學(xué)院設(shè)立了五個(gè)學(xué)院，并擁有八個(gè)頂尖的研究所，120多年來，該校一直是工程教育界的巨擘，美國(guó)星戰(zhàn)計(jì)劃的高級(jí)雷達(dá)電子裝置，就是由該學(xué)院研究的。至2007年，先后有78位諾貝爾獎(jiǎng)得主曾在麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)或工作過。近一個(gè)世紀(jì)來的發(fā)展，麻省理工學(xué)院已經(jīng)發(fā)展成全世界極為重要的高科技知識(shí)殿堂及研發(fā)基地。麻省之名也蜚聲海外，成為世界各地莘莘學(xué)子心向神往、趨之若鶩的科學(xué)圣殿。

麻省理工學(xué)院的辦學(xué)理念和課程概述

MIT開設(shè)的課程適用于培養(yǎng)機(jī)械師、土木工程師、建筑師、礦冶工程師和實(shí)用化學(xué)師，學(xué)院起初以理工科為主，雖然后來增設(shè)人文、社會(huì)科學(xué)等系科，但它仍保持了其純技術(shù)的特色，主要培養(yǎng)工程師和技術(shù)人員，其辦學(xué)方向是把理論科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的教育與研究結(jié)合起來，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、獨(dú)立研究及工程能力，設(shè)有一系列的實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)項(xiàng)目。MIT作為一所新型大學(xué)于1865年建立時(shí)就既重視基礎(chǔ)理論知識(shí)又強(qiáng)調(diào)實(shí)際的操作能力。首任院長(zhǎng)羅杰斯認(rèn)為，學(xué)生應(yīng)當(dāng)從實(shí)在的數(shù)據(jù)中了解具體的結(jié)論?！巴ㄟ^實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)”是羅杰斯的教育信條。他強(qiáng)調(diào)積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生尋找新的信息，因而把個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成知識(shí)。另一方面麻省理工學(xué)院雖然是一所著名的理工學(xué)院，但它并不忽視人文學(xué)科的教育，科技與社會(huì)科學(xué)之間的相互影響早已為MIT所承認(rèn)。學(xué)院越來越重視文科教育，目的顯而易見，教育應(yīng)使個(gè)體能力有效地參與集體文化和熟練的技術(shù)結(jié)合在一起。

在MIT，通識(shí)教育與專業(yè)教育相結(jié)合，為本科生提供了一種平衡的教育。MIT認(rèn)為僅發(fā)展熟練的技術(shù)是不夠的，高等教育應(yīng)使個(gè)體有能力和有效地參與集體文化因而一種整合的教育計(jì)劃仍是MIT本科教育的原則。在MIT，“越少是越多”指導(dǎo)著本科生課程的設(shè)置，給予學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)以幫助他們進(jìn)行終身的自我教育。更好地學(xué)習(xí)和掌握有限的基本概念與專業(yè)主題比掌握一堆事實(shí)更有助于培養(yǎng)未來的專家。盡管內(nèi)、外部的壓力要求MIT拓寬課程，但MIT仍強(qiáng)調(diào)基本原理，不增加課程量。與此同時(shí)，MIT對(duì)整體課程也不斷地進(jìn)行評(píng)定和修改。

MIT鼓勵(lì)學(xué)生以企業(yè)家式的精神進(jìn)行有創(chuàng)造性的努力以產(chǎn)生新的制度和解決方法。學(xué)生為了求知而進(jìn)行研究同應(yīng)用知識(shí)使之服務(wù)于社會(huì)的觀念相配合導(dǎo)致了從實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的大部分成果都能應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界。高等教育的目的是培養(yǎng)高素質(zhì)的學(xué)生，造就一批有批判性的、對(duì)做任何事都追求優(yōu)秀的知識(shí)分子，這也是 MIT的使命和所追求的目標(biāo)。正規(guī)學(xué)習(xí)與非正規(guī)教育的結(jié)合有力地促進(jìn)了MIT對(duì)這一使命的完成，為MIT贏得了聲譽(yù)。

MIT依據(jù)其在自然科學(xué)、工程學(xué)、建筑學(xué)、人文科學(xué)和社會(huì)科學(xué)以及管理學(xué)等方面的實(shí)力，致力于對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)和技術(shù)知識(shí)的教育，通過優(yōu)秀的教育、研究和公共服務(wù)來為社會(huì)做貢獻(xiàn)，這一使命是通過創(chuàng)建者的遠(yuǎn)見卓識(shí)和后繼者們“識(shí)時(shí)務(wù)者為俊杰”的辦學(xué)理念以及理工與人文融通，博學(xué)與專精兼取，教學(xué)與實(shí)驗(yàn)并重的辦學(xué)方針來實(shí)現(xiàn)的。其校訓(xùn)為:Mens et Manus(Mind and Hand)既學(xué)會(huì)動(dòng)腦，又學(xué)會(huì)動(dòng)手。學(xué)院認(rèn)為在工業(yè)社會(huì)，學(xué)生從趨向于有用目標(biāo)的動(dòng)力中獲益，即所謂的實(shí)用知識(shí)的教育價(jià)值觀。學(xué)院還聘請(qǐng)了一些有創(chuàng)新意識(shí)的教授，他們帶來了新的教學(xué)方

法和模式。正是因?yàn)閷W(xué)院的辦學(xué)宗旨和這些革新者不斷給麻省理工注入新的活力，這里才成為新思想、新方法和新活力的源泉。社會(huì)所需要的知識(shí)越來越多，MIT的教育重點(diǎn)也時(shí)刻在變，但“有用”始終是MIT的核心。也正是這一價(jià)值觀使MIT把重心放在有利于促進(jìn)科技發(fā)展的領(lǐng)域，為社會(huì)的利益而發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用知識(shí)是MIT的中心使命。學(xué)院還于2002年實(shí)行了開放式課程網(wǎng)頁，當(dāng)時(shí)公布了500門課程（到2006年底，已開放2000門課程），以期建立全球統(tǒng)一的知識(shí)庫，讓全球各地的使用者，可以透過網(wǎng)絡(luò)了解各項(xiàng)專業(yè)知識(shí)內(nèi)容，以獲得寶貴資訊，此項(xiàng)舉措獲得全世界各地學(xué)者高度贊揚(yáng)。

麻省理工的課程安排融入了其辦學(xué)理念和教學(xué)方針，注重學(xué)生理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐的相互作用，將人文思想與科技進(jìn)步結(jié)合一處，尋求創(chuàng)新，不斷催生著一批又一批綜合素質(zhì)過硬、專業(yè)技術(shù)夠強(qiáng)的時(shí)代精英。

附：MIT制定的未來的發(fā)展戰(zhàn)略：吸引最優(yōu)秀的學(xué)生和教師，給他們提供有刺激性的和有效的生活與學(xué)習(xí)環(huán)境；致力于研究基礎(chǔ)科學(xué)，但應(yīng)在把研究、學(xué)習(xí)和行動(dòng)整合成一體的新模式中處于領(lǐng)先地位；致力于學(xué)術(shù)、探究和批判精神，并擅長(zhǎng)把工業(yè)、政府和學(xué)術(shù)界聯(lián)合起來，共同探索、解決世界面臨的主要問題；繼續(xù)保證藝術(shù)、人文學(xué)科和社會(huì)科學(xué)方面的強(qiáng)大計(jì)劃；致力于擴(kuò)大技術(shù)上和管理上的能力，但要考慮到道德和倫理問題；把服務(wù)于國(guó)家作為首要的和最重要的原則，但要認(rèn)識(shí)到這需要全球性的參與、合作與競(jìng)爭(zhēng)；開拓新的財(cái)政來源，增加公民、聯(lián)邦政府和商業(yè)界對(duì)科學(xué)、技術(shù)、研究和高等教育的理解與支持，吸引私人投資的增加。

美國(guó)大學(xué)生是怎樣學(xué)習(xí)的美國(guó)的大學(xué)可說是美國(guó)生活最充滿活力的部分。師生們經(jīng)常聚在一起研討社會(huì)問題、學(xué)術(shù)理論、個(gè)人學(xué)習(xí)等等。大學(xué)里更加自由和提倡學(xué)習(xí)的自主性與實(shí)踐性。圖書館幾乎是不關(guān)閉的，閱覽室分為多種，每個(gè)人都可以根據(jù)個(gè)人學(xué)習(xí)狀態(tài)、自己愛好或者方便的不同時(shí)間段進(jìn)入自己學(xué)習(xí)狀態(tài)，以期達(dá)到最好的學(xué)習(xí)效果。在美國(guó)大學(xué)里都有學(xué)生自己組成的學(xué)術(shù)活動(dòng)空間，在這里一切由學(xué)生自己支配，完全可以自由的發(fā)表自己的看法和見解，在各種活動(dòng)實(shí)踐中達(dá)到運(yùn)用知識(shí)的目的。

美國(guó)大學(xué)生每學(xué)年需要閱讀很多書，老師通常不講解書的內(nèi)容，而是在課堂上提問和讓學(xué)生提問并講解，而相關(guān)提問和講解與更多的書籍相關(guān)聯(lián)，如果不自覺閱讀，幾乎不可能進(jìn)入知識(shí)系統(tǒng)。所以大量閱讀是美國(guó)大學(xué)生學(xué)習(xí)中不可或缺的一部分。此外，還有到各地和各國(guó)體驗(yàn)生活的實(shí)踐旅程，到異地觀察生活，感受文化，學(xué)會(huì)與差異相處，生活的一切都得自己動(dòng)腦動(dòng)手。由此看來美國(guó)大學(xué)生的學(xué)習(xí)生活不僅是讀書，往往涉及到如何學(xué)會(huì)社會(huì)人生，體驗(yàn)生活復(fù)雜和學(xué)會(huì)把生活搞好。生活和學(xué)習(xí)一體的實(shí)踐，令學(xué)生們對(duì)于經(jīng)濟(jì)和知識(shí)和社會(huì)體制，都有深入地體驗(yàn)和思考，并且因而可以和學(xué)習(xí)互動(dòng)，這也是為什么在美國(guó)的大學(xué)課堂上，老師會(huì)更多傾聽學(xué)生提問和自己解答，因?yàn)閷W(xué)生和老師一樣，都是知識(shí)的生產(chǎn)者和反思者，而不是被動(dòng)接受者。

作為大學(xué)生活不可或缺的一部分課外活動(dòng)也在美國(guó)大學(xué)生的學(xué)習(xí)生活中扮演了一個(gè)重要角色，在美國(guó)課外活動(dòng)主要是指社團(tuán)活動(dòng)、文娛活動(dòng)、宗教活動(dòng)、社交活動(dòng)等等，這些活動(dòng)往往都是鍛煉個(gè)人能力的好去處。美國(guó)大學(xué)生的學(xué)習(xí)生活是多姿多彩的，但同時(shí)又是忙碌的，通常他們要不停的應(yīng)對(duì)教授布置的作業(yè)和課程設(shè)計(jì)。美國(guó)大學(xué)生對(duì)于論文選題的選擇，不僅與個(gè)人興趣相關(guān)，更與國(guó)際形勢(shì)需要相關(guān)，一些學(xué)生們甚至把中國(guó)問題研究當(dāng)成自己的論文方向。

不管怎么說，目前我們的教學(xué)模式還與美國(guó)存在差異，我們能做的就是取長(zhǎng)補(bǔ)短，在了解美國(guó)大學(xué)生的學(xué)習(xí)生活后更多的去關(guān)注對(duì)我們有益的方面并吸納為已用，這才是明智者該做的！

參考文獻(xiàn)和注釋：主要參考文獻(xiàn)為宗培言、從東華《機(jī)械工程概論》，黃毓瑜《工業(yè)設(shè)計(jì)概論》