北方工业大学机械工程专业介绍

　　学科简介

　　机械工程学科以先进制造技术为目标，利用数学方法与自然科学规律，综合应用力学、机械原理与机构学、工程图学、计算机控制技术和先进检测技术开展设计理论、制造技术、制造系统和制造模式研究的学科。

　　北方工业大学机械工程学科是北京市级重点建设学科，拥有“机械制造及其自动化”、“机械设计及理论”、“机械电子工程”、“材料成型及控制工程”4个二级硕士点，1个“机械工程领域”工程硕士点。

　　本学科培养具有良好的道德品质和思想素质，具有学风严谨和创新精神，在机械工程领域内具有坚实的基础理论和系统的专业知识，了解本学科的发展现状和趋势，掌握本学科科学研究与技术开发的基本方法和技能，能结合本学科的实际问题进行有创新性的研究与实践，较为熟练掌握一门外国语，可在产、学、研各界从事教学、科研、技术开发和经营管理等工作的专门人才。

　　本学科面向高效能机电系统设计理论与装备研制，开展工程应用与科学研究，在数控加工技术与机电一体化装备、机器人与微机电系统、辊弯成形工艺与装备、材料成形与控制领域形成了鲜明的特色和优势。每年招收50名左右硕士研究生(学制3年)。

　　学科优势与特色

　　n 省部级重点实验室：

　　北京市变截面辊弯成形工程技术研究中心

　　n 北京市重点建设学科：机械电子工程

　　研究基地：北方工业大学机电工程研究所、北京市变截面辊弯成形工程技术研究中心、微机械设计与加工实验室

　　n 学术创新团队：节能玻璃深加工自动化装备研发、油气润滑关键技术研究及成套设备研发

　　n 高层次人才：1名北京市拔尖人才、1名长城学者、1名北京市教学名师、1名北京市学术创新人才、1名北京市科技新星、1名北京市青年拔尖人才

　　近5年来，获得国家自然科学基金8项，北京市自然科学基金5项，国家科技支撑计划项目1项，横向课题数百项，科研经费总额达3500多万元，取得国家发明专利50余项，软件著作权30余项，在国内外高水平期刊、学术会议发表学术论文200多篇，其中进入三大检索121篇，出版高水平专著9本。多次获得部级科技进步奖，其中“辊弯成型关键技术研发及应用”于2009年获得中国机械工业科学技术一等奖。

　　本学科研究生均参加科研实践活动，参加和完成学术报告。本学科定期组织国内外著名专家学者在各研究方向开展学术交流活动。研究生有机会参加国内国际学术会议。

　　研究方向及科研成果

　　方向1：机器人与微机械

　　该培养方向从事柔顺空间机构学、机器人机构学、仿生机械学、和微机械电子系统(MEMS)设计与控制理论方面的教学、科学研究和工程实践工作。以发展非完整约束和过约束机械系统的设计理论为目标，探索研究“欠驱动机构”、“过驱动机构”、“可重构机构”、“全柔性机构”、“多稳态全柔性微机构”的运动学、动力学、控制理论和工程应用问题。解决航天、航空飞行器、自动船舰系统、仿生机器人系统、人工假肢等领域的关键理论和技术问题。

　　方向2：数控加工技术与装备

　　本培养方向开展非标机电装备的工程技术研究。主要基于计算机软件和硬件环境，将数字控制技术广泛地应用于专门装备的实用技术。它覆盖从概念设计、详细设计、工程分析、数控加工、虚拟制造模拟到产品维护等各个产品开发和生产的全过程。以CNC为核心控制部件的多控制系统及多轴多系统配置技术研究，实现对于特殊加工任务的高品质高精度的自动化装备研制。

　　方向3：机电系统性能优化与装备研制

　　本培养方向开展多种金属材料辊弯成型工艺与装备的研究。针对辊弯成形机理复杂，成型过程多因素耦合交互作用下的复杂变形过程进行工艺规划与装备研制。从机电系统最本质的特征出发,研究包括机械力、运动和能量流等多动力学任务的机电部件相互联系的系统;将先进的运动控制器、伺服驱动产品通过主流的现场总线进行连接，配以包含工艺的系统控制软件，进行各种非标机电一体化装备的设计理论与设备制造研究。

　　方向：材料成型与控制

　　本培养方向金属材料、复合材料、功能材料的制备工艺与装备、性能与特征等方面的研究。从材料化学结构、物理性能等本质出发，针对结构功能需求进行制备工艺、成型装备等方面的研究，特别针对成型过程中经历反复拉伸和压缩变形，横向逐步弯曲反复加卸载的过程，交叉硬化效应、包辛格效应对成型过程产生的影响等方面，及材料表面特性等方面开展深入研究。

　　科研环境与条件(科研平台)

　　1)、北京市变截面辊弯成形工程技术研究中心

　　2009研制成功单轴变截面辊弯成形机。通过轴向加装伺服控制系统，使得一侧的轧辊可以按照计算机控制指令实现轴向移动，从而可以生产单侧变宽度的加工成型。

　　2010年针对变截面辊弯成形，预先开展辊弯成形机理分析。为成型装备提供成形力、成形力矩等基础数据，也可模拟成形过程，预测成形缺陷，为装备设计和开发提供必要条件。为了探索变截面辊弯中的板料复杂加载路径下的变形行为，专门开发了能够实现任意双向变比率加载的拉伸试验机。

　　2)、机械工程研究所

　　研究领域侧重工程实践项目，主要包括：节能玻璃深加工装备开发，地下水位、水库水位水质、河道水位流量远程监测与数据无线传输技术，农田灌溉远程控制自动计量闸门开发。上述领域的研究成果申报国家专利10余项，并已陆续在国内推广使用。

　　针对国内高端节能玻璃深加工装备被国外公司所垄断的现状，运用现代设计方法及数控技术，先后开发了具有自主知识产权的立式玻璃磨边机、涂胶机、清洗机、分子筛灌装机、折弯机、合片机等设备，授权国家发明专利、实用新型专利10余项，研发的设备参加2011上海国际玻璃工业技术博览会，受到国内外用户好评，已有多家用户使用，其中涂胶机出口韩国2套。

　　自主研制开发的ZLSW-2地下水位远程监测与评价系统，可动态掌握区域水资源变化及利用情况，最大限度的提高水资源的调控使用效率,实现对地下水检测的科学化、现代化管理，是目前国内城市、农村地下水监测先进的系统解决方案。根据目前我国水源水质监测的实际情况，自主研制开发的水库水位水质远程监测系统，实现了对水库的水位水质实时评价、实时监测、实时管理。

　　学科带头人简介

　　李强 教授

　　博士，现任北方工业大学机电工程学院机械系学科带头人、北京市变截面辊弯成形工程技术研究中心副主任，内蒙古工业大学固体力学博士点博士生导师，曾任内蒙古工业大学机械学院院长。全国学位与研究生教育评估专家，教育部高等学校教学指导委员会“机械设计制造及其自动化”分委员会委员，中国机械工程学会 “机械设计制造及其自动化”专业认证专家，高级会员。

　　主要研究方向有：机电系统动力学分析与优化、智能优化方法、机电一体化非标装备研制、机器人技术与设备。先后主持国家自然科学基金项目1项、国家科技支撑计划项目1项、博士点基金项目1项、承担企业横向课题20余项。