现代机械工程展望如何?

2025-04-09 06:27:08
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回答1:

现代复杂的机械是由古代的简单工具逐步发展起来的,其性能也是从低级幼稚阶段逐渐发展为高级先进阶段,尤其是电子计算机的发明与自动控制理论的发展,使得现代机械文明得以体现。但伴随着机械文明的到来,也必须要注意到防止使用机械带来的不利因素。
机械工程的发展在推动人类社会发展、提高人类物质文明和生活水平的同时,也对自然环境起了巨大的破坏作用,全世界人民都已认识到这一点。2002年8~9月在南非约翰内斯堡召开的地球峰会上,100多位国家元首就保护地球环境进行进一步的磋商,可见保护环境问题已成为全人类面临的大问题。
以内燃机为代表的动力机械污染大气,机器漏油污染水源,解决尾气超标问题不能治本。发展无污染的动力机械将是21世纪面临的重要任务。目前,太阳能汽车已经问世,以氢代油的发动机正在研制中,相信到21世纪中期,无油发动机式的汽车将会得到普遍应用。
地球的煤、油、气等能源是有限的,燃油和燃煤的机械也会污染大气。发展利用一次性能源的机械也同样是21世纪面临的重要任务。太阳能、风能、水能、地热、海水的温差效应是取之不尽、用之不竭的能源,核裂变动力装置的开发可彻底解决世界的能源问题。因此,未来的能源将是以核能为首的大量使用一次能源的时代,能源的变化将导致动力机械的变化。
化工机械、冶金矿山机械、印刷造纸机械是污染大气和水源的元凶,改进工艺流程、增加净化机械或设施,提高净化效率,也是21世纪必须解决的问题。
由于地球陆地资源有限,开发海底矿物资源和其他星球的资源则是人类解决矿物资源紧缺的好途径,为达到此目的,改进和开发适合海洋作业的各类机械和航天飞行机械是必要的。
使用机械的目的不仅是减轻或代替人类劳动,同样用于提高人类生活质量的机械也在不断增加。锻炼身体的各类机械、空调、冰箱、医疗器械、机械玩具也会越来越丰富。
随着科学技术的深入发展,降低能耗、保护环境、高精度、高性能的各类机械产品将不断涌现,微型机械将会普及应用。
21世纪的机械发展方向将有以下几个方面:
(1)以太阳能和核能为代表的没有污染的动力机械将会出现,并投入使用。燃氢发动机驱动的汽车将会行驶在公路上。如果电动汽车电池的二次污染能得到控制的话,电动汽车的发展也会持续一段时间。
(2)载人航天技术更加成熟,人类乘坐宇宙飞船登陆火星、月球和其他星球,甚至可以实现太空旅行或到其他星球居住。
(3)高精度、高效率的自动机床、加工中心更加普及,CAD/CAPP/CAM系统更加完善,彻底实现无图纸加工。机械制造业将摆脱传统的设计、制造观念。
(4)微型机械将会应用到医疗和军事领域。毫米级的仿生昆虫机器人可以作为间谍刺探情报,微小机器人可以在人体内部做手术,甚至出现微小型武器用于特殊的战争。
(5)人工智能机械。目前,无人驾驶汽车、无人驾驶飞机早已问世。随着社会需求的不断变化,无人操纵的机器还会增多,无人操纵的机器在特定场合会大量使用,控制手段将更加先进,高智能化的机械将逐步取代普通机械。
(6)绿色机械将会取代传统机械。报废后的机械将造成环境污染,不污染环境的报废机械又称为绿色机械。为保护我们人类的生存环境,研究绿色机械将是必要的,未来的绿色机械将更加普遍。
(7)设计方法智能化,大量工程设计软件取代人工设计与计算过程。根据需求,拟定机械的功能目标以后,从机械运动方案的选择与优化,到运动分析与动力分析,以及虚拟样机性能分析,然后进行机械总装设计与零件设计,加工与组装完全一体化,实现真正的智能化设计。智能化设计与先进制造技术的结合,将使机械产品更加完美。
(8)民用生活机械进入家庭。厨房机械将引发家务劳动的革命。洗菜机、切菜机、洗碗机、消毒机、面条机、饺子机、微波炉、电磁炉、抽油烟机等大量厨房机械进入家庭,可遥控且智能化。其他诸如吸尘器、清洗器、家庭办公设备等许多生活机械将会更加普遍。
(9)兵器更加先进。先进的武器可以改变传统的战争模式。科索沃战争、海湾战争、阿富汗战争、伊拉克战争都能够说明这一点。远距离的精密制导武器在未来的战争中将发挥巨大作用。
(10)非金属材料和复合材料在机器中的应用日益广泛。
总之,未来的机械在能源、材料、加工制作,以及操纵与控制等方面都会发生重大变革,其种类更加繁多,性能更加优良。未来的机械将使人类生活更加美好。