浅谈机械相关知识

浅谈机械 摘要 从古至今机械的发展始终牢牢牵动着人类的发展。时至今日，高科技已经融入人类生活的每一个角落。在生活中，机械给人类带来便利。而军事上，机械已是战争的核心部分，谁拥有更高的机械技术，谁就更强。既然是把握着国民命脉的核心内容，机械的发展已是重中之重。机械专业人才的培养也自然成为每个国家的对未来把握的筹码。关键词 发展;核心；人才；专业 前 言 我将通过研究古今中外的机械发展，以实例素材与理论分析相结合的手段，探讨机械的发展现状与前景，对机械进行更深层的剖析。机械的发展史1.中国机械发展史简介除了众所周知的造纸术、印刷术、指南针、火药这四大发明之外，中国古代在机械工程领域的发明与创造也是非常辉煌的。由于古代中国长期处于封建社会状态，科学技术的发展比较缓慢。秦汉以前，对各种发明创造比较重视，在这期间的成果较多。据周礼考工记载：智者创物，巧者述之，守之世，谓之工，百工之事皆圣人之作也。但也有不同意见，老子说：民多利器，国家滋昏。人多技巧，奇物滋起。绝巧弃利，盗贼无有。自秦汉以后，除去对农业生产有利的发明创造之外，一般都受到轻视，甚至因发明创造而获罪。尽管如此，我国古代的科学技术仍然领先于世界，无愧一个伟大的文明古国。二十五万年前，生活在我国四川资阳市的古猿人学会了制作骨针、骨锥等骨器。一万五千年前，古人学会了用骨、鱼、牙、蚌壳等制作形状复杂的器械，并学会了磨制技术。五千年前，古人类进入新石器时代，在西安的半坡遗址中，发现了大量的制造技术较高的各种重要的骨器。四千年前，人类发现了金属，并学会了冶炼技术，我国进入了金属时代。不久，有发明了由铜锡合金组成的青铜器。金属器械逐步取代了石制和骨制的器械。二千年前，又发现了铁金属，并掌握了制造技术。我国在春秋时代就进入了铁器时代，各种复杂的工具和简单机械相继发明出来，机械工程在我国迅速发展。公元14世纪以前，我国的发明创造在数量、质量上以及发明时间上都是领先的，也曾是世界强国。但在14世纪以后，中国仍然处于封建社会之中，而以英国、法国为代表的西方国家开始发展自然科学，兴办大学，培养人才。到公元15世纪，西方的机械科学已超过中国。公元17世纪英国的工业革命后，中国的机械工业已远远落后于西方诸国，但我国古代劳动人民对世界科学技术的发展所作的贡献是我们引以为豪的。20世纪80年代以后，在我国实行了改革开放政策，及时调整了机械工业的发展策略，机械工业获得长足的进步，与世界发达国家的差距正在逐步缩小。很多领域以达到世界先进水平，我们相信日益强大的中国在以后的时间里还会对世界的发展做出更大的贡献。2.世界机械发展史简介西方 各国的古代机械工程发展一直缓慢，但是在公元14世纪以后，机械工程领域的发明创造逐步超过中国。从中世纪沉睡中醒来的欧洲，16世纪进入了文艺复兴时期，机械工程领域中的发明创造如雨后春笋，机械制造业空前发展。文艺复兴时期的代表人物、意大利的著名画家达芬奇设计了变速器、纺织机、泵、飞机、车床、锉刀制作机、自动锯、螺纹加工机等大量机械，并画了印刷机、钟表、压缩机、起重机、卷扬机、货币印刷机等大量机械草图。一场大规模的工业革命在欧洲爆发，大批的发明家涌现出来，各种的专科学校、大学、工厂纷纷建立，机械代替了大量的手工业，生产迅速发展。1760年，英国的哈格里沃斯改造了纺织机，使纺纱和织布开始分工。在工业革命时期，纺纱机的发展由1830年英国的罗伯茨发明的自动织机收场而告一段落。1769年，在英国格拉斯哥大学工作的瓦特经过十余年的努力和不断该进，在爱丁堡造出第一台蒸汽机。1780年，蒸汽机为工厂提供了强大的动力，成为动力之王。蒸汽机的成功经历了多人的努力。1680年，荷兰的物理学家惠更斯通过气压使活塞运动；英国人塞维利制造了利用蒸汽汲水的机械；英国人纽克曼完成了气压机的制造；最后才有瓦特发明出蒸汽机。1804年，英国人特莱维茨克发明并制造出第一台蒸汽机车，并由英国人史提芬森在1829年最后完善成功。1830年法国的修筑了从圣亚田到里昂的铁路。1835年，德国修筑了从纽伦堡到菲尔特的铁路。蒸汽机车与铁路的普及，使交通运输发展很快，促进了西方工业生产的发展。铁路时代促进了西方的机械文明。1879年，美国的发明家爱迪生发明了电灯。英国的法拉第简述了发电机和电动机的原理。比利时的格拉姆制造出第一台实用的发电机，由蒸汽机驱动，主要用于照明和电镀。由于偶然的因素而发明了电动机。1873年，维也纳举行了世界博览会，在实验发电机时，由于操作失误，外部电流流向了发电机，发电机却突然转动起来，这一偶然的发现，触动了科学家的灵感，不久实用的电动机诞生了。1879年，德国西门子研制成功第一台电气机车。四年后，英国开设世界上第一条电气铁路。战争的爆发与持续，加速了枪炮的研制与生产。欧洲的战争、英美战争、美墨战争、第一次世界大战等，对兵器的配件要求导致了互换性的发明。 1776年，美国宣布独立。但是，在十八世纪后半叶到十九世纪这段时间，美国战争连续不断，这促进了美国工业等等各方面的发展。一七六五年瓦特制作了新式的蒸汽机。随后，埃旺斯创立了自动面粉加工工厂，从此，世界工业进入了自动化时代。西方各国的机械发明史主要集中在文艺复兴以后的工业革命期间，历史较短，但发展迅速，奠定了现代工业的基础。总结其发展快的原因之一就是对科学技术的重视，很多著名的大学就是在那一时期建立的。第二次世界大战以后，随着第一代电子计算机的诞生及其发展，促进了机械发展的智能化和自动化，机械工程和许多学科的有机结合，又促进了机械工业的高速发展。人类进入现代机械文明时代。机械合金化研究现状 机械合金化是固态条件下制备非晶态合金的主要方法之一。它是通过高能球磨将不同粉末重复地挤压变形，经过断裂、撞击、冷焊接、原子间互扩散、破碎晶态和非晶态金属以及非金属粉末，并使之合金化或非晶化的过程。机械合金化的发展概况机械合金化是60年代末由美国INCO公司的J.S.Benjamin发展起来的一种制备合金粉末的新技术34，最初用于制备复合金属粉末及合金粉末的均匀化处理。70年代初，机械合金化作为一种高能球磨的方法，成功地用来制备了氧化物增强镍基（ODSOxide Dispersion Strengthened）高温合金35，并投入了工业应用。以下对目前机械合金化已经进行的研究工作包括制备纳米材料、反应球磨、低温机械合金化等，其现状分别概括如下: 一、纳米材料的制备 纳米材料的研究发展大致分为三个阶段。 第一阶段（19771990年），以1990年7月在美国巴尔的摩召开的第一届纳米科学技术学术会议（NST-1）为标志，正式将纳米材料作为材料科学的一个新分支公诸于世。对纳米颗粒及纳米块材（包括薄膜）的特殊结构，即对“单一材料”和“单相材料”（“纳米相”，Nanophase）进行了探索性的实验研究。 第二阶段（19901994年），以第二届国际纳米材料学术会议（1994年10月，德国，斯图加特）为标志，从80年代末到1993年底关于纳米材料界能用统一模型进行描述。当制备条件不同时，由于能量、缺陷、相邻晶粒取向、杂质偏析状况等的差异，晶界处于从有序到无序的过渡状态。由纳米微粒制成的块材一般无序度大，而用机械合金化或非晶化法使粗晶转变成的纳米晶粒则无序度较小。今后对纳米材料微结构的研究应着眼于对不同类型材料的具体描述。 第三阶段（从1994年到现在）的研究特点在于按人们的意愿设计、组装和创造新的体系，即以纳米颗粒、纳米丝和纳米管为基本单元在一维、二维、三维空间组装纳米结构体系：纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜镶嵌体系等，被称为“纳米组装材料体系”（Nanostructured assembling system）及“纳米尺度图案材料体系”（ Patterning materials system on nanomerter scale）。 二、反应球磨 大量研究表明，MA工艺的实质是室温固态反应过程。高能球磨不仅能实现合金化制备纳米金属间化合物的固态合成反应，还能够实现固态还原反应。而这两类反应都已有较多的研究，固态合成反应以合金元素在高能球磨下强制固溶和扩散为特征，而固态还原反应则是多个还原在高能球磨条件下达到室温自蔓延反应。至今研究将固态还原和合成反应结合在一起的复合固态反应的人很少。席生岐、马明亮等在高能球磨A1-Cu固态合成反应及CuO/Si固态还原反应的研究的基础上，提出了Al/CuO固态复合反应的研究，进一步全面研究了高能球磨固态反应的特征。 三、低温机械合金化 低温反应球磨（是一种高能球磨过程，它是在低温媒介（如液氮、液氢等）下，对单质元素或合金粉末进行球磨。近年来，由于在液氮温度下，低温反应球磨制备出具良好有热稳定性纳米晶结构而被关注。迄今为止，大多数的低温反应球磨在液氮下已得到应用。Luton等首先用低温反应球磨对Al和它的合金进行球磨，得到直径2l0nm的颗粒，其平均晶粒为50100nm。 为了研究氮在低温反应球磨下产生纳米晶结构热稳定性中所扮演的角色。Huang等人研究了Fe-Al合金在液氢、液氮下低温球磨。总的来说，在液氢和液氮低温球磨Fe-lOwt.%Al粉末导致纳米晶结构的热稳定性至少上升到950。相反，低温球磨Fe元素导致纳米晶结构，它在950退火后渐渐变成亚微米尺寸。机械合金化的理论基础其理论，机制及其组成包括：局部熔化快速冷却理论，层扩散机制，多晶约束型机制，机械合金化应用的领域，机械研磨导致无序化，机械合金化/研磨产生非晶化，非晶合金晶化，球磨引发的分解反应和还原反应，制备准晶材料，制备纳米晶材料，机械合金化技术制备的材料及其形成机制，氧化物弥散强化合金（ODS），金属间化合物，纳米晶。我眼中的机械专业经过半个多世纪的努力，中国机械工业已经逐步发展成为具有一定综合实力的制造业，初步确立了在国民经济中的支柱地位。 “八五”期间，中国共产党十四大明确提出要把机械工业、汽车工业建成国民经济的支柱产业。按照这一战略要求，原机械工业部会同原国家计划委员会制定了机械工业振兴纲要，经国务院批准颁布实施，要求用15年时间，到2010年基本实现机械工业的振兴，使之成为国民经济的支柱产业。 “九五”期间，机械工业取得了长足的发展。突出表现在机械工业产值在全国工业中的比重超过25，生产保持稳定增长，为国民经济提供了大量可靠装备；先进制造技术得到大量采用，同时在高新技术产业化方面取得重大进展；研制、制造重大、精密、成套装备的能力显著提高；全方位、多层次的对外开放格局基本形成，机械产品出口的迅速增长，有力地支持了机械工业乃至全国经济的发展；体制改革取得突破性进展，市场机制已在机械工业发展中起主导作用，以建立现代企业制度为目标的国有企业改革稳步推进，民营企业、乡镇企业成为机械工业发展的新兴力量。 “十五”期间是机械工业历史上发展最快、变化最迅速的时期。整个行业发展成绩喜人，亮点频现：产出规模增长迅猛、发展环境显著改善、产业结构变化喜人、服务质量明显提高。 多年来中国机械工业的高位运行，盈利能力的持续提升，为国民经济可持续发展和综合国力的提高作出了无可替代的贡献。因此，大力发展机械工业，用先进的机械设备去装备国民经济各部门，对促进中国国民经济和社会发展具有重大意义。 2007年机械设备制造行业增长形势较好，投资继续保持较为快速的增长以及国民经济的结构调整、技术改造都对机械制造行业产生了大量的市场需求，为机械设备制造业的稳定增长提供了良好的产业环境。另外，“十一五”将为机械行业带来新的发展契机。众所周知，国家的每一个五年计划都涉及到许多大型工程的建设，而每项工程都将率先拿出接近10%的总投资额做设备投资，其中机械设备就是最为重要的设备投资之一。按照五年计划的一般规律，重大工程在2007年、2008年投资将会达到高潮。由于设备投资提前进行，因此机械行业就在固定投资增长高潮到来前提前进入辉煌期，即未来若干年将是传统机械行业高速发展期。两大行业拉动机械产品需求。从行业关联性来看，由于汽车和航天产业是与传统机械保持最为紧密的两大行业，这两大行业的高速发展必然直接带动传统机械的大幅增长。面对新的发展契机，中国机械企业应把握市场需求、行业发展趋势，抢占先机，制订未来的发展战略。由此可见，机械专业在我国占了绝对的主导地位。以中国见世界，那也是相同道理。世界各国的竞争可谓是基本在机械方面展开竞争。机械专业的发展牵一发而动全身。高铁的发展趋势 1，高铁在中国未来大有发展前途，因为中国国家幅员广阔，而且经济发展落后，高铁恰好可以填补这个空白，一方面幅员广阔需要高速的交通工具，而高铁的票价又比飞机便宜，能够弥补人民手中钱不足的问题。2，为了成本的问题以及保护航空业的原因，高铁的票价不可能很便宜，因此，我个人以为高铁短期可能短暂赔钱，但长期是赚钱的。3，高铁带来的其他方面的利益是巨大的，如对于物流，旅游，经济发展的促进作用是无法估计的。这也是中国政府不遗余力发展的原因。如果不考虑巨额的高铁建设成本，只考虑高铁的运营成本的话，高铁在初期也不可能赔钱，肯定是赚钱的。高铁建设成本一般为国家投资，国家为了促进经济的发展投入的钱不能简单的计算高铁的成本，因为高铁带来的收益远远大于它的营运收入，所以，个人意见不应该将高铁的建设成本作为高铁的运营成本的一部分，至少不应该将高铁建设成本的全部作为运营成本。只是当前中国经济不发展，必须让高铁做到可持续发展，用前面高铁的收益来更快的推动后面高铁的建设，所以，这种高铁建设成本算作运营成本是可以接受的。4，高铁的快速发展绝对不可能挤掉以前普通铁路的份额，普通铁路应该在货运和短途客运上大力发展。这是很有前途的，而且将大部分的客运剔除后普通铁路的货运量将有极大的提高，这不仅是对普通铁路能够更好的满足国民经济对于物流运输的需求，更为重要的是它廉价的运输成本对于经济的推动作用。这也是高铁建设的一个特别重要的作用。5，高铁的发展对于提高中国的科技实力具有不可估量的作用，无论是机车制作，高新技术研发，还是高速铁路的建设技术都对中国的发展带来新的战略机遇。成为推动中国经济快速发展的新的引擎，因为高铁是个巨大的产业对于上下游产业的带动将会是巨大的。6，高铁让出行更快捷，更方便，更舒适。7，高铁的快速发展必将带来铁路行业的整体发展，必将提高整个铁路行业的核心竞争能力，也必将提高铁路行业的盈利能力和经济效益。这些都将极大的影响铁路职工的切身利益。行业发展了，企业发展了，职工的收益将会水涨船高。但排除一些人为干扰的因素.8，高铁未来还可以输出到其他的国家，比如美国，俄罗斯，加拿大，澳大利亚，巴西等幅员辽阔的国家，赚取外汇，提高中国铁路的整体竞争力。9，高铁会为中国培养大批机电一体化的人才，而且是高技术的急缺的人才。10，高铁的大量运用必将积累大量的经验。这是别国无法比拟的。机械发展之我见 随着社会发展，人民生活水平的提高，人们对食品卫生的要求越来越高，由此引发的“有机畜牧业”在世界各地呈现一派勃勃生机的景象。近年来，通过“有机畜牧业”生产的肉类平均每年以20%的速度增长，有机副产品的消费也与日俱增。目前，全世界有机畜牧产品的销售额突飞猛进。在欧洲市场，有机牛奶的价格要比普通牛奶价格高出37%.有机畜牧业及其产品的发展是世界农业发展的重要组成部分，研制开发“有机畜牧机械”,适应发酵饲料生产要求，可杜绝饲料中药物残留过量的现象，减少交叉污染。生产高效、安全的饲料产品，是畜牧机械发展的一个方向。 我国工程机械发展前景广阔，国家经贸委日前发布了工程机械行业“十五”规划并开始实施。这个规划对各地区和工