内蒙古科技大学机械工程学院学科建设发展规划(共9页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上机械工程学院学科建设发展规划 （2008-2012） 在学校确定的“立足内蒙古，面向全国，主动适应自治区经济社会发展和国家基础工业的需要，充分发挥学科专业优势，走产学研相结合的道路，不断提高办学水平和效益，实现学校可持续发展。把学校建设成以工为主、多学科协调发展，特色鲜明的教学型普通高等学校，使学校办学水平在自治区高校中领先，在国内同类高校中领先”的办学思想指导下，根据“重点建设适应自治区经济社会发展需要的学科专业，形成以工为主，理、工、文、经、管法等多学科协调发展，在冶金、材料、矿业、机电、建筑、能源等领域具有优势的学科专业体系”的学校学科定位，为充分发挥学科建设在

2、学院建设和发展中的龙头地位，努力探索一条“教学立院、科研强院、人才强院、发展兴院”的有特色的建设与发展道路，推动学院持续、健康、协调发展，特制定机械工程学院学科建设发展规划（20082012）。 一、现状与基础 1、专业与学科状况 目前学院设置有机械设计制造及其自动化、工业设计、过程装备与控制工程和车辆工程4个本科专业，涵盖了机械工程一级学科下四个本科专业中的3个（机械设计制造及其自动化、工业设计、过程装备与控制工程）及机械工程一级学科本科目录外专业1个（车辆工程）。本科生在校规模为1467 名。其中机械设计制造及其自动化专业为内蒙古自治区品牌专业（2006年）。学院拥有机械工程一级学科下4个

3、二级学科中的3个，即：机械电子工程（2000年）、机械设计及理论（2002年）及机械制造及自动化（2005年），同时还具有机械工程领域硕士点。其中机械电子工程为内蒙古自治区重点学科（2007年）；全日制工学硕士在校生63名，工程硕士34名。 目前，我院专业和学科所呈现出的特点是：学科方向较明确，结构基本合理，互补性强；学术队伍结构较为合理，具有较强的业务素质和较高的学术水平；本科生培养方案不断完善和优化,并得到精心实施；教学质量不断提高，从而为高层次人才培养奠定了基础；学术研究取得一定的成绩；科研经费稳步上升，办学基础设施逐步完善；学科管理措施较为得力，管理水平不断提高。 2、学术梯队基本形成

4、，科研成果较丰富 学科专业建设的基础是构建一支结构合理、教学和学术水平较高的教师队伍。目前学院有教师54人，其中正、副教授33人，占教师总数的61%，讲师12 人，占教师总数的22 %，35岁以下的青年教师21人，占教师总数的40 %；形成了较合理的职称及年龄结构；硕士及以上学位教师37人，占教师总数的 70%，学历结构日趋合理；毕业于外校或在外校完成高一级学历学位教育的教师已占教师总数的60 %，学缘结构渐趋完善。教师队伍中，1人入选自治区“新世纪321人才工程”，2人获宝钢教育基金优秀教师奖，从20042008近5年期间，我院在学科建设、科学研究、教学改革等方面取得突破性进展，获得了一系列

5、的成果。完成和正在进行的科研项目20多项，其中国家自然科学基金项目1项，国家科技部“十一五”科技支撑计划项目1项，科技部“十五”重点科技计划项目1项，内蒙古自治区自然科学基金项目2项，内蒙古教育厅科技项目3项；自治区科技攻关项目5项，包头市科技攻关项目6项,横向科研项目9项，目前在研的科研经费430万元；承担的教改项目24项，其中6项自治区“十一五”高等教育科学规划课题，2项自治区教育改革成果研究课题。获4项省部级科技进步奖，2项包头市科技进步奖，2项自治区教改成果二等奖，1项冶金行业优秀教材奖，获专利4项。在国内外学术刊物、学术会议公开发表学术论文150余篇，其中：发表在核心期刊83篇，被国

6、际三大检索收录8篇。出版专著2部，教材11部。 3、学科办学条件明显改善 学院已经建成四个专业实验室和教学科研场所，即机械基础实验（室）中心、 机械专业实验室、过程装备与控制工程专业实验室、CAD与测试技术中心及工业设计实践场所。总面积达1764平方米，教学用计算机200余台，实验仪器设备固定资产741.9万元。其中，机械基础实验（室）中心2006年被评为首批内蒙古自治区实验教学示范中心。同时，还结合学科发展建设了学院资料室。并与宝山钢铁公司、包头钢铁公司、四川长虹电子集团有限公司、南京紫光精细化工厂等13个大中型企业建立了良好的产学合作关系，形成了稳定的校外实习基地。 4、学院学科建设存在的

7、主要问题 机械学院的学科建设工作虽然取得了一定的成绩，但与校内外知名学科相比，还存在较大差距，如缺乏长期研究的历史积累和凝练、研究的基础比较薄弱，缺少知名的大师学者、高水平的科研基地，国家级纵向科研课题相对较少，科研成果的级别和水平有待进一步提高等。 二、学科主要研究方向及学术队伍 机械学院根据国家、地方经济建设和社会发展的需求，以及学科自身的发展规律，通过学科的交叉、技术的融合和具体的实践，经过多年来的发展，在以下四个方向形成了稳定、富有特色和水平的研究方向：（1）设备设备状态监测、故障诊断及质量控制（2）制造业信息化技术的研究（3）纳米超硬材料表面制造技术的仿真研究（4）机械系统设计与应用

8、 研究方向一：设备状态监测、故障诊断及质量控制 该方向的学术带头人为王建国教授、任学平教授，主要学术骨干有杨文志副教授、苏风歧高级工程师和石炜副教授等。 本方向致力于以下方面的研究内容：重型设备的运行状态监测、现代信号处理方法、对设备的故障进行分析、诊断等领域的研究。其主要的研究特色是对于典型冶金设备进行基于信号处理及特征提取的故障诊断方法主要有时域特征参数及波形特征诊断法、时差域特征法、幅值域特征法、信息特征法、频谱分析及频谱特征再分析法、时间序列特征提取法、滤波及自适应除噪法等；并依据设备运行或激振时的振动信息，通过某种信息处理和特征提取方法来进行故障诊断的振动信号诊断方法用于在线实时故障

9、检测。 本研究方向拥有较为先进的检测技术手段和仪器设备，在为包钢等冶金企业解决现场问题方面特色突出，所完成的一批横向研究项目，为企业提高了设备的安全性、降低事故的损失、减少维护成本、提高了经济效益；对确保设备的安全运行、提高产品质量、节约维修费用以及防止环境污染均起到重要作用。研究成果得到了国内同行的认可，在国内外的主要学术期刊和会议发表了多篇具有较高质量的学术论文（结晶器不同振动曲线测试、数据分析和处理（仪器仪表学报 EI收录） ；连铸机结晶器动态位移在线测试及分析 （自动化仪表） ； Extraction of gearbox fault features from vibration s

10、ignal using wavelet transform （Journal of Physics ISTP收录)）。先后承担或完成了重轨残余应力形成机理及模拟研究（国家自然科学基金项目，在研）等一批水平和实际应用价值较高的科研项目，并获得了丰硕的研究成果。获得内蒙古自治区科技进步一等奖一项（大型热轧辊表面激光强化处理技术研究，2002年）；内蒙古自治区科技进步二等奖二项（钢坯剪切机刀片堆焊修复技术研究，2000年，中间包连续测温装置的研制，2006年）。 研究方向二：制造业信息化技术 该方向的学术带头人为李强教授，主要学术骨干有杨建鸣教授、张玉宝教授、高耀东副教授等。 本方向主要研究现代产品

11、设计与制造方法、动态设计、CAD/CAM/CAE应用与二次开发技术、三维造型、虚拟样机与可识化技术、虚拟产品开发、有限元仿真与分析等。具体研究产品整个生命周期中相关数据和过程的管理理念及方法（PDM、PLM），重点研究支持产品创新的知识管理和流程优化，产品数据管理，分布式计算和服务，工作流管理等技术及应用。现代制造企业的管理模式与组织理论，重点研究面向管理的企业模型与建模技术，企业管理系统分析、设计，ERP、SCM、CRM等技术及应用。 制造数字化技术近几年发展十分迅速，已从单纯一项设计技术手段发展成一系列技术的集成，可以称之为数字集成技术，是制造业信息化的核心技术，主要支持和实现产品设计、分

12、析、工艺规划、数控加工及质量检验等工程活动的自动化处理。 本研究方向依托建立在内蒙古科技大学的内蒙古装备制造业信息化技术中心和包头市制造业信息化生产力促进中心，主要在以下方面开展了特色研究： 1、保证装备制造集成系统技术范围内相对统一、基于特征的产品定义模型，并运用产品数据交换技术，实现CAD/CAE/CAPP/CAM之间的数据交换与共享的特征技术研究。 2、保证各集成系统技术之间数据的一致性、可靠性和数据共享，采用工程数据库管理系统（即PDM系统）来管理集成数据，真正实现CAD/CAM之间信息交换的集成数据管理技术研究。 3、CAD/CAE/CAPP /CAM在基于虚拟环境的仿真平台下，建立

13、统一的可视化产品数据模型，实现信息共享和数据反馈，提高产品研发与制造的敏捷性、柔性和效率，通过三维模型和虚拟样机的仿真分析，根据已有的生产条件，对产品各关键零件进行虚拟制造，从而实现产品设计开发、生产制造的无纸化和一体化。 本研究方向已经承担和完成了一系列的高水平课题：制造业信息化关键技术的攻关（科技部“十五”科技攻关项目）；制造业信息化科技工程企业示范技术的研究（科技部“十一五”科技支撑项目）；模具智能CAD系统的研究（内蒙古科技攻关项目）；螺旋齿轮淬火工艺的CAE分析（内蒙古科技攻关项目）；面向中小企业的ASP平台的研究与开发（包头市科技攻关项目）；CADPDM共性技术的研究（包头市科技攻

14、关项目），重型车辆PDM系统的开发（包头市科技攻关项目），在国内外的主要学术期刊和会议发表了多篇具有较高质量的学术论文，其中EI收录2篇，ISTP收录3篇，“数控技术在机床改造中的应用研究”获得包头市2006年科技进步二等奖。 研究方向三：针对纳米产品设计和制造的计算仿真方法研究 该方向的学术带头人为刘学杰教授，主要学术骨干有谭心副教授等。 未来20年内各项主要技术（信息技术、生物技术、能源技术、新材料技术、航空技术、航天技术、海洋技术）发展的关键是纳米产品的设计和制造。对于纳米产品的设计和制造需要建立一个设计体系，包括产品设计（根据功能要求，进行精确的纳米结构设计）和产品制造的工艺设计（根据

15、精确纳米结构要求，进行精确的工艺条件、工艺参数设计）。本研究方向的主要工作是为建立纳米产品的设计体系开发相应的计算和仿真方法。 在“数字工厂”的总体研究框架下，我们选择了“Ti-Si-N超硬纳米复合表面和PVD表面沉积工艺”为具体研究对象，开展了试验、计算和仿真研究。研究是建立在纳米制造和数字化制造交叉点上新兴的探索，主要研究纳米制造中工艺过程的数字仿真技术。工艺过程的数字仿真技术一方面可以对工艺过程的分析一直深入到分子、原子间的相互作用，考察各种原子个体的基本行为（迁移、扩散和结合）；另一方面又可以探查这些相互作用和个体行为的统计效果，即纳米结构自组织、自安装的机理。因而，工艺过程仿真将成为

16、应对纳米制造新考验的有力的工具。我们综合了kinetic Monte Carlo (KMC)方法、势能面搜索方法、并行计算方法、第一性原理方法，自行开发了三维无格点KMC仿真并行计算程序。通过大量的KMC仿真和第一原理计算，我们基本查出了Ti-Si-N超硬纳米复合表面的基本结构和沉积生长基本过程，从而为设计纳米结构和确定制造工艺条件、工艺参数最佳组合奠定了基础。这些研究对于进一步为建立纳米产品的设计体系开发相应的计算和仿真方法积累了经验。 正在开展的研究是用计算仿真的方法考察纳米结构和性能（硬度、能带、磁性、光学、光电）的定量关系；考察原子个体迁移扩散行为与形成规则的纳米结构的定量关系。由此建

17、立纳米产品的设计体系。这对开发各种新型纳米复合结构和推动数字化制造、纳米制造技术的发展有很重要意义。 本方向已经完成和现在承担的研究项目：(1)德国联邦项目(iff12807): The basic structure and formation mechanics of Ti-Si-N superhard nanocomposite coatings; (2) 内蒙古教育厅科研基金项目(NJ06077): 用三维无格点动力学蒙特卡罗方法研究Ti-Si-N超硬薄膜生长中纳米结构的形成机理。完成博士论文一篇、硕士论文四篇，国际会议论文一篇、国内期刊论文四篇。 研究方向四：机械系统设计与应用 该方

18、向的学术带头人为汪建新教授，主要学术骨干有王春香教授、方桂花教授等。 主要进行机电声光液领域中新技术、新材料、新方法的应用研究，在相关理论方面进行探索，着力于基于反求工程技术与优化技术的新产品研发和对已有设备或系统进行改造；对生产工艺过程进行优化；开发研究、研制新的技术装备和工业产品。同时重点从事稀土磁致伸缩材料的应用研究。 本研究方向依托内蒙古科技大学机械工程学院CAD与测试技术中心先后承担完成了高线吐丝机现场动平衡、连轧机主电机动平衡、初轧机在线监测、高线精轧机振动测试、机电综合实验台研制、液压实验台研制、太钢东山矿放矿系统改造、滚动模切机研制、液压测试台设计、磁致伸缩应用器件开发、棒条筛

19、最佳工作参数匹配研究等纵向、横向项目十几项，锻炼了队伍，积累了经验，已经具备了较强的开发新技术、新装备和新产品的能力。 目前进行的科学研究内容和从事的装备开发项目有： 1复杂曲面实物形状反求关键技术研究； 2基于磁致伸缩换能器的热声制冷技术应用研究； 3 磁致伸缩材料应用研究； 4 台包清理机床设计研究； 5 2000KA电解槽清炉机开发研制； 6 开口钻机设计研究； 7棒条筛最佳工作参数匹配研究； 本研究方向在国内外的主要学术期刊和会议发表了多篇具有较高质量的学术论文，其中EI收录2篇，出版教材2部。 三、学科方向的建设目标 （一）设备设备状态监测、故障诊断及质量控制研究方向 1、整体目标

20、针对“设备状态监测、故障诊断及质量控制”的研究方向，既要重视人才培养，也要营造良好的学术氛围，要加大开展科研活动。要达到能够承担国家、省部级课题的能力。要培养一支结构合理的研究团队。坚持并发展以理论为基础，以测试方法为手段，重视理论联系实际，努力把本研究方向建设成为院内一流的学科方向。 2、具体指标与措施 （1）学术队伍建设 要按照既要有少数优秀的指挥人才，也要有一支特别能战斗的队伍的原则来建设学术队伍，特别要加强中青年人才的培养。按照相关课程体系及相关老师的学术研究方向，考虑年轻教师的兴趣，要固定学术队伍，学术队伍由相关教师和本研究方向的教师所带的研究生组成，核心教师要固定。具体在近5年内再

21、培养3位本研究方向的骨干，分别在理论方面、在实际测试方面和在无线传感器网络方面形成骨干。并注意吸收3名左右的年轻教师形成年轻的学术骨干。 （2）科学研究 设备状态监测、故障诊断及质量控制研究方向按照以下四个方面开展工作： 、信息处理技术的研究 信息处理技术是对信号进行检测和分析处理，主要指针对机械设备的测试和设备运行状态的检测信号进行信息处理技术的研究，它也是设备故障诊断的前提和基础。目前，本学科在信号分析处理方面的研究内容，包括信号的自动测量、设备的在线检测，着重结合机械设备状态监测与故障诊断进行瞬变信号的检测和频谱分析、相关分析、细化谱分析以及包络分析等。某些故障信号具有不连续性和时变性，

22、采用短时傅立叶变换，wigner-vill分布、小波分析等时频分析方法，时频分析法是目前本方向研究的一个重点。 、各种机械故障机理的研究 机械故障机理研究的目的是了解故障的形成和发展过程，掌握故障的内在本质及特征，是故障诊断的理论基础。其研究方法是依赖于机械和相关的基础学科，建立机械设备故障分析的物理和数学模型，求出模型的解析解或近似解，进行仿真计算，从中总结出一般性的规律，找出故障特征量。利用得出的重要结论，有效地指导机械设备的监测与诊断，这方面的研究属于基础工作。 、无线传感网络（WSN）在设备故障诊断中的应用 无线传感网络（WSN）是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信

23、息系统，被誉为继个人电脑、计算机网络及无线通信之后，IT技术的第四次产业革命。虽然由于技术等方面的制约，WSN的大规模商业应用还有待时日，但是最近几年，随着计算成本的下降以及微处理器体积越来越小，已经有为数不少的WSN开始投入使用。我们加大此研究方法，主要是想将无线传感网络技术应用于现场的临时测试和长期设备状态检测和故障诊断测试。 、测试装置和机械设备故障诊断装置的开发 随着电子技术与计算机技术的发展，装置已由最初的模拟电子式测量设备发展到基于计算机的实时在线监测与智能故障诊断系统和便携式监测分析系统，另外，采用DSP、PC104开发的嵌入式诊断系统和远程分布式监测诊断系统，已成为目前的研究开

24、发热点，还有目前发展迅速的虚拟技术。目前，本学科方向将微机测试系统和机械设备故障诊断装置的产业化作为研究重点，力争在近年内取得突破，已形成的产品具有机械状态保护装置、机械故障诊断装置。 在目前科研的基础上，3年内争取获得国家级和省级课题各1项，横向课题3项，获得省级科技奖励1项，每年在核心期刊2篇，在3年内争取有2篇论文被三大检索收录。 （3）基地建设 以机械专业实验室为基础，争取早日成立测试与故障诊断实验中心。针对包头情况，中心要形成针对工业企业的技术服务和技术咨询中心。针对研究方向，同时要加大仪器设备的购置，在数据采集仪器、各种传感器以及无线传感器网络仪器方面都要有所投入，逐步提高测试手段

25、。另外，研究生要争取独立的研究场所。 （4）人才培养 按照年轻老师的研究方向和兴趣，将他们吸纳到本研究课题小组，要给他们指定指导老师，给他们任务，使他们尽快成长。开始时，年轻教师可以跟有课题的老教师一起进行科研，年轻同志要逐渐成为主要力量，课题组成员要全力配合，直到年轻同志能够单独进行科学研究为止。在3年内，结合研究方向课题研究，培养12名左右的研究生。 （5）具体措施 加强本学科学术梯队建设，积极引进和培养高水平的学术带头人和学术骨干。要落实主要成员的责任，完善课题组成员的组成，研究生也作为课题组的成员。要在课题研究小组形成激励机制，按照快出成果和多出成果的目标制定措施。 要鼓励课题组成员多

26、参加学术交流会议，同时，也将相关国内外的优秀学者请进来进行交流，提高课题小组的学术水平。 课题组要形成浓厚的学术氛围，课题组内部要定期地进行学术讲座和学术讨论。 （二）、制造业信息化技术研究方向 1、整体目标 深入开展设计数字化、管理数字化、制造装备数字化、生产过程数字化和企业数字化等相关制造业信息化技术研究，承担若干国家、省部、市级科研课题，形成一批科研成果，建设一支水平较高、年龄职称结构合理的研究队伍，争取使该研究方向成为机械学院学科研究的领先方向。 2、具体指标与措施 （1）学术队伍建设 近5年内培养3位左右能够独立从事本研究方向科研课题的骨干教师，尤其是能够从事虚拟产品研究与开发的教师

27、，并通过培养和引进23位高学历人才，吸收23名青年教师成为学术队伍的骨干力量，以这些骨干教师为中心，建立一支具有稳定研究方向和较高研发能力的、结构合理的科研团队。 （2）科学研究 将围绕制造业信息化的各种单元技术、集成技术（CIMS）、基于ASP和CPC的网络化制造技术、基于产品全生命周期管理（PLM）的技术，解决制造企业在产品研发、生产制造和供应销售中存在的实际问题，开展相应的研究和开发，并提供整体解决方案。 、能够建立任何形状的三维模型和具有复杂耦合关系的系统或整机，有能力处理任何复杂关系的约束和载荷，使得产品研发工作建立在虚拟技术的基础之上，而不依赖于物理样机，力争第一个物理样机就是第一

28、个成功的产品。 、能够对复杂系统和整机进行运动学和动力学仿真分析，在这两个方面达到最优或满足设计要求的条件下，对结构和零部件进行有限元仿真分析，从而获得最佳的机械结构和零部件模型，使系统和整机具有良好的运动学和动力学性能特征，以及优良的工作性能，使系统和整机的性能预测和纠错处理等工作在设计阶段就得以完成。 、深入研究基于虚拟样机的模型库技术，掌握以项目管理为核心、支持基于复杂产品虚拟样机工程所开发的产品全生命周期的各类模型、资源管理的技术；掌握基于PDM/PLM等的技术规范、仿真组件模型规范，实现面向服务的模型库管理系统的技术；掌握支持多学科虚拟样机不同类型的模型的重用、集成与共享技术，掌握分

29、布式建模与协同仿真技术和实现开发环境与运行环境的无缝集成的技术；掌握基于新兴的网格技术和实现异地仿真资源的动态调度与管理的技术；掌握协同仿真中的项目管理技术。 、跟踪复杂产品虚拟样机开发的新技术与新发展，了解高层建模技术，掌握基于不同领域的模型搭建方法和描述复杂系统的建模与仿真方法。 、在三维建模、虚拟设计与制造技术的基础上，完成虚拟设计、虚拟样机、虚拟制造、实物加工等过程在软件和硬件方面的有机整合，通过这样的整合，使得产品设计研发、制造加工和生产管理实现数字化、可视化和设计/制造的一体化。 、在已有国家、省部级研究课题的基础上，3年内争取再获得省级、国家级课题立项各1项，横向课题2项；争取获

30、得省部级奖励，每年发表有一定影响的学术论文1-2篇，力争近5年人均发表论文3篇以上，并参加国内、国际学术交流等。 （3）基地建设 在现有省部级工程技术中心基础上，成立制造业信息化技术研究所，使该研究所成为内蒙古科技大学制造业信息化研究领域的三个中心：即研究开发中心、技术转移中心、咨询培训中心；成为学院与政府（与自治区政府、包头市政府）之间联系的纽带。硬件建设方面：争取建设1个小型工作站，具有较高的并行处理功能，较高的CPU速率。以工作站为中心，将三坐标仪、快速成型机和其它相关设备组成一个有机的产品研制体系，实现产品研究与开发的计算机辅助设计/制造一体化。软件建设方面：以ANSYS、COMSOL

31、 Multiphysics等有限元软件为核心，实现产品的动力学仿真分析、非线性及耦合场处理、灵敏度分析及优化设计的深入研究，并积极准备购置其他CAE分析软件。 （4）人才培养 3年内，要结合研究方向课题研究，培养10名左右的研究生，为本学科申请一级学科硕士点和博士点奠定基础。 （5）具体措施 进一步优化本学科学术梯队，积极引进和培养高水平的学术带 头人和学术骨干。争取条件，加大投入，为学术研究创造良好的硬件条件。建立配套的奖励措施和激励机制，促进研究向建设与提高教学质量的良性互动。加强对本研究方向的宣传力度，营造良好的氛围。加强对外交流和合作，促进学科的发展。 （三）针对纳米产品设计和制造的计

32、算仿真方法研究 1、整体目标 开发多尺度计算仿真方法（包括第一性原理、动力学蒙特卡罗KMC和分子动力学MD仿真）；以这些计算仿真方法为工具构建纳米复合结构设计体系（包括纳米结构数字化设计和制造工艺设计）；采用此设计体系开发超硬纳米表面、高强轻型板材、纳米复合新能源系统等新产品。在3-5年内争取承担国际合作项目1-2项、国家级科研项目1-2项。组建一支理论水平较高和研究开发新产品能力较强的科研团队。建设一个硬软件条件较好、结构体系和管理体制有利于青年科研工作者成长、与国内外交流顺畅的研究中心。 2、具体指标与措施 （1）学术队伍建设 以机械专业人员为骨干，逐步吸收于研究内容相关专业的科研人员。按

33、照以下四个方面的研究配备人员：第一性原理计算、原子间作用势拟合、势能面搜索方法研究；无格点KMC和MD并行仿真程序开发；原子级仿真的三维图像显示程序开发、针对原子级仿真结果的统计分析方法研究和相应的程序开发；原子级仿真与有限元（FEM）仿真连接技术研究。四方面的人员紧密配合解决纳米新产品的设计和制造问题。 （2）科学研究 基于本研究方向已经进行的研究，循序渐进的进行基本方法研究、设计体系构建和纳米新产品开发。 、以Ti-Si-N类超硬纳米复合表面的设计和制造为对象，进行计算仿真方法研究和程序开发。 采用第一性原理计算研究Ti-Si-N类超硬纳米复合结构，对比这类纳米结构的弹性系数和各个晶向上的

34、力学常数，寻找其中最硬的结构。然后用第一原理计算考察最硬结构的形成机理（势能面计算和激活能计算）。 根据第一性原理的势能面计算和激活能计算，进行简单原子间作用势计算方法的改进。 把改进的原子间作用势计算方法应用到三维无格点KMC仿真中，考察原子个体迁移扩散行为与形成规则的纳米结构的定量关系。由于需要计算和仿真大量的原子沉积和生长才有可能找出规律，所以还要开发并行计算的KMC仿真程序以及统计分析程序。 采用计算仿真方法，研究硬度和Ti-Si-N纳米结构(晶粒尺寸和晶界分布)的定量关系。在这个研究中要把原子级仿真和FEM仿真连接起来。原子级仿真考察位错和微裂纹的启动和运动与纳米结构的关系。有限元结

35、构为原子级结构提供支撑，使仿真更逼近实际情况。这个研究是为按照性能要求设计纳米结构提供理论依据。 把以上开发的程序汇集在一个软件包内，构建友好的界面，争取推向市场。 、在仿真的基础上要进行沉积试验研究。为此，需要加强与德国斯图加特大学IFF研究所的合作研究。同时，积极建立其他的合作研究关系。 、在以上仿真研究和原理性试验研究的基础上，把研究迅速推向纳米新产品的开发：把超硬表面应用于刀具、工具和模具；应用超硬表面开发高强轻型板材。 、采用第一性原理计算、KMC和MD仿真研究纳米结构的电学性能、磁学性能、光学性能、光电性能。把研究再推向其它纳米复合新产品的开发，如纳米复合太阳能表面、纳米复合水分子

36、分解膜等等。 （3）基地建设 积极争取各方面的支持，循序渐进开展硬件（并行计算机）和各种软件工具（VASP、Gaussian、MS、Diamond等） 的建设。以硬软件条件促进研究，以研究成果争取更好的研究条件建设。 加强与政府的联系、加强与工业企业的联系，加强与国内外同行的联系，有计划地建设一个计算纳米科技的科研中心、技术扩散中心和国际交流中心。 （4）人才培养 按照教育与科研相结合的原则，尽量早地把研究生、本科生带入科研项目中。在科研工作中，培养出色的计算纳米科技方面的人才。3-5年内培养5-8个研究生。并积极为培养博士生做准备。 （5）具体措施 加强对国内外的交流、加强对国内外研究现状和

37、发展趋势的分析，抓准研究方向、抓住研究的关键。积极争取科研经费，使研究组的研究工作有物质保证。 按照循序渐进的原则，扎扎实实逐步推进研究。秉持科学精神，探索事物的本质和机理；面向人类发展的根本需求，开发新技术、新工艺、新产品。积极争取在科学研究和服务人类两方面都有所突破和贡献。 制定研究发展规划和详细具体的研究计划，任务落实到人，努力按照计划进程开展研究。研究组内每周定期交流，及时了解各部分的进展和出现的问题，群策群力、集思广益，使研究能够顺利开展。 研究组成员之间相互关心和帮助，营造严谨而又和谐的研究工作氛围。 （四）机械系统设计与应用 （1）整体目标 在学科梯队建设中，针对机械系统设计与应

38、用研究方向，既要重视人才培养，也要营造良好的学术氛围，理论联系实际，努力推动产、学、研相结合。积极申请承担纵向课题，形成一批科研成果；坚持面向生产实际，以现代先进设计方法为手段，应用机电声光液等技术，为地方经济建设服务，努力把该方向建设成为产、学、研特色浓厚，学术水平一流的技术研究应用团队。 （2）具体指标与措施 （1）学术队伍建设 要按照既要有少数学术骨干，也要有一些特别能战斗队员的原则来建设学术队伍，特别要加强中青年人才的培养。要根据个人学术特长、兴趣和自愿相结合的方法组建学术团队，并在一定时期内形成相对稳定的结构。近5年内培养2位左右能够独立从事本研究方向科研课题的骨干教师，引进1位高学

39、历人才，吸收23名青年教师成为学术队伍的骨干力量，以这些骨干教师为中心，加上研究生，形成一支具有稳定研究方向和较高研发能力的、结构合理的科研团队。 （2）科学研究 机械系统设计与应用研究方向主要在以下几个方面开展工作： 、现代设计方法应用研究 现代化设计是在传统设计的基础上不断吸收现代设计理论、 方法、技术以及相关学科的最新成就的过程中发展起来的。在设计过程中采用优化、有限元、可靠性或评价决策方法等现代设计方法，特别是计算机辅助分析、绘图或仿真，甚至借助于智能程序等都可以看作是设计现代化的组成内容和特征，最重要的标志在于设计思想、设计过程和设计组织的现代化。本研究方向的研究目标是以创建机械产品

40、竞争优势为中心目标来应用各种技术，探索新的设计理论，研究新的设计方法，重点致力于复杂曲面实物形状反求关键技术研究。 该方向上三年内争取获得省部级支助项目一项，力争获得项目经费10万元以上。 、新技术的应用与机械装备的研究开发 综合应用现代机电声光液等技术和计算机控制技术，根据现场需要开发新产品、新装备。研究、改进生产工艺，解决生产实际问题，为促进地方经济发展做出应有贡献。 该方向上三年内争取再获得横向课题两项，项目经费15万元以上，争取获得省部级奖励，每年发表论文两篇以上。 、新型功能材料应用研究 主要是磁致伸缩材料的应用研究。将在磁致伸缩材料的本构关系、交变磁场中的力学行为等方面开展研究工作

41、，为该材料开辟新的应用领域。 该方向上争取三年内在国家级项目和自制区级项目上有所突破，至少获得一项支助项目，发表论文两篇以上。 、振动与声学技术应用研究 拟在振动现象的利用，如筛分、破碎等，以及降噪减振等技术应用领域中开展研究工作。 （3）基地建设 针对研究方向，加大仪器设备的购置力度，积极下现场调研，寻求校企联合的结合点，争取建设独立的研究场所。 （4）人才培养 按照年轻教师的研究方向和兴趣，将他们吸纳到本研究课题小组，要给他们安排具体任务，制定目标，使他们尽快成长。年轻同志要逐渐成为主要力量，课题组成员要全力配合，在开展研究的同时迅速提高学术水平。三年内培养研究生六名以上。 （5）具体措施

42、 要在课题研究小组形成激励机制，按照快出成果和多出成果的目标制定措施。在课题组内部实行目标责任制，要求成员主动下现场，发现切入点；积极开展理论研究，完成发表论文任务。 鼓励课题组成员多参加学术交流会议，同时，也将相关国内外的优秀学者请进来进行交流，提高课题小组的学术水平。 课题组要形成浓厚的学术氛围，要定期地进行学术讲座和学术讨论，开拓视野，加快发展速度。 四、学院学位点建设规划 1、学位点建设指导原则 以学院本科专业设置、学术研究方向及学术队伍的建设和发展作为学院学位点建设和布局的基本依据，结合学校申报博士单位和博士点工作的进展，遵循“合理布局，稳步推进，注重发展，提高水平”的思路，开展学院学位点的建设工作。 2、学位点建设规划 年度 博士点建设规划学科专业 硕士点建设规划学科专业 2008年 机械工程 （0802，一级学科） 流体机械及工程 （，二级学科） 2010年 设计艺术学 （，二级学科） 2012年 机械电子工程 （，二级学科） 化工过程机械 （，二级学科） 专心-专注-专业