机械工程专业英语

第一篇4

当我们看看周围，我们可以发现一个充满“物质”的世界：机器、装置、工具；这些东西是我们设计、建造和使用的；它们由木材、金属、陶瓷和塑料制成的。我们从经验知道一些东西比其他的要好；它们寿命更长，成本更低，更安静，更好看，或更易于使用。

然而，理想的情况下，每一个这样的产品都是根据设计师对某些“功能需求”的理解设计出来的。也就是说，它被设计来回答这个问题，“它应该具有拿些确切的功能？在工程领域，主要的功能通常是承受一些由重量、惯性、压力等产生的负荷。

从我们房屋的的房梁到飞机的机翼，都必须有适当的材料、尺寸、紧固件的组合应用，以制造出在合理的生命周期里以合理的成本满足功能要求的结构。在实践中，工程力学方法被用在两个完全不同的领域：

1）任何新装置的设计都需对其结构、尺寸、材料、载荷、耐久度、安全性和造价方面进行反复的、交互式的考虑。

2）当一个装置意外地失效后，通常需要进行研究工作，来找出失效的原因和确定可能的改正措施。最好的设计通常是不断排出薄弱环节的演变过程。

对许多工程师来说，以上两个过程是绝对精彩和愉快的，更不用说可以获利了。

对于任何实际的问题，总是缺乏足够完整和有用的信息。我们很少准确地知道实际荷载和工作状态，因此，所做的分析工作也很少是精确的。虽然数学可能是精确的，但是全面分析通常只是近似的，而且不同的专业人员可得到不同的（分析）结果。

在工程力学研究中，大部分问题想要得到唯一解就要足够理想化，但我们要清楚 “真实世界”远不是理想的，因此为得到问题的解决方案我们不得不做一些理想化（简化）假设。

我们经常研究的技术领域叫“静力学”和“材料力学”，“静力学”研究作用于固定装置上的作用力，而“材料力学”是指这些力在结构上的影响（变形、负荷极限等）。

然而很多装置实际上不是静态的，如果与动力学有关的额外负荷已经有考虑了，那么这里的方法用于动态环境也是完美的。无论何时（只要）动态力相对静态负荷要小，系统常常被认为是静态的。

在工程力学中，我们非常重视与实际问题本质有关的各种类型的近似方法。

首先，我们要讨论的是处于“平衡”状态即没有加速的物体。然而任何东西都在加速，如果我们观察足够仔细的话。我们认为很多结构件是“没有重量”的——但它们从来不是这样；我们认为力作用在一个“点”上，但所有力都作用在一个区域上；我们认为有些零件是“刚性的”——但所有物体在负载作用下都会变形。

我们会作一些明显是错误的假设。（但）这些假设常可使问题简化，更容易驾驭。你会发现目标是只要不使结果严重降级（歪曲），就尽可能多的做出简化的假设。

通常没有明确的方法去确定怎么完整（全面）或精确地去处理问题：如果我们的分析太简单，（我们）可能不会得到一个中肯的答案；如果我们的分析太详细，（我们）也许得不到任何答案。通常更好的是从相对简单的分析开始，添加一些需要的细节以获得实用解。

在过去二十年间，用以解决问题的计算机方法可用性得到了巨大的提升，过去不能解决是因为解决问题所需的时间受到限制。同时计算机的性能成本和使用成本有成数量级的降低。我们在校园里、在家中，在商务场所都正在经历着一个“个人计算机”的浪潮。

18、机械设计者的责任。

一台新机器的产生是由于对它有一个实际或者假象的需求。它是由某人对能完成特定目的的装置的构思发展而来。构思之后是对元件间的协调的研究，杆件的位置和长度(这其中可能包括了连杆的运动学研究)，齿轮、螺栓、弹簧、凸轮、和其他机械元件的放置。

由于所有的想法都会受到改善，所以通常会得到几种解决方案，最后选择看上去最好的方案。

一个设计的实际应用，是根据科学原理和经验基础上的精明判断相结合的。一个设计问题很少会只有一个正确的答案，这通常会令机械设计的初学者很苦恼。

设计问题通常不止一个解决方案。给定一个一般的设计问题，比如设计一个能在家里自动洗衣的机器，因为有很多的设计团队，所以会有很多不同的方案——这个可以从市场上的洗衣机数量得到证明。

工程实践问题通常需要折衷的办法。竞争可能就需要违背某人最好的工程判断而做出一个勉强的决定；生产上的困难可能迫使对设计做出更改，等等。

一个好的设计者要有很多特征，比如：

1）对材料的强度有很好的了解，这样应力分析才合理。机器的构件应有足够的强度和刚度，或其它所需的特性。

2）熟知在机器中使用的材料的特性。

3）熟悉各种制造过程的主要特点和经济效益，因为组成机器的构件的制造必须在一个有竞争性的**之上。对某个制造工厂而言经济效益高的设计，对另一个工厂而言经济效益可能不高。比如，在一个有很好的焊接车间但没有铸造车间的工厂会发现，在某一特定的情况下焊接是最经济的制造方法；然而，面对同一问题，另一个工厂因为有铸造车间（可能有也可能没有焊接车间），可能会选择铸造。

4）对各种各样的情况都有很好的专业知识，例如在有腐蚀性的环境、温度很低或相对高温的条件下材料的性质。

5）做出明智决定前的准备：a、什么时候使用样本、购买原料或相对可靠的东西、什么时候进行客户定制设计是需要的；b、什么时候用经验来判别设计；c、在开始加工之前什么时候进行设计的使用性能测试；d、什么时候采取特殊的措施来控制振动和噪音。

6）一定的审美观，因为如果产品用于销售，需具有“顾客吸引力”。

7）了解经济效益和比较成本，因为工程师存在的最大理由就是是替雇佣他们的人省钱。任何会提高成本的东西都应该合理，例如，（产品）性能的提高，添加有吸引力的特征，或者更持久的耐用性。

8）创造性和善于创造的本能，这对最大效益是最重要的。创造性会出现，是因为一个有活力的头脑是不会满足于事物现状并愿意去创造。

当然，还有很多重要的考虑因素及许多的细节。操作机器是否安全？如果操作者失误能否得到保护？

振动会不会产生噪声？机器噪音是否过大？构件的安装是否相对简单？

机器是否易于操作和维修？

当然，对每一个问题，没有一个设计者能具备足够的专业知识来考虑上述所有的特性而做出最佳的选择。较大的设计团队会有执行特定职能的专家，较小的设计团队可以雇佣顾问，然而，一个工程师越了解设计中的所有阶段，他就能做出越好的选择。设计是一个要求严格的专业，但当你有很广泛的经验知识，它也是相当有趣的。

第三篇。22、材料选择过程。

适当的材料的选择是设计过程中关键的一步，因为它是连接计算机的计算与一个真正的工程设计图纸的线路的关键决策。当发现目前有超过50000种有用的金属合金和与这个数目很接近的非金属工程材料数量时，这个决策过程的艰巨性可以意识到。材料的选择不当，不仅会造成零件或组件故障，也会造成不必要的成本。

为一个零件选择最好的材料不仅包括选择一种能提供必要使用性能的材料，并且这种材料与材料加工成成品的过程紧密相连。因此，不负责任地选择材料会增加制造成本和不必要的零件成本。并且，该零件的性能可能会在这个过程中改变，并可能影响零件使用性能。

多材料的选择是基于过去的经验。以前使用过的材料显然是一个解决方案，但这并不是最佳的解决方案。不久前，材料的选择是设计过程中的一小部分。

从前，材料是从操作手册里列出的有限的选择和有限的性能数据的基础上选择出来的。然而，如今，对于所有常规并简单的设计这是不可接受的方法。在许多先进的航空航天和能源的应用中，材料受性能的限制。

在更多消费者导向的应用中，材料性能的要求可能不那么严格，降低成本的压力比以往任何时候都更强大。在汽车领域，驱动器通过减轻重量提高能源效率彻底改变了材料选择。随着我们进入材料短缺的时代，产生了另外一种压力；一个基于历史数据而进行的材料选择将是不可能的，因为想要的材料可能得不到。

因此，如今比以往更需要在理性的基础上进行材料选择。材料选择的一个问题通常涉及一下两种不同的情况：

1、为一个新产品或新设计选择材料。

2、对现有的产品或设计进行价值评估，以降低成本，提高可靠性，提高性能，等。

实现一种新材料的全部潜在性能一般是不可能的，除非对产品进行再设计，以开发材料的性能和制造特征。换句话说，如果只是简单的代替一个新材料而没有对材料的设计做任何改变，那么基本上不可能提供材料的最佳效用。通常情况下，材料选择过程的本质并不是选用性能比其他更优的材料，而是选择生产和编制材料的过程胜过其他过程的项目。

例如，锌基合金的压力铸造法可能胜过聚合物的注射成型法。

材料的选择，如工程设计的任何其他方面，是一个解决问题的过程。在这个过程中的步骤可以被定义为：

1、对材料要求的分析。确定使用的条件和产品必须承受的环境。转化成关键材料的性能。

2、在大型材料性能数据库中比较所需要的性能并筛选出看起来可以用于应用程序的少数材料。

3、根据产品性能的权衡分析、成本、可制造性、和可使用性对候选材料进行分析，选择出应用程序的最佳材料。

4、通过实验来确定已选材料的关键材料性能，在设备预期遇到的特定条件下获取材料性能的可靠数据测量。

因为有超过100000的市售的可识别的不同性能和成本的金属，陶瓷，聚合物，和复合材料，使用电脑进行储存、操纵、和检索信息具有显而易见的优势。

计算机数据库的首要优势是可以以一种为特定的应用程序检索出具体的某条信息的形式存储大量的信息。其他的优点是，数据库当即保存的容易性，链接相关信息的能力，及时更新客户所需信息的容易性。

特定设计的决策将会归结为性能和成本的权衡。应用程序有一个连续的变化范围，从性能是至关重要的应用（航空航天和国防都是很好的例子）到那些成本明显占主导地位的应用（家用电器和低端电子消费品都是典型的例子）。对于后一种应用类型，厂商没有必要提供在技术上是可行的最高的性能水平。

26机床。在切割操作中使用的机床的一般特征，在这篇文章进行阐述。依据功能和所包含的配件，设备可分为不同类别。主要类别如下所述。

车床车床通常被认为是最古老的机床，并在1750s产生。车床上进行基本操作有车削，镗，和端面车削。

最常见的车床（普通车床）的基本组成部分是床身，床头，尾座和。托架。工件的一端是被一个安装在主轴的夹头夹紧，主轴在床头旋转。

工件的另一端是由尾座支撑。床头包含主轴转速传动齿轮，并通过适当的齿轮和进给杆，驱动车架，使滑动装配滑动。托架提供运动平行旋转轴，横滑板提供了正常的运动。

切削刀具，连接到一个刀架和托架，沿床消除材料。切割操作是按工件所需的一定的外设速度，进给速度，切削深度运行。

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