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第1章 选择机械工程的理由1

1.1 机械工程前景广阔1

1.1.1 与航天专家的对话1

1.1.2 专业地位与职业前景2

1.1.3 机械工程的未来3

1.2 机械工程成就辉煌3

1.2.1 汽车3

1.2.2 阿波罗登月与载人航天4

1.2.3 发电技术6

1.2.4 农业机械化6

1.2.5 飞机7

1.2.6 集成电路8

1.2.7 空调与制冷8

1.2.8 计算机辅助工程9

1.2.9 生物医学工程10

1.2.10 标准化11

1.3 机械工程不可或缺11

1.3.1 机械工程的进步促进了社会发展11

1.3.2 生产生活都离不开机械工程14

第2章 机械与机械工程概述15

2.1 基本概念15

2.1.1 工程15

2.1.2 机械16

2.1.3 机械工程17

2.2 机械工程的发展19

2.2.1 动力机械的发展19

2.2.2 机械加工技术的发展21

2.2.3 机械电子工程方面的发展22

2.2.4 基础理论与分析计算方面的发展23

2.3 机械工程的热点问题24

2.3.1 机械工程与人类的生存环境24

2.3.2 机械工程与人工智能25

2.3.3 机械工程的专业化和综合化26

2.4 我国机械工程科学发展总趋势27

第3章 机械工程师之路28

3.1 机械工程师28

3.1.1 机械工程师的主要工作与特征28

3.1.2 机械工程师的知识结构与学习29

3.1.3 机械工程师的素养30

3.2 机械工程师的起航之路31

3.2.1 明确目标31

3.2.2 学会学习33

3.2.3 创新意识与能力的培养35

3.2.4 抓住机遇与创造机会37

拓展阅读：机械工程专家——沈鸿40

第4章 人文与机械工程43

4.1 概述43

4.1.1 人文科学43

4.1.2 哲学与科学技术哲学44

4.2 人文科学与自然科学45

4.2.1 人文与科学的相互关系45

4.2.2 哲学推动现代科技发展46

4.2.3 “李约瑟问题”引发的思考48

4.2.4 人文与科学的交融是时代发展的必然49

4.3 人文科学与科技人才49

4.3.1 理工科学生也需要人文科学的滋养49

4.3.2 工程师要有哲学思维50

拓展阅读：人文教育的倡导者——杨叔子52

第5章 数学与机械工程55

5.1 概述55

5.1.1 数学及其分类55

5.1.2 高等数学和工程数学56

5.1.3 数学将成为所有科学的中心59

5.2 数学建模60

5.2.1 数学模型与建模60

5.2.2 数学建模的作用61

5.2.3 数学建模的方法62

5.3 机械工程中的数学63

5.3.1 最优化模型与机械优化设计63

5.3.2 傅里叶变换与数字图像处理64

拓展阅读：“数学之王”——苏步青66

第6章 力学与机械工程70

6.1 概述70

6.1.1 力学及其分类70

6.1.2 理论力学和材料力学71

6.1.3 力学无处不在73

6.2 机械工程中的力学74

6.2.1 汽车造型的演变与空气动力学74

6.2.2 并联机床与运动学分析76

6.2.3 微机电系统中的动力学77

6.3 力学的研究方法78

拓展阅读：“力学之父”——钱伟长79

第7章 材料与机械工程83

7.1 概述83

7.1.1 材料与材料科学83

7.1.2 材料是技术大厦的砖石85

7.1.3 材料与技术进步相伴86

7.2 机械工程中的材料87

7.2.1 合理选用材料是机械设计的成功保障87

7.2.2 新材料的不断涌现为机械加工带来难题87

7.2.3 刀具材料的发展促进了切削加工技术的进步89

7.3 新材料的未来90

拓展阅读：“材料之父”——师昌绪91

第8章 机械设计及理论95

8.1 概述95

8.1.1 机械设计及其任务95

8.1.2 机构学96

8.1.3 机械产品设计中的主要技术问题97

8.1.4 机械设计及理论学科101

8.2 机械设计的地位与作用102

8.3 机械设计的发展103

8.3.1 机械制图的演变103

8.3.2 设计方法的发展104

8.4 机械设计及理论的相关研究领域106

8.4.1 有限元分析与CAE106

8.4.2 虚拟设计109

8.4.3 反求工程113

第9章 机械制造及其自动化118

9.1 概述118

9.1.1 机械产品的制造过程118

9.1.2 自动化与柔性自动化119

9.1.3 机械制造及其自动化学科121

9.2 机械制造及其自动化的地位与作用121

9.2.1 机械制造是国民经济的支柱和基础121

9.2.2 工业自动化是制造业产业升级的重要手段122

9.3 制造模式的演变123

9.3.1 作坊式手工生产模式124

9.3.2 大量生产模式125

9.3.3 精良生产模式126

9.3.4 制造模式的发展127

9.4 机械制造相关研究领域129

9.4.1 高速加工技术129

9.4.2 超精密加工技术133

9.4.3 再制造技术138

9.4.4 3D打印技术141

第10章 机械电子工程147

10.1 概述147

10.1.1 机电一体化产品147

10.1.2 机电一体化技术149

10.1.3 机械电子工程学科151

10.2 机电一体化的产生及其发展152

10.2.1 机电一体化是现代科学技术发展的必然结果152

10.2.2 机械电子工程的发展历程153

10.2.3 机械电子工程的发展趋势154

10.3 机械电子工程的相关研究领域155

10.3.1 机器人155

10.3.2 微机电系统160

10.3.3 DNC系统166

第11章 车辆工程171

11.1 概述171

11.1.1 车辆及其分类171

11.1.2 汽车的构成173

11.1.3 车辆工程学科175

11.2 汽车的产生及其发展176

11.2.1 近代汽车的诞生176

11.2.2 汽车的出现改变了人们的生活177

11.2.3 汽车及汽车工业的发展178

11.2.4 汽车技术前沿180

11.2.5 未来汽车的发展趋势185

11.3 车辆工程相关研究领域187

11.3.1 新能源汽车187

11.3.2 自动驾驶汽车191

参考文献195