北京市重点学科

机械工程(Mechanical Engineering)


一、学科概况

北京工业大学机械工程学科经过“九五”、“十五”、“211三期”的重点建设,现拥有机械工程一级学科博士学位授予权,机械工程博士后流动站。该学科下设的三个二级学科全部为北京市重点学科/建设学科。与其相关的仪器科学与技术学科和工程力学学科为北京市重点建设学科。学科建有学科平台:“国家精密超精密加工工程研究中心”,“北京市先进制造技术重点实验室”“汽车结构部件先进制造教育部工程中心”、“机械工业重型机床数字化设计技术重点实验室”、“机械工业数字化印刷重点实验室”、“机械工业测控技术与仪器重点实验室”。同时拥有国家工程力学实践教学示范中心和北京市机械工程实践教学示范中心。机械工程专业学位领域成为教育部“专业学位研究生教育综合改革试点”单位;“机械工程”教学团队和“基础力学理论与实践”教学团队被评为国家级教学团队;共有15名研究生进行了为期1年的国际交流。

“十五”、“十一五”期间,学科立足北京,服务北京,围绕北京装备制造业的技术创新和提升核心竞争力,抓住我国重大装备先进制造技术发展的机遇,积极承担了国家重大科技专项、国家自然科学基金重点项目和面上项目、国家“十一五”科技支撑计划项目课题等,近5年的科研总经费超过2亿元。在高档数控机床的数字化设计与制造、先进焊接技术与自动化装备等领域取得了国内领先,且具有重大社会效益、经济效益的标志性研究成果。近五年,获得省部级奖项10余项,发表论文900余篇,其中EI、SCI、ISTP检索500余篇,出版著作11部,编制或参与编制行业标准4余部,获国家发明专利160余项。多项研究成果已成功应用于国家重大工程,如“天宫一号”工程等。


二、学科特色

经过多年的凝炼,机械工程学科现已形成5个稳定的具有鲜明特色的研究方向:

(1)数字化设计制造与测试评价:该方向主要研究高档数控机床中的关键技术,包括:高档数控机床整机及功能部件的数字化设计技术,机床结合面特性基础实验研究、辨识与应用技术,大型重载关键装备故障特征提取与诊断技术及系统,高档印刷装备数字化流程与控制技术等。

(2)现代焊接工艺及自动化装备:本研究方向以焊接物理研究为基础,以焊接装备开发为特色,以智能焊接装备为主要学术发展目标,重点研究焊接过程的泛在感知、数字化焊接装备、焊接质量信息化和智能焊接系统的综合与集成等关键技术。

(3)现代机械系统动态设计:围绕以高速、精密、微型、重载等为标志的现代机械系统动态设计的基本理论、方法及关键技术开展研究,主要针对柔顺机构及机器人、微机械、机械疲劳强度等领域中的前沿和重大课题进行攻关。

(4)高端装备先进动力学分析:瞄准高端装备系统先进动力学模拟与多场耦合力学仿真理论与技术的长期发展,以高维非线性系统复杂动力学的理论、多场耦合理论与智能材料及结构力学、流动控制与微流体力学等为主要研究方向,研究新理论、新的实验方法和手段。

(5)高端装备测控技术与仪器:本学科方向面向国家新型战略性支撑产业的需要,主要研究复杂精密测量、大型机电设备监控与故障诊断、机械系统及材料特征参数的检测与控制方法。综合应用机械工程、信息技术、光学等多学科知识,解决高端制造装备中的测量与无损检测问题。


三、社会贡献

1、北京工业大学机械工程学科在加强学科建设的同时,充分发挥其服务社会的职能,为政府与行业的发展提供决策咨询。北京工业大学机械学科积极参与了北京市科委先进制造领域的“十一五”、“十二五”发展规划的制定、国家自然科学基金委机械学科及力学学科的“十二五”规划制定、中国焊接协会“十二五”规划制定等等,并在相关的行业标准制定中,以第一起草单位制定行业标准3部,第二起草单位制定行业标准1部。

(1)中华人民共和国国家标准(GB 15579.10-2008)---弧焊设备电磁兼容性(EMC)要求

(2)中华人民共和国国家标准(GB/T25313-2010)---焊接设备电磁场检测与评估准则

(3)中华人民共和国国家标准(GB/T25312-2010)---焊接设备电磁场对操作人员影响程度的评价准则

(4)中华人民共和国国家标准(GB/T 13924-2008)---渐开线圆柱齿轮精度检验细则


2、北京工业大学机械工程学科在学科建设中,始终注重产学研用相结合,在学科发展规划、学科方向凝炼、学科平台建设、科学研究、人才培养、技术成果转化等方面,特别强调与北京市乃至国家的制造龙头企业进行产学研用相结合,为企业发展提供技术支持。北京工业大学(机械工程学科)与京城控股集团、京仪集团、北汽集团、航天科技集团等大型企业签署了全面合作的战略协议,在高档数控机床、汽车、印刷装备、光机电装备等行业,进行全面合作。本学科秉着“立足北京、服务北京、辐射全国”的宗旨,紧密围绕北京装备制造业的重大产品开发与制造的急需开展有关科研和学科建设工作,与北京数控装备创新联盟、北一、北人、机床所、北京卫星厂等为代表的装备制造业建立了长期紧密的产、学、研、用合作关系,为北京装备制造业提升自主创新能力和核心竞争力、打破国外的技术封锁和市场垄断提供了全面的支持和服务。开发了具有完全自主知识产权的变极性等离子弧(VPPA)穿孔立焊工艺及装备,成功应用于“天宫一号”主结构的焊接制造,为我国空间交会对接试验的顺利进行做出了重要贡献;逆变焊接装备及其电磁兼容性技术水平在全国电焊机行业领先。作为唯一高校参与了国家重大科技专项“先进焊接工艺与装备创新能力平台”的建设,作为唯一地方院校参与了重大专项“精密超精密加工技术创新能力平台”的建设,标志学科团队进入了相关领域的国家层面创新团队。


3、本学科部分专职教师担任中国机械工业自动化学会常务委员,中国机械工程学会高级会员,中国仪器仪表学会传感器学会理事,中国机械工程学会无损检测学会委员;北京市先进制造领域高级专家,中国机床工具协会铣床分会委员;中国力学学会常务理事,中国力学学会动力学与控制专业委员会副主任,中国振动工程学会理事,国家自然科学基金委员会数理学部国家杰出青年科学基金评审组专家,国家自然科学基金委员会力学学科评审组专家。兼任《机械工程学报》、《Frontiers of Mechanical Engineering in China》、《Acta Mechanica Sinica》、《Cognitive Neurodynamics》、《力学进展》、《实验力学》、《应用力学学报》、《动力学与控制学报》等期刊编委;科学出版社“非线性动力学丛书”副主编等社会学术职务。