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机械工程河南省一级特色重点学科
一、学科概述
  最新澳门网址大全机械工程学科源于1946年成立的国立焦作工学院机械工程学系,历经70年的建设,本学科已经发展成为煤矿机械研究特色鲜明、精密与特种加工方向优势突出、具有较强科技创新与社会服务能力的优势特色学科。学科现有在编研究人员50名,其中教授17人,副教授22人,47人具有博士学位,15人具有海外经历。在职队伍中,有双聘院士1名,省特聘教授1名,博士生导师5人,省创新人才2人,省“555”人才、河南省优秀专家和国务院政府特殊津贴专家1人,河南省育厅学术技术带头人4人。学科拥有“机械工程”博士后科研流动站、“机械制造及其自动化”博士学位授予权,“机械工程”一级学科硕士学位授予权和“机械工程”专业硕士授权领域,“机械设计制造及其自动化”本科专业为国家特色专业,已建立起学士-硕士-博士-博士后完整的人才培养体系。学科拥有精密制造技术与工程河南省高校重点学科开放实验室、精密与特种加工技术河南省工程实验室、煤矿装备与技术河南省工程技术中心等科研平台,河南省高端装备制造协同创新平台,先进制造技术河南省创新型科研团队等科研平台,为人才培养提供了良好的平台支撑。近三年本学科新购图书资料近320册,新增设备总值近1000万元,改造实验用房700多平米,为人才培养质量提供良好的硬件支撑。目前本学科主要围绕“精密与特种加工、煤矿装备设计及理论、数字化制造技术、智能检测与故障诊断、微纳制造技术”等五个方向开展研究工作。
二、研究方向
  方向1:精密与特种加工技术
  1. 主要研究内容
  本方向将超声技术与精密加工、砂轮修整及CNC装备技术相集成,研究脆性材料的高效塑性加工理论;研究多工艺复合条件下难加工材料的精密高效加工技术;研制适用于难加工材料高效精密加工的系列超声加工装备。
  2. 特色与优势
  首次提出二维超声磨削的基本概念及方法,创建了超声高效塑性加工理论体系;突破了高性能高速超声加工装备研制的系列瓶颈技术,在国内率先研制成功高速超声加工中心等10余种超声专用装备,形成了难加工材料精密结构零件成套精密加工装备技术体系;开发出“泥浆泵工程陶瓷缸套”等12种陶瓷产品率先在国内实现产业化。
  3.近年来代表性成果
  本方向率先在国内研制了高速立式超声加工中心系列装备,研制了超声珩、钻、车、研、抛等8种加工专用设备,实现了四维超声振动精密高效塑性加工硬脆材料工艺。该装备系列已在长春光机所、天大、湖大、北京天马金属加工厂等10余家高校企业应用。近三年获河南省科技进步奖2项,授权专利26项,出版著作1部,发表论文85篇,SCI、EI收录35篇,已培养硕士37名,博士8名。
  方向2:煤矿机械设计理论
  1. 主要研究内容
  本方向研究新型采掘、运输提升技术与装备、大功率高效传动理论与技术;创新煤岩破碎理论及支护技术;研制智能化高可靠性煤矿井下救援装备。
  2. 特色与优势
  建立了空间曲面、齿面误差和动载荷、环境因素等耦合条件下弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮传动系统动力学模型,为新型传动机构的优化设计提供评价依据;提出了基于“形态学模型”的型面联接设计方法,出版的《型面联接理论与技术》等3部专著,成为我国迄今仅有的型面无键联接文献;研制出“JQ型系列提升绞车”,制订了矿井提升机、绞车的安全检验检测规范等5项国家标准。
  3. 近年来代表性成果
  本方向完成的《矿用井下移动式硬体救生舱研制》、《钻掘机高压磨料射流切缝钻进一体化防突技术与装备》《综采高压大流量乳化液泵设计关键技术》等企业重大项目,为煤矿创造了近22亿的经济效益。近三年出版专(译)著1部,发表学术论文62篇,其中SCI/EI 收录28篇,授权专利20项,培养硕士13名,博士1名。
   方向3:数字化制造技术
  1. 主要研究内容
  本方向研究复杂曲面零件多轴数字化设计制造技术;基于人体内植入物的生物力学研究,结合数字化制造技术,研制人体内植入物医疗器械产品。
  2. 特色与优势
  本方向围绕发动机整体叶盘研制,建立了整体叶盘加工理论,形成了数字化制造技术体系,实现复杂整体结构件加工的高效精密加工;研究包含人体自然和人工关节几何解剖模型和有限元模型及其软件系统,实现人体关节运动和应力等的动态特征分析;基于人体内植入物的生物力学研究,结合数字化制造技术,研制成功人工肩、肘、髋、膝关节以及内固定器等人体内植入物医疗器械产品,并应用于临床。
  3. 近年来代表性成果
  本方向完成了国家重大科技专项“中国力学虚拟人”等项目2项,完成“植入假体的摩擦学关键基础问题研究”等国家重点自然科学基金及攻关项目2项。新近完成的“等距型面数字化制造装备”已完成样机制造,正进行产品定型。近三年发表学术论文41篇,其中SCI/EI 收录15篇,授权专利12项,培养硕士15名,博士1名。
  方向4:智能检测与故障诊断技术
  1. 主要研究内容
  本方向研究低速重载设备振动故障信号特征提取技术、矿井通风机远程监测和智能健康诊断技术;研究波动理论和超声无损检测技术,研发高性能矿用本安型检测诊断仪器。
  2. 特色与优势
  本方向揭示了非均匀压电空心圆柱中极化方向对导波频散特性及径厚比对电势分布的影响规律,提出了一种基于“低频段全息法”的超声无损检测方法,为井下超声传感器的研制奠定了理论基础;提出低速重载设备的故障特征信号提取方法,奠定了矿用系统在线监测与故障诊断的理论基础;研制的“煤矿主通风机系统在线性能监测与智能故障诊断系统”被河南煤矿安全监察局定为重点推广产品,制订了《煤矿在用主通风机系统安全检测检验规范》国家标准。
  3. 近年来代表性成果
  近三年本方向完成国家自然基金项目2项,完成省部级项目6项,企业委托项目30余项。获河南省科学技术进步三等奖1项, 获中国煤炭工业科学技术奖三等奖1项。在Acta Mechanica、振动工程学报、煤炭学报等国内外期刊发表论文45篇,其中SCI/EI收录25篇,授权专利12项,出版专著1部。
  方向5:微纳制造技术
  1. 主要研究内容
  本方向研究大深宽(径)比、三维金属微细结构与零件的高品质电铸加工技术及密集型金属微坑/孔/缝等微细特征体阵列的高效低成本制造技术;研发高性能/特种微细电化学加工装备。
  2. 特色与优势
  提出了真空电化学沉积技术,揭示了电沉积环境下真空表面沸腾时气泡在整个生命周期内的运动与力学特征,构建了该技术的基础理论体系,开拓了真空技术的新应用领域;提出自胀式掩膜电解加工、极间柔性物填充型掩膜电解加工、聚焦射流三维电铸(3D微电铸)等新工艺技术,丰富并提升了微细特种加工技术的适用性;研制出多种产业化特种加工装备。
  3. 近年来代表性成果
  获三项本方向获国家自然科学基金、2项中国博士后科学基金、以及河南省高校科技创新人才支持计划和省重点科技攻关等项目资助,研究成果已发表48篇,SCI/EI收录论文28篇,授权国家专利21项(其中授权6项),出版规划教材一部,培养硕士研究生12名。