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学科介绍

学科简介

作者: 来源:  日期:2017年09月21日 15:10 人气:

1、本学科“十一五”时期的建设发展情况

(1)学科队伍

本学科现有双聘院士1人(徐大懋,中国工程院院士,动力机械专家),湖南省“百人计划”(澳大利亚阿德莱德大学教授)1名,湖南省特聘芙蓉学者(澳大利亚工程院院士、澳大利亚墨尔本皇家理工大学教授)1人,湖湘学者教授3人;专任教师72人,其中教授21人,副教授22人;获博士学位54人,在读博士3人;博士生导师5人,硕士生导师43人。在学术队伍中,有新世纪百千万人才工程国家级人选1人,湖南省优秀中青年专家2人,享受国务院特殊津贴专家2人,全国交通系统优秀科技工作者1人,湖南省121人才工程人选3人,湖南省学科带头人培养对象4人,湖南省青年骨干教师5人,湖南省优秀教师3人,湖南省教学奉献奖获得者1人。本学科队伍学科交叉特色鲜明,专业结构包括机械工程、自动控制、材料科学等多个学科领域。12%成员具有海外工作或学习经历,平均年龄38岁。团队具有年轻、创新能力强、发展潜力大等特点。

(2)科学研究

近五年来,瞄准当前工程机械、动力机械和车辆的重大发展战略和学术前沿,以复杂机械装备高性能、高可靠性、长寿命、低成本、低能耗等发展需要,以及车辆和动力机械的安全与维护、节能减排、能源转化装备的运行可靠性等方面的新问题,凝练学科方向,并取得了较高水平的研究成果,形成了特色鲜明学科方向。这些方向的研究成果直接为湖南省“两型”社会建设和新型工业化战略做出了贡献。近年来,本学科主持和承担了各类课题近200项,其中包括国家自然科学基金20项、国家863项目2项,973子项目1项,省部级科技进步二等奖1项,三等奖2项,厅级成果奖10项。获得国家发明专利9项,国家实用新型专利38项。出版学术专著4部,教材14部,发表科研论文近800篇,其中被SCI、EI和ISIP三大国际检索工具收录的有270余篇。新增科研项目经费总额4103万元。共10项科研成果转让和被采用,直接经济效益850余万元。

(3)人才培养

本学科依托的专业有“机械设计制造及其自动化”、“车辆工程”、“汽车服务工程”、“材料成型与控制”。其中,汽车服务工程专业(原名汽车运用工程专业,2011年教育部将该专业列入机械工程类专业)和机械设计制造及其自动化专业(原名为筑路机械专业)是原长沙交通学院发展五十多年形成的两大优势专业;目前汽车服务工程专业为国家级特色专业;机械设计制造及其自动化专业为省级特色专业。“材料成型与控制”是2007年成立的本科专业(2011年教育部将该专业列入机械工程类专业)。2004年申办的车辆工程专业于2010年被批准为省级特色专业。分别于1999年、2005年获得了机械设计及理论、车辆工程和机械电子工程二级学科硕士授权点;2010年获“机械工程”工程硕士学位授权点;2010年获得机械工程一级学科硕士授权点。

近5年来,大力开展教研教改研究工作,获得获得省部级教学成果二等奖2项,三等奖2项。在人才培养方面取得了显著的成绩,已有2000余名学生取得各类技能培训证书,在“挑战杯”、“机械创新设计大赛”及“电子设计大赛”等众多有影响力的大赛中多次获奖,其中获国家级奖励近30项,省级奖励230多项。

依托载运工具运用工程博士点,招收车辆工程研究方向博士生10人,授予学位2人。招收硕士生418人,授予学位310人,招收本科生2477人,已毕业2475人。毕业生一次就业率保持在98%以上,许多毕业生已成为企业技术骨干或高级管理人员,取得良好的社会声誉。5年来有5篇硕士论文获湖南省优秀硕士论文,发表学术论文338篇,三大检索收录论文73篇。

(4)条件建设

通过中央财政支持地方高校建设项目和学校的学科建设项目,本学科在“十一五”建设期间学科平台建设方面取得了重大突破,为学科的进一步发展创造了良好条件,其主要情况如下:

① 汽车工程实践教学中心,省实验教学示范中心,湖南省教育厅,2009年;

② 能源系统与动力工程实验中心,国家实验教学示范中心,国家教育部,2009年;

③ 可再生能源电力技术,省重点实验室,湖南省科技厅,2009年;

④ 能源高效清洁利用,省高校重点实验室,湖南省教育厅,2008年;

⑤ 能源高效安全转换与清洁利用实验室,省部共建实验室,财政部和湖南省,2007年;

“十一五”期间学科建设投入经费达1649万元,其中1253万元用于学科实验设备、图书资料、信息平台建设等,建设了实验设备和图书资料信息管理系统,全面推行信息的网络化。以下是部分建设的实验系统:

① 汽车传动系统实验台、汽车发动机测试和分析系统、汽车ABS实验系统、车用发动机工作过程仿真实验系统、汽车底盘测功实验系统、汽车电器综合实验系统、汽车电池性能及充放电特性测试实验系统、发动机噪声及排放测试实验系统、汽车制动检测台架实验系统、喷油器性能实验系统、ECU标定系统;

② 汽车/护栏碰撞实验系统;

③ 齿轮传动电封闭实验系统、轴承实验系统、无损检测实验系统、液压振动实验系统、电液伺服比例控制综合实验系统、高级过程控制实验系统、多功能装载机实验系统、多功能挖掘机实验系统、压路机碾滚和冲击实验系统、单片机开发综合实验系统;

④ 模拟转子试验台、旋转机械数据采集及自动处理仪、声发射检测系统、动态数据采集系统;

⑤ 高效传热传质实验平台、智能热工自动检定系统、300MW、600MW超临界火电机组仿真机软件、数字热工实验系统;

⑥ 风力机叶栅动力学特性实验台;

本学科拥有中外文藏书5.29万册,拥有中外文期刊302种,国际电子期刊86卷,很好地满足了教学与科研的需要。

(5)学术交流和社会服务

“十一五”期间本学科团队成员积极参与国际合作,成功举办“智能计算技术自动化国际会议(2008)”和“检测技术与机电自动化国际会议(2009)”等国际及国内会议11次。近五年来在有影响力的国际会议上做主题报告30余次,参加国际会议300多场,发表高质量的国际会议论文200余篇。与此同时,本学科十分重视与国内外著名高校的交流,邀请包括院士在内的著名学者来我院作学术讲座,年平均达40余场次。

利用本学科的学科实力和广泛影响,本学科在湖南省地方经济和工程机械、汽车、交通和电力行业内开展了广泛而卓有成效的社会服务,赢得了良好社会声誉。完成产学研合作项目70余项,转让成果10项,被企业采纳的成果10项,产生直接经济效益近850万元,社会效益近10亿元。合作的企业主要包括“中联重工科技发展股份有限公司”、“三一重工科技发展股份有限公司”、“湖南省路桥总公司”、“比亚迪汽车股份有限公司”、“柳州五菱汽车工业公司”、“长沙电厂”和“大唐公司”等,建成了“中联重工科技发展股份有限公司”省级优秀实习基地和相应的产学研基地。开展了路面工程机械运行维修培训等培训项目20余项,培养了近1000企业一线技术人员。

2、取得的标志性成果

1)碰撞能量吸收机理和系列低成本高性能安全防撞护栏新产品

雷正保教授等在碰撞能量吸收机理、交通安全设施安全防护能力的提高方法、疑难碰撞事故的成因机理、既有汽车的碰撞安全性改善、ABS新技术等方面,提出了独到见解,形成了避免事故发生及减轻事故严重程度的成套技术,开发了系列低成本高性能安全防撞护栏新产品,获得国家发明专利3项。科技成果已经在柳州五菱汽车工业公司、三一重工等企业应用,为企业产生经济效益愈3亿元。

2复杂结构布局优化设计方法及软件系统

荣见华教授等研究和开发了拥有自主知识产权的复杂结构布局优化设计方法及软件系统。该成果应用到了某型号飞机起落架的摇臂式支柱结构布局以及缓冲支柱涉及的双气腔、固定式变油孔尺寸参数优化设计,其震动减缓性能提高了百分之十五,重量减少了百分之二,为企业产生了一千多万元的经济效益。

3)路面高效养护先逬技术与设备

李自光教授等在路面养护设备创新原理和技术集成方面有独到研究。在国内率先研究微波场中沥青混凝土的微波介电特性及其与微波的作用机理、沥青混凝土的加热与破碎特性、沥青混凝土的热刺激松弛理论及微波加热器阻抗匹配原理,研制了微波加热沥青路面修复设备样机;研究了超高压水射流对水泥混凝土路面的破碎机理,建立了水泥路面破坏损伤模型和破坏准则,研制了水泥路面超高压水射流破碎设备样机;另外,研制了基于无线通信和GPS技术的沥青路面摊铺机群监控与调度系统。该方面技术与设备获得国家发明专利2项、实用型专利8项,并得到了广泛应用,取得近210万元直接经济效益,近8000千万元的社会效益。

4)复杂机电液系统动力学建模与分析技术

贺尚红教授等在复杂机电液动力学建模与仿真方面有独到研究,创造性地提出了一种大型流体网络动力学建模的网络法,并进一步拓展到复杂机电液网络系统。在动力学模型辨识方面,提出了基于多分辨分析和数值调制积分的连续参数模型直接辨识系列方法。上述成果已成功应用于某大型工业轧机辊系及液压自动厚控系统的建模与分析。

(5)低质燃料的稳定高效低污染燃烧技术

陈冬林教授等揭示了熔融煤灰在耐火材料上的沉积机理及随后的物理化学行为,分离出燃烧过程中影响耐火材料表面结渣的控制性因素,分析论证了卫燃带灰渣的结渣程度随卫燃带渣/板粘结界面处灰渣结晶程度的增大而减少的特征,基于多因素的卫燃带耐火材料结渣程度的模糊评判理论与技术,设计了新型燃煤锅炉卫燃带。研究成果获湖南省科技进步二等奖,在湖南、陕西、河南等省共六家电厂推广应用。

(6)电站设备高温疲劳损伤及寿命评价技术

陈荐教授等揭示了疲劳裂纹扩展过程中速率变化规律和高温低周疲劳损伤机理,建立了裂纹扩展的免疫算法模型,较好地对疲劳裂纹扩展速率和汽包低周疲劳寿命预测,研究结果为电厂汽轮机的安全运行提供可靠的理论依据。成果经省级鉴定,达到国内领先水平,在石门电厂取得好的应用效果,直接经济效益达2000余万元。

(7)大型汽轮机发电机组滑动轴承的振动控制与故障诊断技术

李录平教授等建立了基于声发射的动力设备状态检测与诊断的理论体系,构建声发射检测的设备故障检测标准,开发出较为成熟的工程应用技术。获得国家发明专利以及实用新型专利7项,研究成果在石门电厂、株洲电厂等多个火力发电厂得到应用。

(8)新型流体动力设备及控制技术

李志鹏教授等研制了双向流硬碰硬密封旋球阀和BFDG型管力阀,解决了阀的密封问题、开阀水锤破坏和小负荷泵启动等技术难题,研究成果分别获长沙市和温州市科技进步奖共3项,获得显著的经济效益和社会效益。

三、学科优势与不足

(1)优势

本学科有50多年的建设发展历史,服务于湖南地方经济和社会发展,在工程机械、动力机械和汽车等行业有广泛深远的影响;本学科立足学科国际前沿,强调学科交叉和融合,结合国家需求,瞄准工程机械、动力机械、汽车和复杂机械装备高性能、高可靠性、长寿命、低成本、低能耗等发展方向,注重基础研究,大力开发应用技术,坚持产学研结合,推动科技成果产业化,积极服务地方和行业经济。本学科取得了一批国内外有影响的成果和专利,己形成鲜明特色的研究方向,如某大型工业轧机辊系及液压自动厚控系统的建模与分析、结构拓扑与布局优化设计方法、沥青混凝土路面微波加热修复设备、水泥路面超高压水射流破碎设备、车辆碰撞能量吸收机理、车辆智能耐撞与避撞技术低质燃料的稳定高效低污染燃烧技术、电站设备高温疲劳损伤及寿命评价技术、大型汽轮机发电机组滑动轴承的振动控制与故障诊断技术等,年均发表高水平学术论文近200篇。近五年年均科研经费达800多万元,本学科的研究成果对地方经济产生经济效益高达10亿元,成为湖南省,乃至全国众多企业事业单位的重要科研合作高校。本学科在“十一五”期间得到了省部共建(2007年)、中央财政支持地方高校建设(2010年)以及学校学科建设经费的支持,在学科队伍、学科平台、科学研究、人才培养、学科方向凝练和学科条件等方面取得了长足的进步,进入了良性发展的轨道。

(2)不足

本学科经过学科团队的不懈努力和建设,取得了可喜的成绩和发展,但是还存在一定差距和不足需要今后重点建设,主要表现在:①需进一步提高学术带头人的学术水平及社会影响;②需督促和跟踪现有课题的研究、结题、鉴定、报奖,集中优势力量,积极申报国家级成果奖;③需加大中青年教师的培养力度,促进中青年教师的快速成长;④本学科在“十一五”建设期间没有获得博士学位授予权。机械工程学科如果能成为湖南省重点学科,有助于提升学院人才培养和学术研究的学科平台,凝聚一支高素质的科研队伍,促进机械工程学科的理论研究和技术开发工作,更好服务于湖南经济建设。