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第一篇机械科学与工程论文范文参考：基于本体的工程学科框架研究
工程学科分类是工程教育和科技教育管理的重大议题(theme),理想与实际的差距又使之成为一个严重问题(problem).本文首先展现其相关背景,包括现有学科分类和实践的复杂景象、相应研究工作的欠缺和滞后,以及新世纪工程科技和工程教育的巨大变革对新的工程学科框架的迫切需要.
本文分六章探讨工程学科框架的形态和性态.
第1章“引言”,提出并界定了研究问题与解题思路.第2章“文献探讨”,辨析“工程”、“学科”、“专业”三个基本概念,梳理相关知识论、本体论和框架理论的理论元素,以便后续章节具体应用.第3章是框架形态研究,用第一手材料展现和分析中、美、俄、英、法、德、日、澳8个国家具有代表性的工程学科框架,是为第5章的实证研究提供可靠数据的基础.第4章是框架性态定性分析与综合,借助系统过程方式,以大量经考证的历史性资料,从工程活动、工程学科、工程知识体形成模式、工程职业、工程职能、工程过程、工程应用拓展与价值等多个侧面,挖掘出工程学科知识本体的基本元素,构筑了相应的本体模型,对其内涵和可能的应用进行了较为充分的讨论.第5章是框架性态实证研究,借助SPSS软件对被统计工程学科进行了多维标度分析(MDS)、因子分析(FA)和聚类分析(CA),给出表征框架性态的多个图谱,对可视化结果,以及所有框架全样本的主因子提取与可视化分析,并简要说明了它们的应用.第6章“结论”,总结全文主要工作,阐明创新点和研究不足,对未来研究予以展望.
本文研究工作的结果表明:
一、工程学科具有框架形态的多样性.各具特色的框架形态,分类层次、学科总数和学科名称不完全相同,当然各自的功用也不尽相同:三个英语国家的工程学科分类标准具有较宽的适用性,既用作统计,也供教育、研究、招生、就业等相关使用,而其他国家的分类标准则表现出应用的“专属性”,一些国家甚至在同类型应用中又有多个专门的标准.学科框架运作于不同的主客观环境,不加剪裁地照搬照抄以谋求统一框架显然并不可取.
二、工程学科具有本体元素的同一性.不同学科框架具有相似的内在性态,即具有内在的知识本体元素同一性.框架性态蕴含在本体的基本概念集合中,包括与基础工程学科的同源派生关系、与数学及相关自然科学的亲缘互补关系、在功能对象领域的基本分布状态、在生命周期中的主要运作阶段、对工程科技的物质,以及能量和信息的负载状态.加上学科的结构指数,工程学科知识本体完整地表达了框架的性态和形态.
三、工程学科框架的图谱给人新的认知.对12个框架1327个学科样本的多元分析与可视化,确认了工程学科体系中的设计、制造与矿业工程、物理学与电气工程、化学与化学工程、土木工程、生物学、数学的显著地位和作用,机械工程和力学是工程知识本体中最具普遍性的要素,对其他工程学科起着一种基础作用,工业工程在传统框架中处于弱势地位,大力发展与之关联的生产、经营和工程服务类的学科应成为新建框架的重要考虑.框架间的根本差异主要是在生产、经营、生命和生态等功能领域的不同侧重,以及对科学依赖或技术依赖的倾向性.
四、工程学科框架的全貌得以清楚展现.由于直接采用原始资料,译词反复求证、认真校订,尽可能避免了国外信息的以讹传讹和先入为主.对全球代表性国家的典型学科分类的相对客观清晰的描述,展现了生动而丰富多彩的工程学科面貌,为今后的相关研究提供了可靠的资讯基础.
五、学科、专业和工程概念得到进一步甄别.本文初步辨析和厘定了它们的内涵、区别与联系.除了给出“工程”的知识、活动和专业的三重定义外,本文还阐释了“学科”不是科学的专属品,科学以外的学问也可以有自己的学科,“专业”(profession)以及专业界、专业人才、专业领域、专业教育、专业资格论证等等术语中的“专业”,都是专门职业的意思,中国大学里的“专业”(相当于program)则是专门学业的意思.三个术语的内涵虽有重大区别,但可借助它们的知识定义和专业(组织)定义紧密联系.
21世纪工程和工程教育的发展呼唤新的工程学科框架,以解放和促进工程科技生产力.加强工程学科知识系统的核心成分,调整学科结构,开辟新的领域,发展工程服务等等,均是构建新框架的重要途径.作为重要的理论主张,本文提出用“工程链”统合工程的过程链与价值链,对它的创新实践将创造一个“大E”的工程.
第二篇机械科学与工程论文样文：力学期刊群的内外关系与学科结构
研究学术期刊对探索学科结构和科学发展具有重要的意义.本文以SCI扩展版(SCIE)数据库中力学领域66种专业期刊构成的力学期刊群为样本集,利用文献计量学和科学计量学方法,分析了力学期刊群的内部结构和外部关联,在此基础上对力学的学科结构以及力学在整个科学体系中的性质进行了研究.
对力学期刊群内部结构的探讨采用的是内容分析和引文分析两种方法.首先,利用词频分析法分别从标题用词、关 键 词 、摘 要 用词等方面对力学期刊之间在内容上的相似度与区分度作了分析.其次,利用引文分析法从力学期刊论文所引用的出版物和力学期刊之间的相互引用关系两方面对力学期刊群基于引文平台的内部结构作了分析.同时通过多维尺度分析和因子分析将期刊群的内部结构以图谱的形式展现出来.最后,在此基础上进行力学期刊群内部结构关系的综合分析,从而通过力学期刊群展现出力学的学科结构.并运用社会网络分析中的Q测度法(Q-measure),揭示了流体力学、固体力学和计算力学之间的关系.基于力学期刊群内部关系的力学学科结构研究表明:力学主要是由固体力学、流体力学、理性力学(含力学中的数学方法)、声音与振动力学、计算力学、力学与热学耦合、流变学、黏附力学八大部分组成.固体力学和流体力学是力学中最重要的分支学科,二者不管是在研究内容上还是在引文关系上均具有明显的分界,相互独立.计算力学是与固体力学和流体力学均有较强联系的一门工具性学科.
对力学期刊群外部关联的探讨是从引用和被引用两方面进行的:力学期刊群主要引用哪些学科期刊群中的文献,力学期刊群中的文献主要被哪些学科的期刊群所引用.从而揭示了力学及其分支学科与其他学科之间相互融合、相互渗透、相互交叉和相互支撑的关联状况及关联程度.力学期刊群与其他学科期刊群之间的引用、被引用及这两方面的对比研究表明:力学倾向于引用的学科包括物理学(综合)、应用物理学、声学、原子分子及化学物理学、光学、基础数学、应用数学、航空航天工程学、自然科学(综合)、地球科学(综合)、计算机科学(各学科应用)、气象学与大气科学、高分子学、电气电子工程学等,这些学科以物理学、数学等学科为主,是力学的学科基础或学科支撑,对力学有较强引用倾向的学科包括工程学(综合)、机械工程学、冶金学与冶金工程学、纳米科学与技术学、制造工程学、土木工程学、化学工程学、器械仪器学、材料学(综合)、复合材料学、化学(综合)、物理化学、凝聚态物理学、数学物理学、数学(各学科应用)、地球化学与地球物理学、水资源学、热力学、海洋学、能源与燃料学、流体与等离子体物理学等,这些学科主要是工程技术类学科,也包括基础学科的一些分支学科,是力学的重要应用领域,力学可以看作是这些学科的基础或学科支撑.
最后,本文以钱学森的技术科学思想为理论依据,基于上述相关研究结果,从基础科学、技术科学、工程技术三个层次上对力学学科的性质与作用进行了分析.力学作为技术科学中的典型学科,是根植于基础科学之上的,主要以物理学的基本理论为指南,以数学和计算机科学为研究工具,为机械工程学、化学工程学、土木工程学、冶金学与冶金工程学等工程技术类学科服务的一门学科.力学还是材料学、热力学、能源与燃料学、纳米科学与技术学、海洋学等技术科学的基础.可以说,力学是技术科学和工程技术中大多数学科的共同基础.总之,力学以基础科学为指南,广泛应用于工程技术领域,是联系基础科学与工程技术的纽带.
第三篇机械科学与工程论文范文模板：非光滑域上科学与工程问题的第一类边界积分方程高精度机械求积法与分裂外推
尽管第一类边界积分方程已为工程界广泛使用,并且实算表明它拥有比第二类边界积分方程更高精度,但由于第一类边界积分方程缺少Fredhlom二择一定理的数学基础,故相关研究不多,且计算方法分析集中在以投影理论为基础的Galerkin方法和配置法.至于解第一类积分方程机械求积法,由于相关的聚紧理论对弱奇异第一类积分方程失效,未得到充分研究.另一方面机械求积法对每个矩阵元素生成只须赋值,不需要如Galerkin法或配置法必须计算二重或一重弱奇异积分,从而节省大量计算而值得关注.但是如何构造恰当求积公式及阐述相应求积方法的可靠性是计算数学的一大难题.
本文解决的思路是对前者借助Lyness与Sidi的弱奇异和奇异求积公式,对后者直接估计特殊情形的离散方程本征值上、下界.利用扰动理论,不仅得到机械求积法的合理性,而且得到离散方程条件数仅为O(h~(-1)),从而打消了对第一类积分方程数值解不稳定的顾虑.在此基础上我们首次提出了非光滑域上的Laplace方程,Stokes方程,双调和方程,Steklov本征值问题,弹性力学方程、非线性边值问题和三维轴对称方程等科学和工程问题的第一类边界积分方程的高精度机械求积法.尤其对凹角域情形,解在凹点奇异性将严重地影响了数值解的精度,如何提高它的精度,长期成为数学家们关注的热点.Galerkin法精度一般是O(h~(1+ε))(O＜ε＜1),配置法精度一般低于Galerkin法,而本文精度是O(h~3). 如何进一步提高边界积分方程的数值解的精度一直是计算数学的一重要研究课题,多年来数学家们认为核不光滑的积分方程外推缺少理论依据,尤其用求积法解第一类边界积分方程的外推算法,尚未发现满意结果.更不用说分裂外推这种改善精度的新技术.我们利用周期变换,消除了解在角点的奇性.由于各个边的网参数是独立的,导出了误差拥有多参数的奇次幂渐近展开,通过并行地解出粗网格上的离散方程,得到细网格上较高精度的解,从而首次建立了第一类边界积分方程的分裂外推算法.分裂外推不仅得到了近似解的更高精度而且得到后验误差估计.https://www.mbalunwen.net/weijiezhimi/83109.html
关 键 词 边界积分方程非光滑域机械求积法分裂外推后验误差估计并行算法 注:本文是由己经发表和接收的十篇论文及近期研究的主要结果(见附件)而构成,部分成果是在本论文中首次公布.本文的结果皆为作者在导师指导下完成的创新性成果.
第四篇机械科学与工程论文范例：机械系统可监测性设计理论及在船舶机械中的应用研究
近年来,飞机失事、航天器爆炸、桥梁坍塌、大型船舶和潜艇失事、核电站泄露等事故的频发,使人们对机械系统安全和可靠性的水平愈加关注；市场竞争的加剧、用户对机械系统产品属性要求的提高,使人们对机械系统的智能化水平要求更高；作为世界机械制造大国而非制造强国的中国,以“中国装备装备中国走向世界”为主旨的中国机械工业呼唤机械系统的原始创新.在这种前提背景下,机械系统运行性能状态监测技术得到了广泛关注和快速发展,状态监测故障诊断技术已在相关领域取得明显成效.随着节能减排的步伐加快,机械系统当前的维修保障模式也正在面对着巨大的挑战.如何保障机械系统安全、可靠、高效、低耗地运行仍是机械系统要研究解决的难题.
针对目前机械系统普遍存在可监测性水平低、在产品设计时未考虑系统可监测性问题的现状,文中围绕机械系统可监测性这一主题,以实现机械系统CBM和PHM为目标,以确保机械系统安全、可靠、高效、低耗、经济的运行为宗旨,将机械系统的可监测性上升到可靠性、维修性同等重要的性能地位,将状态监测设计纳入产品全寿命周期设计范畴,从状态监测技术和机械系统现代设计相结合的角度,基于系统理论和全寿命周期理论提出了机械系统可监测性设计理论体系.将可监测性设计理论体系的研究内容划分为四个方面：可监测性设计内涵；可监测性设计方法；可监测性分配方法(监测点优化布置方法)；可监测性设计评价方法.文中主要研究内容和成果如下：
(1)在大量阅读国内外文献、开展科学问卷调研和对工程化项目总结的基础上,归纳整理出机械系统状态监测故障诊断目前存在的问题和不足,即机械系统的现代设计和状态监测故障诊断这两个方面在实际生产过程中存在相互脱节和各自为政的问题.
(2)针对当前机械系统的现代设计与机械系统状态监测故障诊断脱节的问题,在研究机械系统运行特征及故障特点基础上,形成了可监测性的概念定义、内涵及外延等,规范了可监测性设计理论体系的基本术语；基于系统论和全寿命周期理论提出了完整的机械系统可监测性设计理论体系；将可监测性设计内容划分为四个部分,构建了可监测性设计理论体系框架和基于全寿命周期的可监测性设计理论工程化实施应用基本框架.
(3)在论述可监测性设计工程实施特点的基础上,引入协同理论构建了基于协同理论的机械系统可监测性综合优化设计方法；基于分布式系统设计实现了机械系统可监测性设计信息协同通讯系统,
(4)研究了机械系统可监测性分配(监测点优化布置),提出了监测点选取的要求和策略；传感器选取时注意的事项和制定了选取策略；基于层次理论的机械系统监测点优化布置方法和基于故障树理论的机械系统监测点优化布置方法.
(5)构建了可监测性设计评价指标体系；提出了基于三阶段可监测性设计综合评价方法和基于灰色理论的可监测性设计综合评价方法.
(6)以交通运输部的远洋救助船为研究对象,进行了可监测性设计理论在船舶动力机械设计中的工程化示范应用.基于船舶设计制造流程的特点构建了船舶动力机械系统可监测性设计工程化应用框架,为可监测性设计理论的推广奠定了基础.最后提出了基于可监测性设计理论的机械系统综合保障系统的未来发展框架.
机械系统可监测性设计理论的全面研究和工程化应用将有助于提高机械系统可监测性水平；有助于提高机械系统状态监测故障诊断技术水平的发展；有助于提高机械系统故障诊断中微弱信号的获取和识别；有助于推动机械系统状态监测新技术的研究和应用；有助于机械系统产品的设计创新；有助于提高机械系统的市场竞争力；有助于提高机械系统的智能化化设计水平和可靠性、安全性水平；有助于机械系统现代维修保障模式的发展.
第五篇机械科学与工程论文范文格式：高等工程教育改革：对学科规训的突围
我国工程教育按照科学教育的模式来建立,理论与实践相脱离问题,是20世纪90年代学科导向建制以后,高等工程教育领域里最突出的痼疾,并在对“研究型”人才培养目标的追捧中有进一步升级的趋势.历史的进程总是如此相似,早于我国工程教育萌芽之前二个世纪的西方国家,工程教育也曾在实证主义和科学主义的影响下,走过科学化的发展道路.那么,究竟这种科学化的发展模式是如何形成的
在大学这个知识生产和传播的主要制度性场所中,没有任何的教育实践可以先天地避免权力的染指,个人在获得知识的同时必然伴随着接受一种方式的规训.“学科规训”这一概念既指向了知识本身,更多意义上在于它的社会建制.学科规训在本研究中具备双重身份：它首先是一种研究视角,因为它本身就是在学科生成发展的基础上提出的一种学科功能理论,它所关注的正在于解释学科知识生产为何会呈现当前的状况,因此,学科规训理论在塑造“学科人”上具有较好的话语建构力量；其次它也是一个值得研究的问题,即科学进入大学以后,科学教育的规训方式是如何建立起来并影响整个人才培养方式的.
18世纪自然科学进入大学,促进了现代意义上学科体系的形成,并改变了知识的特征——分门别类、标准化与规范化及严谨的理论逻辑体系——成为规训权力合法性来源.正是在科学建制化过程中,知识与权力的共谋以及知识所获得的霸权地位才得以彰显,通过学科规训建立起来的知识生产和个体塑型的秩序实质上就是科学规训.科学规训的主要特征在于“书写中心主义”和“可算度性”.其中,“书写中心主义”的本质就是理论中心主义；“可算度性”则指向了评价标准的简单量化.科学规训的结果是,原有的以人文学科为主导的大学教育体系被瓦解,取而代之的是以学科分类为基本范式的学科规训制度.这种新的学科研究和人才培养模式很快也成为了现代大学的基本教育制度.自然科学在大获全胜的独尊地位中,反过来规训了产生于它之前的人文学科及后来进入大学的应用性学科.18世纪后半期至今以来的教育体系就是在这种科学规训的方式下被建构起来的.
当科学规训的藩篱套住大学场域的知识生产和传播后,19世纪下半叶才逐渐进入大学的工程知识,也必须借助科学规训才能使经验性、实用性的高等工程研究和教育在大学中获得合法地位.工程教育进入高等教育的领域源于社会现实发展的需要,但因各国办学传统的不同而表现出不同的发展路径.例如德国和法国的传统大学坚守它的“纯正血统”,长期将实用知识排斥在外,因而产生了一批开展高等工程教育的新机构；而美国的办学模式则比较多样化,较早地在传统综合性大学里建立起了专门的工学院.
学科规训让实用工程知识在大学中获得学科建制,从而使工程教育科学化.由此,工程教育的特征表现为：在课程结构设置上,特别重视数学和自然科学基础知识的比例；在教学过程中,特别重视对学生理性逻辑思辨以及公理化、数学化等学术话语方式的训练；在教学评价过程中,特别重视对确定性理论知识的考核.它的优点在于能够促使个体建构起完整而融贯的理论知识体系,接受严格的方法学训练,熟知具有普适性价值的研究方法,从而有助于个体理论基础和认知能力的发展,并最终提高个体的专业化水平.从根本上改变了过去依赖经验和实践总结的“手册式”工程教育,大大提高了教育质量.
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但是在这种成功背后,也遮蔽了它内在隐藏的矛盾.以理论和学科为中心的科学教育模式,日益被导向单维的追求效率的工具,它一味地以追求知识的确定性对教育模式作出简单量化及去情境化的非法还原,工程本身的系统性和完整性也被分科教育模式分解得支离破碎,其最后的结果是造就了缺乏创造力、实践力和综合能力的“单向度”人.这种不断自我增强的规训机制的弊端,在20世纪50年代工程学科的高度分化与融合以及大量交叉学科与横断学科的出现中被暴露无遗.
工程教育开始反求诸己,“回归工程实践本质”、“大工程观”的教育理念就是在这一时代背景下提出来的.工程的本质特征内在地决定了工程教育的特征.就工程本身而言,它是一个领域,而非学科.但任何知识形式要想在大学中获得传播和生产的合法性资格,就必须以学科的形式出现.故此,工程教育改革的*点在于对科学规训藩篱的突围,寻求从以学科为中心到以学科为依托、强调学科间的交叉渗透；从以理论为中心到以实践为中心的转变.
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