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    圍繞環(huán)保、高效加工制造理論方法及其應(yīng)用，注重以交叉研究和綜合研究為研究特色，結(jié)合相關(guān)基礎(chǔ)理論、方法及其產(chǎn)品應(yīng)用等方面的研究，建立高效、潔凈、節(jié)能、精密、可持續(xù)、復(fù)合創(chuàng)新設(shè)計(jì)和加工制造理論方法及其技術(shù)應(yīng)用體系，以本領(lǐng)域的重要理論、方法和技術(shù)問(wèn)題、科技前沿問(wèn)題和國(guó)家重大工程需求為主要研究?jī)?nèi)容，以獲取原始創(chuàng)新成果和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)為主要目標(biāo)，更好的為國(guó)家及山東省的制造業(yè)發(fā)展服務(wù)。將機(jī)械工程學(xué)院建成在學(xué)校創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系和科技創(chuàng)新體系框架下的、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的、在國(guó)際上有一定影響的高級(jí)專業(yè)人才培養(yǎng)基地、科學(xué)創(chuàng)新研究基地和高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化基地。

    學(xué)院圍繞長(zhǎng)期以來(lái)的工作基礎(chǔ)和研究特色，凝練出高效潔凈加工理論與方法、綠色設(shè)計(jì)與制造、節(jié)能機(jī)械裝備設(shè)計(jì)、機(jī)電設(shè)備與控制等4個(gè)主要研究方向，其主要研究?jī)?nèi)容如下：

    隨著新材料和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，對(duì)于制造業(yè)和制造技術(shù)就提出了新的、高水平的要求，特別是作為制造技術(shù)基礎(chǔ)工藝的高效潔凈切（磨）削技術(shù)和特種復(fù)合加工技術(shù)發(fā)展進(jìn)入了以高速切（磨）削和高效復(fù)合加工工藝與加工方法、提供成套高效加工技術(shù)為特征的新階段。這是在制造技術(shù)全面進(jìn)步和創(chuàng)新的基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的綜合效果，推動(dòng)了高效精密加工技術(shù)的全面進(jìn)步，使總體水平達(dá)到了一個(gè)新的高度。高效精密制造技術(shù)的發(fā)展方向主要是高速切削、高速磨削和高效特種復(fù)合加工技術(shù)。其中高速切削技術(shù)是切削加工發(fā)展的主流方向。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，高速切削加工技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于航空、航天、汽車、模具、高速機(jī)車工業(yè)等，并取得巨大經(jīng)濟(jì)效益。

    本方向的主要研究?jī)?nèi)容：（1）高效干（準(zhǔn)）切削和硬切削加工基礎(chǔ)理論及加工新技術(shù)：主要研究航空和汽車零件難加工材料（鎳基和鐵基合金、鈦合金、鋁合金等）的高效干（準(zhǔn)）切削和硬切削加工基礎(chǔ)理論及加工機(jī)理、高效低溫切削（冷風(fēng)、氮化等）加工技術(shù)、高速切削加工系統(tǒng)的跨尺度理論、基于應(yīng)變梯度塑性理論的高效硬切削加工技術(shù)、高速干（準(zhǔn)）銑削的穩(wěn)定性、高速切削摩擦學(xué)、適于高效干（準(zhǔn)）切削和硬切削要求的新型陶瓷刀具和涂層刀具、氧化鋁-碳化鎢鈦納米復(fù)合陶瓷刀具、自潤(rùn)滑陶瓷刀具等。（2）高效潔凈特種加工技術(shù)及裝備：主要研究超聲振動(dòng)輔助氣體介質(zhì)電火花加工理論及應(yīng)用、智能控制超聲振動(dòng)輔助磨削－脈沖放電復(fù)合加工技術(shù)研究及設(shè)備開(kāi)發(fā)等。（3）精密磨料水射流微加工技術(shù)及裝備：主要研究精密微磨料水射流加工技術(shù)與系統(tǒng)、磨料水射流噴嘴內(nèi)外多相流流場(chǎng)的模擬仿真、工件材料脆塑轉(zhuǎn)變沖蝕動(dòng)能臨界條件、硬脆材料高效高精度曲面加工技術(shù)與裝備等。

    本方向近年來(lái)，承擔(dān)國(guó)家973計(jì)劃課題2項(xiàng)，國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，國(guó)家杰出青年科學(xué)基金1項(xiàng)，國(guó)家杰出青年科學(xué)基金海外青年合作基金2項(xiàng)，面上項(xiàng)目20多項(xiàng)，國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃1項(xiàng)，國(guó)家863計(jì)劃1項(xiàng)，霍英東基金1項(xiàng)，教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃5項(xiàng)，全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文專項(xiàng)基金1項(xiàng)，國(guó)防攻關(guān)項(xiàng)目2項(xiàng)，省部級(jí)科研項(xiàng)目約37項(xiàng)，以及多項(xiàng)橫向協(xié)作項(xiàng)目。曾獲教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，山東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，山東省自然科學(xué)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，山東省科學(xué)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，山東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎(jiǎng)2篇，全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名獎(jiǎng)1篇，山東省優(yōu)秀博士學(xué)位論文1篇，山東省優(yōu)秀碩士學(xué)位論文1篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利10余項(xiàng)。發(fā)表論文530余篇，被SCI和EI收錄370余篇。

(a) 切入階段            (b) 中間切削階段            (c) 切出階段

圖 斷續(xù)切削刀具損傷當(dāng)量應(yīng)力演變

   圖 研制的超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金銑刀    圖 納米復(fù)合陶瓷刀具高速硬切削實(shí)驗(yàn)

    近年來(lái)，綠色制造和可持續(xù)制造在國(guó)內(nèi)外也開(kāi)始受到高度關(guān)注和重視?！熬G色制造”被明確列為《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年）》（以下簡(jiǎn)稱《綱要》）中制造業(yè)領(lǐng)域發(fā)展三大思路之一；同時(shí)也是《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的若干意見(jiàn)》（國(guó)發(fā)[2005]22號(hào)）、《國(guó)務(wù)院關(guān)于做好建設(shè)節(jié)約型社會(huì)近期重點(diǎn)工作的通知》（國(guó)發(fā)[2005]21號(hào)）等文件中明確指出和強(qiáng)調(diào)的國(guó)家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和建設(shè)節(jié)約型社會(huì)等重大工程的關(guān)鍵配套技術(shù)之一。綠色設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的實(shí)施涉及到產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)技術(shù)、制造技術(shù)、環(huán)境技術(shù)及管理技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，由于其自身技術(shù)內(nèi)涵復(fù)雜，因而技術(shù)研究和組織實(shí)施難度較大。因此發(fā)展綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)對(duì)于我國(guó)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)有著極其重要的地位和意義。綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的研究既要注意綠色制造技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)還要注重基礎(chǔ)共性關(guān)鍵技術(shù)的深入研究。目前可持續(xù)制造科技發(fā)展趨勢(shì)可歸納為以下三個(gè)方面：1）產(chǎn)品全壽命周期設(shè)計(jì)和管理；2）與高新技術(shù)相互融合的先進(jìn)回收、再制造科學(xué)技術(shù)；3）長(zhǎng)壽命、高質(zhì)量和可靠性促進(jìn)可持續(xù)制造發(fā)展。

    本方向的主要研究?jī)?nèi)容包括：（1）綠色制造和再制造：主要研究機(jī)電產(chǎn)品全生命周期設(shè)計(jì)理論和評(píng)價(jià)方法，全降解材料制品及其成套設(shè)備研究開(kāi)發(fā)，低碳、節(jié)約型制造共性技術(shù)研究及應(yīng)用，再制造技術(shù)及其制造過(guò)程質(zhì)量控制與評(píng)價(jià)技術(shù)研究。（3）三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造：主要研究復(fù)雜機(jī)械與微機(jī)械系統(tǒng)數(shù)值模擬方法，大批量定制的產(chǎn)品研發(fā)模式，面向?qū)ο蟮姆植际教摂M設(shè)計(jì)協(xié)同工作仿真引擎及快速虛擬環(huán)境建模理論與方法，生產(chǎn)過(guò)程模擬與評(píng)價(jià)平臺(tái)，機(jī)電產(chǎn)品CAE設(shè)計(jì)。

    本方向近年來(lái)，承擔(dān)國(guó)家十一五科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目課題和子課題2項(xiàng)，國(guó)家973課題1項(xiàng)，863項(xiàng)目4項(xiàng)，國(guó)防項(xiàng)目5項(xiàng)，國(guó)家自然科學(xué)基金12項(xiàng)，省部級(jí)科研項(xiàng)目18項(xiàng)，及多項(xiàng)橫向協(xié)作項(xiàng)目。獲山東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，山東省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，其他省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)10項(xiàng)，發(fā)表論文300余篇，被SCI和EI收錄150余篇。

圖 基于中國(guó)多環(huán)境空間特性的LCA評(píng)價(jià)模型

圖 生物質(zhì)全降解餐飲具制品關(guān)鍵技術(shù)和成套裝備

超聲波清洗聲場(chǎng)分析

發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體冷焊層縱向殘余應(yīng)力分布

    長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展依賴于傳統(tǒng)的的高消耗、高排放、低效率的粗放型增長(zhǎng)方式，資源利用率低，環(huán)境污染嚴(yán)重。隨著我國(guó)進(jìn)入工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展階段，我們面臨著的是日益嚴(yán)重的資源和環(huán)境問(wèn)題。因此我國(guó)必須大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，按照按照“減量化、再利用、資源化”原則，采取各種有效措施，以盡可能少的資源消耗和盡可能小的環(huán)境代價(jià)，取得最大的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和最少的廢物排放，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益相統(tǒng)一，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)。本方向特點(diǎn)是將裝備設(shè)計(jì)理論與摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、熱力機(jī)械的能量轉(zhuǎn)換理論及技術(shù)、可靠性理論及節(jié)能理論等相結(jié)合，完善節(jié)能機(jī)械裝備設(shè)計(jì)體系，形成新的、多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域。

    本方向的主要研究?jī)?nèi)容包括：（1）機(jī)械裝備節(jié)能設(shè)計(jì)：主要研究無(wú)源強(qiáng)化機(jī)械振動(dòng)傳熱、機(jī)械振動(dòng)強(qiáng)化傳熱機(jī)理與裝備設(shè)計(jì)、節(jié)能降耗技術(shù)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)仿真、換熱機(jī)械的動(dòng)態(tài)特性與控制、換熱元件節(jié)能設(shè)計(jì)理論與方法等。（2）生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化理論及其裝備設(shè)計(jì)制造：主要研究生物質(zhì)固化成型理論與方法、生物質(zhì)氣化發(fā)電和制氫理論與方法、焦油強(qiáng)制裂解和燃?xì)飧咝艋碚撆c方法、高熱值氣化技術(shù) 及裝備等。（3）新型陶瓷噴嘴設(shè)計(jì)制造：主要研究高性能長(zhǎng)壽命水煤漿陶瓷噴嘴設(shè)計(jì)制造理論與方法、陶瓷噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化及水煤漿霧化機(jī)理、陶瓷噴嘴熱沖蝕機(jī)理等。

    近年來(lái)，承擔(dān)國(guó)家973計(jì)劃課題1項(xiàng)，863計(jì)劃項(xiàng)目3項(xiàng)，國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)，山東省重大攻關(guān)項(xiàng)目2項(xiàng)，省部級(jí)科研項(xiàng)目10項(xiàng)，以及多項(xiàng)橫向協(xié)作項(xiàng)目。曾獲教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，山東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。發(fā)表論文240余篇，被SCI和EI收錄100余篇。

    布風(fēng)管速度矢量分布規(guī)律     床層壓力分布規(guī)律     垂直截面料層速度分布規(guī)律

    在機(jī)電伺服控制研究中，高速大進(jìn)給精密定位控制和低速微進(jìn)給精密定位是重要的研究?jī)?nèi)容之一。這其中包括機(jī)電運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)與動(dòng)力學(xué)建模技術(shù)、非線性摩擦的精密測(cè)量與補(bǔ)償控制技術(shù)等方面的研究。在數(shù)控技術(shù)方面，開(kāi)放式控制器作為工業(yè)自動(dòng)化的一項(xiàng)共性技術(shù)，對(duì)于制造業(yè)的信息化、智能化具有重要意義，有關(guān)開(kāi)放控制器的研究主要圍繞標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的軟硬件體系結(jié)構(gòu)、軟件化數(shù)控系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控系統(tǒng)、基于STEP-NC標(biāo)準(zhǔn)的軟件化開(kāi)放式控制器、自治智能化CNC系統(tǒng)等。

    本方向的主要研究?jī)?nèi)容包括：（1）機(jī)電系統(tǒng)單元技術(shù)：主要研究高速精密軸承及主軸單元，高速轉(zhuǎn)子軸心軌跡檢測(cè)與控制、支承系統(tǒng)整體優(yōu)化與穩(wěn)定性控制，機(jī)電伺服控制中的高速大進(jìn)給與低速微進(jìn)給精密定位及控制，微位移高頻響致動(dòng)器機(jī)理及應(yīng)用，高頻響電液驅(qū)動(dòng)器等。（2）數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)：主要研究嵌入式控制系統(tǒng)和基于量子框架的開(kāi)放式汽車電控系統(tǒng)，STEP-NC智能化數(shù)控理論與方法，基于實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備層通訊的開(kāi)放式軟件化高檔數(shù)控平臺(tái)等。

圖 開(kāi)放式制造自動(dòng)化控制平臺(tái)