航空航天的技术领域精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇航空航天的技术领域，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：航空航天 先进焊接技术 应用 探讨

中图分类号：V261.34 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（b）-0077-02

τ诤附蛹际趵此担主要是利用加热以及加压的方式来将同性或者是异性的工件产生原子间的结合，从而来完成零件的加工以及工件的连接。焊接技术可以用于技术焊接，同时在非金属焊接中也将会得到广泛应用。尤其是在航空航天大型工业制造中，在材料的加工以及连接方面将会得到广泛应用。为了保证航空航天的焊接质量，那么必须要采用先进的焊接技术，以此来提升焊接的效率。

1 电子束焊

现今来看，在科学技术不断发展的过程中，航空航天事业得到了很大发展，在航空航天制造中，焊接技术是十分重要的一个环节，能够有效提升制造的效率，促进航空航天事业的发展[1]。对于电子束焊来说，主要工作原理就是在真空的环境下，利用汇聚的高速电子流来进行工件接缝处的轰击，这样会将电子动能转化为热能，将其溶合成一种焊接方式，这也是高能束流加工技术中重要的组成部分。电子束焊的主要优势就是能量密度较高，同时焊接的深宽比比较大，焊接变形较小，其控制的精确度比较高，焊接的质量稳定较为容易实现，自动控制的优点也比较明显，电子焊接技术在航空航天等工业领域中将会得到广泛应用，同时也会对其的发展产生巨大影响。在航空制造业中，电子束焊技术的应用会在很大程度上提升飞机发动机的制造水平，将发动机中的一些减重设计以及异种材料进行有效焊接，同时为一些整体加工无法实现的零件制造提供加工的途径，以此来提升加工的质量。同时电子束焊自身将会有效提升航空航天工业中焊接结构高强度以及低重量、高可靠性的关键技术问题，保证航空航天材料的焊接质量。所以现今在航空航天领域中，电子束焊技术是最为重要的焊接技术之一。

2 激光焊接技术

对于激光焊接技术来说，也是一种较为重要的焊接技术，主要工作原理就是利用偏光镜反射激光，从而来产生光束，将光束集中聚焦在装置中，产生较大的能量光束，如果焦点逐渐靠近工件，那么工件将会在瞬间熔化以及蒸发，该方式将会用于焊接的工艺[2]。激光焊接的焊接设备装置较为简单，并且能量的密度也比较高，变形较小，其焊接的精确度比较高，同时焊缝的深宽比也比较大，这样将会在室温以及一些特殊条件下进行焊接，对于一些难熔材料的焊接具有很明显的优势。激光焊接主要是应用在飞机大蒙皮的拼接上以及机身附件的装配上。在美国激光焊接技术在航空航天的应用较广，其中已经利用15 kW的CO2仿激光焊接弧光器对飞机中的各种材料以及零部件进行全面的交工，以此来保证其工艺的标准化。同时在很多领域激光焊接技术都得到了广泛应用，其生产制造成本也将有所降低。

3 搅拌摩擦焊接技术

对搅拌摩擦焊接技术来说，这是一种新技术，主要是利用一种非耗损的搅拌头，并且利用高速旋转的压倒待焊接的截面，这样在不断地摩擦与加热中被焊金属面将会产生热塑性，同时在压力、推力以及挤压力的作用下来对材料进行有效扩散连接，这样将会形成较为致密的金属间固相连接。同时不需要对其进行气体的保护，一些被焊接的材料损伤比较小，并且焊缝热影响区也较小，焊缝的强度也比较高。该技术具有很大的优势，因此被誉为是当代最具有革命性的焊接技术。在美国等很多航空公司都进行了广泛应用，在飞机蒙皮与翼肋以及飞机地板等结构件的装配中都得到了广泛的应用，这样将会在很大程度上提升连接的质量。利用搅拌摩擦技术提升连接的质量，同时也降低了成本，提高了生产效率，因此其存在较大的应用开发潜能[3]。

4 线性摩擦焊

对于线性摩擦焊来说，主要是在焊接压力作用下，利用被焊工件做相对线性往复摩擦运动，从而来产生热量，最终实现焊接的固态连接。在焊接压力的作用下，其中一个焊件将会对另外一个焊件沿直线方向利用一定的振幅以及频率来进行直线的往复运动，这样将会利用摩擦生热的方式来加热待焊接部位的表面，在摩擦表面达到粘塑性的状态时，则要迅速停止摩擦运动，之后对其进行顶锻力的施加，从而来充分完成焊接。该方式具有较大的优势，工作效率较高，并且质量优势比较明显，具有较高的节能价值[4]。经过相关研究人员的不断研究，最终将线性摩擦焊接主要用于发动机整体钛合金叶盘制造中，并且其焊接的质量也比较高，优势较为明显。

5 扩散焊接技术

对于焊接技术来说，也就是所谓的扩散连接，可以将2个或者是2个以上的固相材料充分紧压在一起，这样将其在真空以及保护气氛中进行加热处理，让其保持在母材熔点以下温度[5]。对其施加压力，导致其连接界面围观塑性变形，从而来达到紧密接触的状况，之后利用保温、原子相互扩散等进行牢固结合，从而来实现焊接以及两个工件之间的连接。对于该方式的主要优势就是接头质量比较好，并且在焊接之后不需要进行加工处理，焊接变形量也比较小，一次可以进行多个接头，其优点较为明显[6]。在科学技术不断发展的过程中，扩散焊接技术已经应用到了直升机的钛合金旋翼、飞机的大梁以及发动机机匣与整体的涡轮等方面，经过不断应用，取得了较大成果。

6 结语

随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，在航空航天领域中，焊接技术得到了很大应用，发挥了较大作用。焊接技术必须要充分保证各个零件的运用，能够针对一些特定的工件来进行焊接技术的选择。现今有很多先进的焊接技术逐渐应用到航空航天领域中，这在很大程度上提升了焊接的质量，并且提高飞机工件生产的效率，有效降低了成本，充分实现了高效生产。所以，在航空航天事业不断发展的过程中，我国的焊接技术也会得到迅速发展。

参考文献

[1] 李亚江，吴娜，P.U.Puchkov.先进焊接技术在航空航天领域中的应用[J].航空制造技术，2010（9）：36-40.

[2] 王亚军，卢志军.焊接技术在航空航天工业中的应用和发展建议[J].航空制造技术，2008（16）：26-31.

[3] 张颖云，李正.先进焊接技术在飞机制造中的应用[J].西安航空技术高等专科学校学报，2008（26）：8-11.

[4] 岩石.航空航天先进特种焊接技术应用调查报告[J].航空制造技术，2010（9）：57-59.

篇2

[关键词]核心技术领域测度社会网络分析中心度信息可视化航空航天

[分类号]G301　G358

1

引言

“核心技术”被认为是一种能够带来竞争优势的技术资源和能力，是一种难于模仿的、不可替代的技术竞争力。对核心技术进行测度将为产业R&D资金投入决策和科技人力资源配置提供辅助决策，具有重要的理论意义和现实意义。国内外学者对核心技术竞争力、核心技术创新、核心技术能力、核心技术的获取战略、核心技术的确认方法。等进行了一些研究，但这些研究成果主要采用定性研究方法进行，尚缺少实证支持；少量的定量研究成果也只是尝试探索核心技术领域的确认和识别等问题，未探讨核心技术领域的测度问题。

社会网络分析方法(Social Network Analysis，SNA)，曾被普遍用于人际关系网络的研究，但运用SNA对技术进行研究的成果并不多，笔者尚未发现运用SNA方法测度核心技术领域的研究成果。本研究运用社会网络分析方法和世界权威专利数据库《德温特创新索引》的专利数据，以2009年全球航空航天产业技术为应用实例，进行实证分析和研究。

2　核心技术领域测度方法与指标选择

在世界权威专利数据库《德温特创新索引》中，到经过德温特专业技术人员的标引，具有逐级细分的技术分类体系，具体在专利文献中的表现是每条专利数据可以通过使用多个分类号详细描述专利的特质。如果一项专利涉及N个技术领域，数据库的技术标引人员就会在技术分类项目中同时标注N个技术领域，这就意味着这N个技术领域共现了一次。将技术领域视为节点，共现关系产生了边，有了节点和边，技术领域之间就形成了共现网络。专利所属的技术领域越多，技术共现网络就会越密集，《德温特创新索引》为技术共现网络的绘制提供了比较理想和规范的专业数据。

基于社会网络中心性原理，国内外学者曾将中心度指标用来测度科学引文网络中的核心文献或关键文献以及学科领域的核心人物或代表人物。笔者认为，社会网络中心性原理同样可以应用到技术网络的研究中。在技术网络中，代表技术领域节点的中心度越高，表明该技术领域与其他技术领域共现的次数越多，该技术领域的辐射能力也越强，这样的技术领域可以被认为代表了某个产业的核心技术。

3　核心技术领域测度方法与指标的应用

本研究数据来源于美国科学情报研究所IsI的网络检索平台Web of Science的《德温特创新索引》(DII)数据库，笔者选择了专利国际分类代码IPC，选择航空航天技术领域B64，检索时间范围是2009年。检索结果共得到3 660条专利数据，数据下载日期为2010年1月1日。

采用“德温特指南代码”(Derwent Manual Code，DMC)对2009年全球航空航天领域专利申请的热点技术领域进行可视化分析。DMC是由德温特的专业人员根据专利文献的文摘和全文对发明的应用和重要特点进行独家标引的代码，该代码可用于显示发明中的新颖技术特点及其应用，能提高检索的全面性和准确性。关于DMC代码的准确性和合理性，笔者于2010年11月20日在深圳大学城举办的“国内外专利文献的检索与分析”专题讲座过程中，请教了Thomson Reu―ters中国办公室科学解决方案顾问、“专利信息用户组(patent information user group，PIUG)”中国分会的发起者吴正先生，吴正先生解释说，由德温特专业人员细分的DMC代码，具有比《国际专利分类表》(IPC分类)更长的发展历史，其准确性和合理性是值得信赖的。通过对DMC进行分析，可以比较准确地掌握一个产业领域涉及到的、主要的热点产业技术集群。

通过运用瑞典科学计量学家Persson开发的大型文献处理软件Bibexcel ，对2009年全球航空航天领域专利文献的DMC进行处理，得到的专利申请共涉及1 435个不同技术领域，选取出现频次10次以上的87个技术领域，运用netdraw绘制出2009年全球航空航天领域技术网络图谱，如图1所示：

图1显示出2009年全球航空航天的专利技术主要分布在以下三个重点领域：通讯技术领域(w大类：Communications)、聚合物技术领域(A大类：Plasdoc)、计算与控制技术领域(T大类：Computing and Con―tro1)。图l的中心性分析结果显示，网络中节点中心度最高值为46.512，对科技成果产出数据的选取一般取3―5年为宜，评价时可以根据数据的可得性综合进行处理，一般年度越近的截面权重越高。512，该节点所代表的技术领域是2002年兴起的代码为T01-J07D1的“交通工具微处理系统”(vehicle microprocessor system)技术。中心度明显高于其他技术领域的前6位技术领域的DMC代码、中心度、频次和具体所代表的技术领域，如表l所示：

由表1可知，中心度最高的前6个技术领域中，w类占了5个，该结果与笔者所做的2008年波音公司技术前沿探测研究的结果是一致的，通讯技术已经成为当前世界航空航天领域重要的核心技术领域。

选择中心度作为测度核心技术领域的指标，是因为中心度高的技术领域与其他技术领域共现的机会多，对其他技术领域的影响也相对较大。在一个产业领域的技术网络中，一个对其他许多技术领域都有影响的技术领域，会成为该产业的核心技术领域。

4　结论与不足

本研究主要有以下初步结论：

・社会网络分析方法是一个比较好的对核心技术领域进行测度的可视化方法，可以用来绘制技术共现网络，并进一步对全球某一个产业或某企业的核心技术领域进行可视化分析。

・技术共现网络中心度指标，可以作为核心技术领域的测度指标。该指标可以测度一个技术领域与其他技术领域之间的关系，可以测度一个技术领域在技术共现网络中的地位和作用，中心度高的技术领域，会成为一个产业或企业的核心技术领域。但正如专家所言，核心技术和“中心度”不能完全画等号，“中心度”高的，也可能是因为技术的渗透性强。比如，信息技术具有较强的渗透性特点，因此，DMC图谱分析中，信息技术可能会有一定的优势。

篇3

关键词：航空航天材料;专业英语;教学;改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）40-0092-02

航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一，也是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器及其装置的设计，不断地向材料工程提出新的课题，推动了航空航天材料科学的进步。各种先进材料的出现也为飞行器及其装置的设计提供更多的可设计性，极大地促进了航空航天技术的发展。因此，先进航空航天材料的开发、研究与应用反映了一个国家的工业水平与航空航天技术，关系到一个国家的综合实力与国际影响力。因此，各国都把先进材料的研究和开发放在重要地位。尽管我国近年来在航空航天材料的研发方面取得了巨大进展，但仍然与发达国家存在较大的差距。因此，需要不断学习和引进国外的先进技术和经验。而国外相关资料都是英文出版，这就需要航空航天材料方向的学生具有较高的材料科学与工程专业英语的听、说、读、写能力，以完成获取专业所需信息等任务。

材料科学与工程专业英语是一门语言应用与材料专业知识紧密结合的课程。它不但涉及英语科技文体的语法特征和材料专业技术文献的语言特点，而且涉及一定的专业技术内容及科技信息交流。课程目标是培养学生具有较强的专业文献的阅读能力，进一步提高学生的听、说、写、译能力，使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法，提高文化素养，以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。课程的教学目标是：掌握一定量的与材料科学与工程专业有关的常用单词和常用词组，并掌握一定的构词法知识，具有识别生词的能力，能顺利阅读专业相关的英文原版教科书、参考书及专业论文。但现行的教学模式在教学管理与培养方式中存在许多问题亟待解决，目前也没有针对航空航天方向的材料科学与工程专业英语教材。因此，迫切需要完善教学内容，优化教学方式，改编教材，以全面提高材料科学与工程专业英语的教学质量。

一、改编现有专业教材，扩展学生专业视野

浏览现有大部分的《材料科学与工程专业英语》教材可发现，内容基本是《材料科学概论》或《材料科学基础》的英文版本的改编，实际是英文版的专业教材，不具专业英语教材特点。而且教材内容的更新速度慢，与国际上材料科学的快速发展不相适应，学生阅读起来单调、枯燥。因此，在现有教材的基础上，急需编写新版实用性教材。新版教材需兼顾英语的语法特点和材料专业技术知识，既强调专业基础理论知识又涵盖国际研究前沿趋势。

从提高学生的听、说、读、写及翻译的综合能力着手，按照从难到易的教材内容顺序，突出航空航天行业背景及新技术特点，完成《材料科学与工程专业外语》教材的设计与撰写。从教材章节编排上，按照先介绍语言知识后介绍材料专业的顺序布局。可以在开始的章节介绍科技英语的构词、语法的特点以及专业学术文章的撰写规则。随后的几个章节，简单介绍材料的基础理论知识，学生可以结合以前学习的材料专业知识进行这部分的学习。目的是给学生介绍英文专业词汇，让学生逐渐熟悉专业英语的阅读。随后，在材料学的专业知识内容上，结合专业基础课程，着重介绍和航空航天技术紧密相关的材料研究内容，例如飞机结构复合材料、高温材料、隐身材料、非晶材料、太阳能材料等。同时，为了进一步提高学生阅读和理解专业文献资料的能力，提高学生从专业文献中获取重要信息和跟踪学术研究前沿的能力，教材还可以向学生介绍利用互联网站和相关的学术期刊网站获取最新专业文献的方法。并且，从材料专业高质量的国际期刊上精心选取一些难度适中的综述性和研究型的论文作为课堂教学内容。由于这些论文内容新颖且紧密跟踪本领域的研究前沿，学生也易于接受。这样，既提高了教学效果，也使学生对专业英语的重要性有了更深地认识和理解。

二、丰富课堂教学内容，夯实学生基本功

调研各高校材料专业的本科生教学计划，发现专业英语课程设置在第七至第八学期，大四学生对英语学习逐渐变得陌生，如果直接面对专业英语的学习，势必会造成学生学习的困难。因此，教师除了教授教材的内容外，可以适当拓展相关内容的英语学习，提高学生的学习兴趣。

从知识结构设置上，可以根据学生毕业后学习、就业及工作的实际需要，突出对学生专业英语实际应用能力的培养和训练。为了突出实际应用能力培养及常用交流，可按照先读后写，先听后说的思路，来对学生进行专业英语实际应用能力的训练。通过由学习模仿到实际应用的教学模式，重点培养撰写英文摘要、写推荐信、求职信、会议常用发言以及模拟求职对话等能力。除此而外，还可以就学生即将面临的毕业设计论文撰写，展开介绍和讲评。“学以致用”，而实际应用是学生学习的动力。学生一旦体会到能从专业外语的学习中获益，便会提高学习的积极性，促进专业英语的教学。

为了增加教学内容的趣味性，在实际教学过程中增加一些与课文内容相关的最新外文视频。材料科学与工程是一个大专业，其中又有金属材料、高分子材料及陶瓷材料等二级专业，因此除了完成教材的教学内容外，还应针对不同专业分门别类地介绍材料的最新的实际应用。介绍时，可以从互联网上搜索最新的文字资料，也可以搜索最新的视频资料，其中视频资料更生动，因此受到学生们的欢迎。比如在讲解金属材料和复合材料时，可以给学生播放波音、空客等制造飞机发动机及机身结构的最新技术视频。还可以通过播放如太阳能电池、风力发电技术及3D打印技术等视频，加深学生对陶瓷材料、功能材料及复合材料在新能源及新技术领域的应用认识。因此，通过利用多媒体技术的视频资料，不但可以提高学生的英语听力，扩充学生的词汇量，还可以使学生在轻松的学习氛围中了解相关技术的应用前沿，深化在学生对航空航天材料科学与工程的认识。

三、改革课堂教学方法，提高课堂教学质量

材料专业英语是一种正规的书面体，专业词汇多词形复杂、句子长，且与专业知识结合紧密，相对于基础英语来说，缺少文学作品中的韵律、节奏感，读起来抽象、枯燥，造成教师讲授、学生学习的兴趣不高。如果采用传统的专业课程的讲课为主的教学方法，势必不能有良好的教学效果。因此，应该结合英语课堂教学和专业课的教学特点，采取多元化的教学方法，对学生进行课堂教学。

可以采取英语课堂的教学，让学生随堂朗读教材内容，学生在读的过程中，既熟悉了教材内容，又对英语的“说”有提高。随后，对学生进行分组，讨论分析教材内容，或者也可以提出一个小话题，学生可进行问题的分析并提出解决方案。这样，既提高了学生的英语口语技能，也加强了学生分析专业问题的能力。课后布置适量的课后翻译作业，可以是对教材内容的翻译也可以是对课堂增补内容的翻译，通过英汉互译的环节，巩固课堂教学内容。在课程结束前，还可以穿插学生就自己的毕业设计方向，做一个简短的英文讲座，既可以对课堂教学效果进行测试，也可以提高同学们的口头表达能力，增加同学们英语交流的信心。

在进行课堂教学的时候，如前所述，可以围绕课堂教学时的内容，充分利用互联网技术，为学生补充国际上航空航天材料的最新研究成果和先进的应用实例，可以是文字资料也可以是视频文件的学习。进行文字资料的学习时，可以采用先朗读后分析、翻译的方法，逐步分解。进行视频资料的学习时，教师应提前将语音资料转换成文本资料，课堂上可以进行边视听边进行讲解，让学生在愉快的氛围中进行学习，进而达到良好的课堂效果。

四、结语

我国航空航天技术的发展对航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人员必须及时关注国际发展，密切和国外学术交流，才能保障材料领域的不断进步，这就对科技人员的专业英语要求也不断提高。因此，通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化，来全面培养学生的读、听、说、写、译的综合能力，增强学生的国际竞争力，为航空航天材料技术领域输送优秀人才。

参考文献：

[1]李成功.航空航天材料[M].国防工业出版社，2002.

[2]鲁红典，邵国泉，谢劲松.对材料科学与工程专业英语教学的思考[J].贵州师范学院学报，2013，（04）.

[3]马彦青，魏忠，陈凯.《专业英语》课程的教学探索――以材料科学与工程专业为例[J].教育教学论坛，2015，5（21）.

[4]陆江银，王春晓.化工专业英语教学方法探讨[J].黑龙江教育学院学报，2011，（01）.

[5]孙丽丽，毕凤琴，张旭昀.金属材料工程专业英语教学改革实践的认识与思考[J].时代教育（教育教学），2010，（05）.

[6]徐征，陈利生，余宇楠.关于高职院校冶金工程专业英语教材建设的思考[J].中国校外教育，2011，（11）.

[7]董世艳.石油相关专业研究生专业英语词汇学习策略研究[D].长江大学，2013.

篇4

【关键词】先进焊接技术；电子束焊；激光焊；搅拌摩擦焊

前言

与传统的焊接技术相比较，当前的焊接技术在各个方面都有了很明显的优势，目前在中国的制造企业的先进焊接技术主要有电子束焊接、激光焊接和搅拌摩擦焊等三种焊接技术，无论技术含量还是实用性方面都比传统技术要有很大的进步。本文将就上述三种技术做一个简要的讨论，并且阐述在实际中的应用。

一、先进焊接技术应用领域

（一）在航空领域的应用

在当前，新的焊接技术在世界上应用的都比较广发，主要体现在飞机制造、航空航天这类大型的制造业。即便是下一代的飞机制造，也使用这种新的焊接技术，已经完全替代了铆接技术。由于航空航天材料方面的更新，高性能、多功能、符合还和高环境相容性是未来航空航天材料发展的主要趋势。随着科技发展的不断进步，在航空航天方面材料的使用上要求已经逐步的提高，飞机的机体结构和发动机材料的结构也经历了四个阶段的发展，正在跨入第五阶段即机体材料结构为复合材料、铝合金、钛合金、钢结构（以复合材料为主）、发动机材料结构为高温合金、钛合金、钢、复合材料。飞机制造中采用了各种焊接技术。焊接结构件在喷气发动机零部件总数中所占比例已超过50%，焊接的工作量已占发动机制造总工时的10%左右。

激光焊广泛应用于航空航天制造业，特别是武器装备和飞行器结构制造中，如飞机大蒙皮的拼接、蒙皮与长衍的焊接、机身附件的装配（如腹鳍和襟翼的翼盒）、薄壁零件的制造（如进气道、波纹管等）以及航空涡轮发动机叶片的修复、合金飞行舵翼焊接、燃料贮箱加强筋条激光焊代铆等。

搅拌摩擦焊在航空航天业的应用主要包括以下几个方面：机翼、机身、尾翼；飞机油箱；飞机外挂燃料箱；运载火箭、航天飞机的低温燃料筒；军用和科学研究火箭和导弹；熔焊结构件的修理等。

由以上资料可以看出，随着新材料、新技术的出现，在航空航天领域，先进焊接技术这逐渐取代传统制造技术而成为主流发展趋势。

（二）在汽车制造领域的应用

电子束焊接在汽车制造领域应用的较为广泛，影响着汽车部件的方方面面。焊接热处理强化或冷作硬化的材料是，接头的力学性能不发生变化。同时，可以焊接内部需保持真空度的密封件、靠近热敏元件的焊件、形状复杂且精密的零部件，也可以同时施焊具有两层或多层接头的焊件，这种接头层与层之间可以间隔几十毫米。

激光焊技术主要用于车身拼焊、框架结构和零部件的焊件。激光拼焊是指在车身设计制造中，根据车身不同的设计和性能要求，选择不同规格的钢板，通过激光裁剪和拼装技术完成车身某一部位的制造。激光拼焊具有减少零件和模具数量，减少电焊数目，优化材料用量，减小零件重量，降低成本，提高车底刚度和制造精度等优点。激光焊接的零部件，无焊接变形，焊接速度快，不需要焊后热处理，激光焊接已广泛应用于变速器齿轮、车闸和保险杆。车门铰链等零部件的焊接。

目前，搅拌摩擦焊在汽车制造工业中的应用主要为：发动机引擎和汽车地方车身支架，汽车轮毂，液压成型管附件，汽车车门预成型件，轿车、旅行车、卡车、摩托车等的车体空间框架，载货车的尾部升降平台汽车起重器，汽车燃料箱，公共汽车，和机场运输车，铝合金电梯，铝合金汽车修理等。

二、技术创新的趋势

当前，新的焊接技术主要应用在大型的设备行业，这些行业关系着国计民生，但是随着科技的进步，技术方面也会相应的有所创新，相对也会渐渐的融入到民生行业当中，就当前发展情况来看，在未来主要有以下三方面发展趋势：小型化、集成化、信息化。

（一）小型化

随着各种新技术的涌现和融合，这些应用于大型结构的设备将不断的小型化以适应普通的生产需求。同时还可以在同等工作要求下精简设备、降低成本，使普通的小企业也可以享受这种高效、优质的技术。激光辅助搅拌摩擦焊（LAFSW），就是在焊前通过激光进行辅助加工，得到满意效果，还可以加工非金属和不导电的材料，大大扩大了该技术的使用范围。同时，还可以将已有焊接技术进行嫁接，以期达到更佳效果。目前，已有文献称将等离子弧成功应用于搅拌摩擦焊的辅助工艺。

（二）集成化

当前主流的焊接技术在使用的过程中，很少出现与其他的技术共同使用的情况，基本上都是独立运行的，而在未来这一情况将渐渐的改变。先进焊接技术的设备非常庞大，而且运行也十分复杂，与其他技术相结合会使得整个技术得到相应的提高，也会有更广阔的发展空间，相应的也提高了生产效率。

（三）信息化

随着科技发展，计算机技术和焊接技术的即一步应该与结合，使得焊接技术在理论、实践方面有着大量的数据提供给大家参考。而计算机云技术的出现与广泛应用，也使得焊接技术可以基于网络信息的平台，建立一个庞大的数据库，通过数据库，完成了焊接技术的信息化。信息化的出现，方便了整个行业对该技术的使用与共享，从而形成行业标准。各种技术都有不同的参考，在使用中也会有详细的记录，对于提高行业的整体技术有着非常大的帮助，这样使得我国工业整体的水平在未来都会上升到一个层次，从而达到产业升级。

三、结语

焊接技术在我国制造业尽管有了长足的进步，品种规格不断增多性能和水平不断提高但可靠，性稳定性和质量方面还存在一些问题。为适应国内外市场急速发展和激烈竞争的需求，焊接设备与制造业将以市场为目标，加强对现代焊接技术的研究开发，特别是发展高效、节能、高性能、优质和多丝高速焊接设备、重大装备及其数字化控制技术和新焊接材料，另一方面，先进制造技术的蓬勃发展，正从信息化、集成化、系统化、柔性化等几个方面对焊接技术的发展提出了越来越高的要求，推动了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入，促进焊接自动化技术革命性的发展。

参考文献

[1]李亚江，吴娜.先进焊接技术在航空航天领域中的应用[J].航空制造技术，2010 （9）.

[2]航空航天先进特种焊接技术应用调查报告[J].岩石航空制造技术.2010（9）：58.

[3]殷声.燃烧合成[M].北京：冶金工业出版社，1999，8，31.

篇5

1、光纤纤芯，由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体。性脆，易断裂，需外覆保护层。可分为微结构光纤和保偏光纤，可以用来传输数据，涉及主要有军事、国防、航空航天、能源环保、工业控制、医疗卫生、计量检测、食品安全、家用电器等诸多领域。

2、1966年高锟先生在文章中首次提出利用介质光导纤维以光载波传输信息，由此奠定了光纤作为介质传光的理论基础。经过几年的研究，1970年美国康宁公司首次拉制出损耗为20dB/Km的光纤，较大地降低了光纤的传输损耗从此使光纤通信技术的发展成为可能。近年来科研工作者研究发现，由于光纤具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、体积小、易于集成等优点，光纤传感技术成为光电技术领域活跃的分支之一。

3、光纤传感技术涉及领域广泛，主要有军事、国防、航空航天、能源环保、工业控制、医疗卫生、计量检测、食品安全、家用电器等诸多领域。其中涉及到的几种主要传感器主要有：光纤陀螺仪、光纤水听器、光纤光栅温度传感器、光纤电流互感器等各种光纤传感技术。微结构光纤及保偏光纤以其灵活的结构和奇异的特性成为光纤传感领域的中坚力量。

（来源：文章屋网 ）

篇6

方法与过程

评估活动的沿革、法律基础与评估结果的用途

这种评估活动始于1999年。2001年韩国制定的《科学技术基本法》为这种评估活动提供了法律基础。自2008年起，韩国每两年进行一次关键技术水平评估。政府职能部门广泛采用这个评估结果作为制定国家中长期技术开发战略、投资优先顺序等科学技术政策的基础资料。技术水平评估结果还为研发活动评估工作、为拟于2014年2月的韩国国家重点科技战略路线图等提供参考。

评估报告中涉及的关键技术

评估的120项关键技术均来自2013年7月公布的韩国《第三个科技基础计划（2013～2017）》。这120项关键技术分布于电子/信息/通信、医疗、生物、制造与工艺、能源与资源、航空航天、环境/土地/海洋、纳米与材料、建筑与运输、灾害与安全等10大领域。

评估过程

在韩国绝大多数的技术水平评估活动中，相对技术等级的计算主要依据德尔菲法的调查结果。此次评估主要分基础调查、德尔菲法调查与论文专利调查、技术水平综合分析3阶段，详见图1。

评估内容

（1）韩、美、日和欧盟等国家/地区，相对于拥有最高技术水平国家/地区的技术水平（基础研究与应用研究）；

（2）特定国家/地区相对于拥有最高技术水平的国家/地区的技术发展时间差；

（3）相对于技术水平最高的国家/地区，韩国四类研究部门（小企业、大型企业、学术团体和公共研究机构）的技术水平差距。

主要结论

2012年，美国的相对技术水平列世界第一（100%），欧盟的相对技术水平是94.5%，日本93.4%，韩国77.8%。与美国的技术年差：欧盟是1.4年，日本1.6年，韩国4.7年。

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提案包含了有潜力改变航空航天任务的多种创新概念。这些变革性技术有望推进NASA探索低地球轨道以外的深空、小行星以及火星。

NIAC项目第一阶段的合同价值约为10万美元，为合同承接者提供资金以执行9个月的概念初始定义与分析研究。如果基础可行性研究取得成功，合同承接者可申请价值高达50万美元的第二阶段合同，进行为期2年的概念研发工作。

15个选定提案和研制方包括：⑴平流层双飞行器平台模拟飞行演示验证，安柏瑞德航空航天大学；⑵“Thirsty Walls”：生命支持系统的空气再生新范式，NASA约翰逊航天中心；⑶借助恒星导航的高桅帆船，麻省理工学院海斯塔克天文台；⑷太空制造可贮存的推进剂，深空工业公司；⑸支持星际探索的定向能推进技术，加利福尼亚大学；⑹“海神”跳跃探测器：探索海王星附近的柯伊伯带天体，COMPASS“罗盘”概念设计团队；⑺以电动力学方式收集动能的柔性机器人探测器，康奈尔大学；⑻小天体地层勘探，约翰霍普金斯大学；⑼“具有成本效益的动力增强技术低温存储器”（CRICKET），约翰霍普金斯大学；⑽小行星原位物资补给（APIS）：仅用1枚“猎鹰”-9火箭产生1亿吨（100MT）水，ICS联合公司；⑾“风机器人”：原位科学探测器永久探索气态巨行星，NASA喷气推进实验室；⑿薄膜宽带大面积成像系统，BEAM先进测量工程公司；⒀孔径：使用可重构元件的大型反射式精确望远镜，西北大学；⒁配备有纳米结构传感仪器的立方体卫星，用于行星探索，南加利福尼亚大学；⒂低温选择性表面，NASA肯尼迪航天中心。

选定提案之⑴将考虑研发两个由超强缆线连接的在不同海拔高度进行无动力航行的滑翔式无人飞行器。飞行器将利用平流层下部（约18千米）的风切变，类似于“风筝冲浪”，上方飞行器提供升力与推力，下方飞行器提供阻力，以避免顺风漂流。如果成功，该航空器可在同温层停留多年，执行NASA的地球科学任务、监测任务或飞机导航，所用成本仅为轨道卫星网络成本的一小部分。

选定提案之⑺建议使用一个背部有短天线的鳗鱼形柔性机器人探测器，具有类似触须的结构，作为电动力学的“动能收集器”，由局部变化磁场提供动力，执行常规动力系统无法完成的任务，目标是探索巨型气态星球，如探索内部藏有海洋的木卫二“欧罗巴”。

选定提案之⑼“具有成本效益的动力增强技术低温存储器”设想利用创新的移动机器人概念，探索在行星上永久遮挡的阴影区域蕴藏的易挥发物质，如氢、氮和水。这种低成本机器人将探索这些阴影区表面的水分及其他化合物。多个机器人联合工作可用于绘制一个高分辨率地图，有助于这些资源的潜在应用。

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1基于工程教育专业认证标准下课程体系改革发展概况

工程教育认证标准一般由八个指标构成，分别是学生、专业教育目标、学生成果、持续改进、课程体系、师资力量、教学设施、学校支持等。其中工程教育专业认证中的课程设置，为了能支持毕业要求的达成，课程体系设计有企业或行业专家参与。我国各高校在启动工程教育专业认证工作过程中，发现课程体系设置是否科学、合理、会规直接影响到毕业生的工程实践能力与创新能力，进而影响专业培养目标、毕业要求的可达性。因此各高校针对工程教育专业认证标准和要求，提出了各个专业课程体系改革的思路、做法和经验。西北工业大学的张清江等通过调研我国工程教育与专业认证发展历程，对我国航空航天专业与其他已获得资格专业进行对比分析。并结合国际航空航天质量体系认证中的要求，从航空航天工程教育专业认证的必要性、专业特点、航空航天工程教育现状等角度出发进行研究。结合现代中国工程教育存在的普遍问题，提出针对航空航天类专业认证的新方式、新方法，并对航空航天工程教育专业认证需要注意的特性进行讨论。辽宁石油化工大学马会强等依据工程教育专业认证标准，以辽宁石油化工大学环境工程专业为例，通过明确培养目标，解析培养要求，从课程设置、实践环节、毕业设计等方面进行了课程体系改革探索。广东石油化工学院任红卫等分析了我国工程教育的现状，并探讨了在工程教育专业背景下电气专业的教学改革方法，从而提高学生的工程实践能力。浙江工业大学姜理英等人基于对工程教育专业论证的国际比较，结合环境工程教育专业认证的必要性，从培养计划的调整、课程体系的优化、实践教学的强化和师资队伍的提升四个方面，综合系统地提出了对环境工程专业教学内容进行全面优化和提升的路径。张秋根等人根据环境工程专业规范和认证标准要求，以南昌航空大学环境工程专业为例，对其核心课程体系设置和教学内容两方面进行了优化与规范的探讨。为了重视国际认证的引领作用，加强专业办学品牌建设，突出南京航空航天大学能动专业的航空航天办学特色，紧跟国内能动专业人才需要，提升其人才培养质量与专业竞争力，从而拓宽自身生存发展空间，因此需要开展基于工程教育专业认证的能动专业课程体系改革。

2基于工程教育专业认证标准下南航能动专业课程体系优化

通过对国内外本科院校工程教育专业认证的分析与研究，利用对中国近几年的专业认证与评估成果的调查与研究，对其进行梳理，依据工程教育专业认证中课程设置要求，依据南京航空航天大学能源与动力学院能动专业建设相关内容与特色，以培养具有航空航天特色的工程教育专业人才为目标，对南京航空航天大学能动专业课程体系进行优化。以培养要求为基准，着手对课程体系进行优化，并对本科培养大纲进行相应的修订，从而实现培养目标。确定能源与动力专业学生在校期间应修总学分数不能少于180学分。

2.1数学与自然科学类课程能源与动力专业数学与自然科学类课程是指该专业学生必须掌握的基础课程，主要包括高等数学（11学分）、大学物理（6.5学分）、大学英语模块（10学分）、C++语言程序设计（3学分）等方面共六门课程，总共30.5个学分。因此能源与动力专业数学与自然科学类课程占总学分的比例约为17％，达到了工程教育专业认证标准中至少占总学分的15%的要求。

2.2工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程工程基础类课程和专业基础类课程主要体现数学和自然科学在该专业应用能力培养，而专业类课程主要体现系统设计和实现能力的培养。其中工程基础类课程主要包括电子电工技术（5学分）、理论力学（3学分）、材料力学（3学分）、工程图学（4.5学分）以及机械设计基础（3学分）等课程，总共为18.5个学分；专业基础类课程主要包括工程流体力学（3学分）、工程热力学（3学分）、传热学（3学分）和化学反应动力学基础（2学分）等课程，总共为11个学分。因此工程基础类课程和专业基础类课程必须要修满至少29.5个学分。对于专业类课程，由于能源与动力专业具体有两个培养方向:方向一为热能动力方向，主要陪养就业方向为航空发动机、地面燃气轮机等相关单位；方向二为能源利用方向，主要培养的就业方向为电厂、新能源以及制冷等相关单位。因此其专业类课程既有相同的专业课程，也有自身特色的课程。其中燃烧原理（2.5学分）、燃气轮机原理与构造（3学分）、热能综合利用（2学分）、热交换器原理与设计（2.5学分）以及热工测量原理与方法（2学分）等，总共12个学分，这些课程为能源与动力专业两个培养方向都必须学习的专业类课程。另外每个培养方向又有其特定的专业类课程必须选修，其中热能动力方向专业类课程包括叶轮机原理（2.5学分）、燃气轮机控制原理及应用（2学分）、燃烧技术与分析（2学分）、内燃机原理与构造（2学分）、工程传质与应用（2学分）等共9门课程；能源利用方向专业类课程包括泵与风机（2学分）、供热工程（2学分）、锅炉原理（2学分）、制冷原理与技术（2学分）、可再生能源利用技术（2学分）以及热力发电技术概论（2学分）等共10门课程。无论学生学习哪个方向，共同学习的专业类课程与特定选修的专业课程之和必须要修满至少28个学分。因此,工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程必须要修满的学分数为：29.5＋28＝57.5学分，因此该类课程学分占总学分的比例约为32％，达到了工程教育专业认证标准中至少占总学分的30%的要求。

2.3工程实践与毕业设计能源与动力专业设计完善的实践教学体系，主要包括以下几个方面：(1)军事训练，培养学生的吃苦耐力与过硬的身体素质；(2)各种课程的课程设计，如:机械设计基础课程设计、电工与电子技术课程设计、C++语言课程设计等，主要培养学生对各门基础课、专业基础课的实际应用能力；(3)工程训练，主要包括机械加工方面的车、磨、铣、刨、铸造以及焊接等金工实习，锻炼学生的动手能力；(4)下厂实习，大三暑假期间，在指导老师带领下去中航工业集团下属的企业或电厂进行为期一个月的下厂实习，锻炼学生把理论知识应用于工程实际中的能力；(5)毕业设计，指导老师开设的毕业设计题目一般都来源于实际工程问题，学生在老师的指导下，在大四下半年开展为期半年的本科毕业实际，培养学生的工程意识、协作精神以及综合应用所学知识解决实际问题的能力。能源与动力专业要求学生在实践能力与毕业设计方面修读的总学分不低于42.5，占总学分的23.6％，达到了工程教育专业认证标准中至少占总学分的20%的要求。

2.4人文社会科学类通识教育课程能源与动力专业在人文社会科学类通适教育课程方面主要包括以下几个模块：(1)通适基础教育平台，主要包括形式政策教育、思想道德修养与法律基础、安全教育、大学生心理健康教育等课程，共19.5个学分；(2)国防军事模块，包括航空航天概论、军事高技术概论等，至少修满1.5个学分；(3)文化素质模块，主要包括文化历史、艺术鉴赏、科技基础、哲学社会等课程，至少要修满6个学分；(4)创新创业类模块，主要包括大学生职业生涯发展与规划、创业基础以及经济管理等课程，共5.5个学分。人文社会科学类通识教育课程总共需修满32.5个学分，占总学分的18％，达到了工程教育专业认证标准中至少占总学分的15%的要求，使学生在从事工程设计时能够考虑经济、环境、法律、伦理等各种制约因素。

2.5航空航天特色类课程的设置为了突出南京航空航天大学能源与动力专业的航空航天特色，在开设的课程中，如国防军事模块、专业类课程以及工程实践与毕业设计中，课程教学内容包含浓郁的航空航天特色，由于指导老师所从事的科研项目都是来自于国防工业集团，具有丰富的研究经验，因此在专业基础课和专业课的讲课过程中，所列举的实例都是以航空航天为背景的工程问题，特别是毕业设计和下厂实习，因此在能源与动力专业课程优化过程中，充分突出了南京航空航天大学的航空航天特色。

2.6注重科技创新能力培养学生创新素质的培养直观重要的是培养学生的创新意识，因此积极创造条件让学生能够在大学期间积极的参与科技创新活动。主要包括：(1)鼓励学生积极参加各种科技类竞赛，如:流体力学大赛、节能减排大赛、开设卓越班等，并且科技竞赛获得奖励的同学在保研方面给予政策上的倾斜；(2)安排学生参与教师的科学研究工作，让学生在参与科研过程中更好的掌握好该专业的理论知识，加强学生的动手能力，拓展学生的科研视野。

2.7学习进程大学生本科期间的各门课程是相互衔接的，因此需要考虑课程之间的匹配与衔接，如图1所示。学习进程主要分成了三部分:一是基础课程，包括高等数学、大学物理、计算机等;二是学科基础，包括结构和流体力学、热学和电学方面的课程;三是专业课程，主要包括了热能动力和能源综合利用两个方向的相关课程。整个课程体系分为三条线:第一是流体和热学相关的课程，如流体力学、工程热力学、传热学、燃烧学等；第二是结构力学方面，包括理论力学、材料力学等;第三是计算机语言方面的课程。因此在安排各门课程的学期上需要考虑上述课程衔接问题，从而最终制定出合理的能源与动力工程专业教学计划表。

3结论

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关键词：

随着我国信息化建设的推进，为了满足当前航空航天事业快速发展的需求，航空航天系统应用了信息化的很多应用系统。这些资源系统一般分布在不同的部门，开发技术多种多样，操作系统有基于UNIX的，也有基于WINDOWS的，系统框架和开发平台有C/S结构，也有B/S结构的。而且各系统之间缺乏总体规划，往往是各个部门根据自身需求来设计实施信息管理系统，缺乏对整体资源信息的开发挖掘。传统开发方式开发的信息平台与开发工具、操作系统、数据库的紧密耦合使得分散的独立信息系统逐渐成为所谓的“信息孤岛”，信息资源没得到充分利用。多个信息系统的许多功能都是仅仅为了满足其特定的业务需求设计的，它们之间存在相似相通之处却又无法复用，造成软件升级或重新开发的成本巨大。

这些问题的解决，需要航空航天各部门对现有业务流程和软件系统体系结构进行重新梳理和规范化改造，考虑面向服务的信息资源整合，充分利用航空航天系统内部信息资源，实现信息的统一控制和管理。

本文首先研究了SOA的思想，SOA的最佳实现技术，以及Web服务的一种开发工具，然后把SOA思想运用在无人机信息交换平台中。

1 面向服务的架构

SOA（Service-Oriented Architecture，面向服务的体系结构）将应用程序中的不同功能单元（称为服务）通过对这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，也就是说它独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种此类系统中的服务可以用统一和通用的方式进行交互。SOA架构的基本元素是服务，SOA指定一组实体（服务提供者、服务消费者、服务注册表、服务条款、服务和服务契约），这些实体详细说明了如何提供和消费服务。遵循SOA观点的系统必须要有服务，这些服务是可互操作的、独立的、模块化的、位置明确的、松耦合的，并且可以通过网络查找其地址。面向服务的参考架构主要由5部分组成，即Web层、服务层、应用程序层、企业级安全层和业务服务管理层。

2 通过Web服务和Java EE实现SOA

Web服务为应用程序通过Internat互操作提供了一种新方法，为了迅速实现或者向外界提供一个Web服务，要求有一个功能强大且全面的应用程序开发和部署平台，而且同时易于开发者和部署者使用。Java EE平台提供了一个完整的Web服务技术集。

Web服务平台是为使用特定编程语言来调用和部署Web Service而提供的一套工具集。本文主要研究了Java EE平台对Web服务开发的支持。Web服务平台有服务器端组件和客户端组件。服务器端组件通常封装在某种类型的容器中。客户端组件通常封装为工具，用于访问绑定到Web Service的Java接口实例。任何一种Web Service平台都支持三个核心子系统：调用子系统、序列化子系统，以及部署子系统。

3 基于SOA无人机数据交换平台

3.1 无人机数据交换平台分析

无人直升机不仅广泛应用于民用，在国防军事领域同样具有非常重要的作用，尤其在保卫祖国，完成侦察等任务中凸显重要，所以，无人直升机的发展在我国航空科学技术领域倍受关注，如何管理其复杂的测控数据问题也是当今研究的热点之一。本文主要研究基于无人直升机测控数据分析的要求，利用数据融合技术，结合SOA的架构理念，实现新型的数据交换平台。

采用SOA设计方法可以扩展本系统的适用范围。类似的数据交换平台可以通过通用的标准接口，实时地在线重用本系统所提供的部分功能，从而达到资源共享，减少重复工作的目的。

3.2 系统服务的设计与实现

SOA方法以服务为中心对象构建层次架构，将功能方面涉及的对象、数据、组件、业务流程、界面等从服务提供者和服务消费者角度进行层次化。在服务层中将各业务功能点以服务的形式暴露于系统之外，其它信息系统可以通过服务协约对服务进行访问。这种技术简化了系统集成，可以快捷、容易地对业务需求的变化做出反应。服务的设计与实现是实现SOA的核心。下面主要描述系统服务的设计与实现，也就是重点描述业务层。

无人机信息查询服务，主要提供无人机信息的修改、查询等服务。相关人员可能会查询关心的无人机型号的具体信息，这样不同的部门都可以调用无人机信息查询服务。其中有无人机基本信息的描述。

发动机性能查询服务，主要提供不同型号发动机性能信息的修改、查询等服务。发动机信息是人们关心的另一个主题。发动机的品牌、性能决定着无人机的性能，不同部门都可能要用到这个服务。

4 结论

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1、首先，企业需要属于国家重点支持的高新技术领域：电子信息、生物与新医药、航空航天、新材料、高技术服务、新能源与节能、资源与环境、先进制造与自动化。

2、其次，企业需要具有研发性质，同时，需要申请对应的知识产权并获得授权。简单的说，企业有以上领域相关技术的同时，通过知识产权对技术进行保护，并获得了授权。

3、目前一般来说，除了技术划分特别明确的企业，传统企业领域转型一般有两个方向：一是在机械和系统中嵌入软件系统，申请发明专利、软件著作权或集成电路布图，转向软件领域；二是通过研发，大大提升现有设备或者服务的相关技术，转向先进制造的领域。

（来源：文章屋网 ）

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南京航空航天大学理学院博士生导师倪勤，是我国非线性规划研究的学术带头人之一。倪勤教授主要从事运筹学中非线性规划的研究，研究方向为非线性规划理论、方法、软件及应用。自90年代以来，主要从事大规模非线性规划理论与方法、直接最优化方法、移动渐近线和锥模型信赖域方法的研究。倪勤教授在钻研理论的同时，也十分重视应用背景，注重理论与实际问题相结合。

1978年2月，作为恢复高考后的第一代大学生，在徐迟报告文学“哥德巴赫猜想”的鼓舞下，倪勤怀揣着理想进入南京大学数学系学习，开始了他维系一生的数学之旅。1984年10月倪勤获得理学学士和硕士学位。此后六年他留在南京大学数学系担任讲师。1990年后他经选拔后受国家教委派遣来到德国拜罗伊特大学数学系学习，师从Schittkowski教授，在短短的三年时间内获得了德国博士学位。博士毕业后， 他没有留恋国外的优越的生活与工作条件， 毅然回国工作。在中科院计算数学所完成了两年博士后工作于1995年12月，在朱剑英校长的邀请下，倪勤教授来到南京航空航天大学工作。

来南航后一年不到，倪教授就先后被任命为理学院院长助理，理学院副院长， 理学院院长。在院长这个岗位上干了六年直到向学校主动请辞。在担任管理工作期间，他大公无私，办事公道，在积极引进人才方面做出了突出贡献，为后来理学院的发展奠定了良好基础。繁忙的管理工作并没有影响倪教授的科研工作，他先后主持国家自然科学基金项目4项，江苏省自然科学基金项目1项， 主持和参加省部级基金项目3项。在国内外学术刊物上共发表学术论文六十余篇，所发表的论文和著作被SCI收录17篇，EI收录7篇。2009年，科学出版社出版了倪勤教授的专著《最优化方法与程序设计》，该书深入浅出，系统地介绍了非线性优化基本理论、方法与程序设计。同行专家与相关专业的读者表示，该书“精炼而实用”，被一些学校选为研究生教材。

倪勤教授取得上述成就是与他注重与国内外同行的合作分不开的，他多次到国内外的高校和研究机构做访问研究员和访问教授。他还是个优秀的教师，曾经连续三年担任南京航空航天大学的大学生数模竞赛全国赛区一等奖指导教师；两次获得校教学优秀二等奖，教授的课程被评为江苏省优秀研究生课程；2004年，他获得省优秀教改成果一等奖两项。他已培养硕士毕业生30余名，博士毕业生3名。他的平易性格与负责精神深受学生的尊敬与爱戴。

倪勤教授认为，不管是做研究、教学还是生活，应该淡薄名利，追求真正身心自由的工作状态。有感于有些学数学的学生和不懂数学的人普遍抱怨的数学枯燥乏味，艰涩难懂的问题，他专门开通了博客――寻找失去的学数学的乐趣，使更多的人对数学感兴趣，使数学的研究与教学显得趣味盎然，促进了我国数学研究与教育的发展。

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关键字 机械焊接；焊接技术

中图分类号TG44 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0062-02

21世纪以来，科技作为生产力的主要推动者，其影响渐渐波及至机械制造业中。从而催生出众多机械制造工艺，在这些工艺中，焊接技术的发展最为明显。

1机械焊接

焊接是一种金属加工工艺，它被广泛应用于航空航天、机械制造、汽车制造等现代工业生产中。近年来，随着科技的进步，新型焊接技术也不断发展和提高。

2机械焊接技术

2.1电子束焊接

电子束焊接首先应用在德国，之后逐渐发展成熟。较之传统的焊接工艺，它的能量密度更高，并且热变形较小，应用的范围也较为广泛。

电子束焊接的工作原理是：用电子枪中聚集的告诉电子束对工件的接缝处进行轰击，在轰击的过程中，会发生机械能的转变，即动能转化为热能。这样就产生了焊接所需要的热源，利用这些热能，完成焊接工作。

以前，电子束焊接主要被应用于国防、军工工业中。近些年来，这种焊接技术开始在民用工业中推广使用。比如汽车工业的齿轮、发电站的锅炉等。

2.2激光焊接技术

激光焊接技术是激光加工技术中的重要部分，它是一种高能束的热传导性技术。与传统的焊接工艺相比，激光焊接技术更加快捷方便，同时焊接的质量和稳定性更高，工件产生变形的可能也小，因此被大量投入工业生产。

激光焊接技术主要是利用抛物镜或者凸透镜汇集周围的热量，这时的激光就是一个高温度的热源，将其应用于工件接缝的表面，能够起到焊接的作用。根据工件的不同，激光焊接的方式也有所不同，常用的激光焊接方式是传导焊接和小孔焊接两种。

在航天航空工业中，经常会利用激光焊接技术来进行工件的修复；在汽车制造领域，激光焊接技术被广泛应用于散热器、传动轴等零部件的制造中。随着激光加工技术的不断发展，激光焊接技术的应用领域必然还会扩大。

2.3搅拌摩擦焊接技术

搅拌摩擦焊接技术，顾名思义就是利用摩擦力产生的热量进行焊接，这就决定了它的使用范围，即低熔点的金属焊接。这种焊接技术的自动化水平更高，接头的质量和稳定性更好，并且节能低碳。

在进行搅拌摩擦焊接过程中，会将一个搅拌针焊缝中，利用摩擦力对金属进行加热，让其呈现一种塑性状态，同时金属会形成旋转的空洞，随着搅拌针的不断前移，旋转空洞和塑形金属各自向相反的方向移动，金属在冷却之后，焊接的缝隙密度会更高。

搅拌焊接技术主要用于造船业、航空航天业、建筑业、交通工具等领域。在造船业中，它主要被用来焊接甲板上、船头上的部件；在航空航天业中，飞机的机身、油箱都会用到它；而交通工具领域，火车、高速列车等的车身、交换器等都要用搅拌摩擦焊旱季技术。

2.4电渣焊接技术

电渣焊接技术是一种利用电阻热进行焊接的技术。它能够一次性焊接钢材、铁基金属等质地较厚的工件，同时生产成本也较低，焊接质量较高。

电渣焊接技术依据的原理是：把电热组作为一种热源，用来熔化金属和木材，之后冷却凝固，使各金属原子之间相互连接。常用的电渣焊技术主要有熔嘴、非熔嘴电渣焊技术，丝极电渣焊技术，板级电渣焊技术等。

电渣焊技术主要被应用于一些特殊的地方或行业，比如铁路各个站点的焊接；鼓风炉壳等厚壁容器的焊接等等。

2.5等离子弧焊接技术

等离子弧焊接技术是一种基于等离子弧切割工业的新型焊接技术。它是一种较为及其精密的焊接技术。

等离子弧焊接技术准确地说应该是“压缩电弧焊接”，它是焊炬将整个电弧进行最大限度的压缩，促使其中的等离子效应加剧，之后电弧就变成了一个具有稳定性、单向性的强大射流热源，温度高达16000K～33000K，然后可以直接进行金属的焊接。通常企业较为常用的等离子弧主要是转移型的和非转移型两种。

2.6超声波焊接技术

超声波焊接技术主要是进行热塑性塑料制品焊接的高科技技术，这种技术焊接出来的塑料制品档次和质地较高，同时生产的成本和效率也就高。

在超声波进行焊接的过程中，发生器会释放出20KHz或者15KHz具有高压性、高频性的信号，通过能量转换系统，可以将这种信号转化为一种高频的机械振动，用于塑料品的工件中。然后通过摩擦力是接口的温度升高，当温度达到工件的熔点时，工件会自动融化来填充接口处的缝隙。冷却定型以后，整个焊接工艺就顺利完成。

超声波焊接技术因为其本身的特性，所以在塑料品加工行业中应用较为广泛，而在机械类加工工业中，应用较少。

2.7爆炸焊接技术

自1944年Carl提出爆炸焊接技术之后，美国、日本、德国等先后对其进行了研究。时至今日，这项技术已经日趋成熟。

爆炸焊接技术热源的主要来源是炸药爆炸时，产生的强大能量。这种能量能够是金属物质熔化变形，之后重新进行各个原子之间的组合，冷却之后增加焊接的稳定性。它是一门危险性较高、科技和人员要求也较高的焊接技术。

爆炸焊接技术由于在焊接的过程中，需要大量炸药做引，故而存在着安全隐患。一般的民用企业因为资金或者技术的缺乏，安全措施不足，通常不会采用这种技术。所以爆炸焊接技术主要应用于国防工业（化工、石油、造船、航空航天）和军工工业（军事、核工业）等。

2.8机器人焊接技术

机器人技术其实是在焊接自动化的基础上发展而来的。在20世纪末期，首次被应用于焊接技术领域。近年来，随着市场经济的发展，各企业订单量和交易量的不断增加，生产线不断扩大，机器焊接技术已经成为自动化焊接领域的主要发展趋势。

机器人焊接技术是一种容机械制造、计算机编程、物理力学等为一体的综合性学科。要使用这种技术，首先要制造符合标准的机器人，通过计算机编程将各种参数计算后安装至机器人的“大脑”中。这一系列工作完成之后，机器人可以根据工作指令来进行焊接。

机器人焊接技术的发展至今还不太成熟，故而各种行业的使用都比较少。

作为加工制造行业中的关键技术，焊接技术和工艺的不断创新，不仅能够促进其自身的发展，也能够促进整个机械制造行业的发展壮大。

参考文献

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【关键词】传统加工技术；快速原型制造；RPM技术

快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。“快速”并非指加工速度快，而是指全部加工时间短。

1.RPM技术产生背景

1.1思维方法：“减法”“加法”

远古时代就产生有加法有减法的思想比如造房，挖洞。

传统加工技术主要包括:车、铣、刨、钻、磨等，它们主要依靠机械外力用更硬的工具来完成多余金属层的剥离过程。也即做“减法”。

“快速原型制造”或“快速成形”采用“增材加工”这个名称，足以概括全部方法和应用，清楚地指出了加工原理，也即做“加法”。

1.2时代背景

1.2.1随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下，自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。

1.2.2制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。

1.2.3从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。

2.RPM技术基本原理

快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。从制造角度看，它根据CAD造型生成零件三维几何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。

目前，快速成形的工艺方法已有几十种之多，其中主要工艺有四种基本类型：光固化成型法、分层实体制造法、选择性激光烧结法和熔融沉积制造法。下面以分层实体制造工艺说明。

LOM(Laminated Object Manufacturing)工艺或称为叠层实体制造，其工艺原理是根据零件分层几何信息切割箔材和纸等，将所获得的层片粘接成三维实体。其工艺过程是：首先铺上一层箔材，然后用CO2激光在计算机控制下切出本层轮廓，非零件部分全部切碎以便于去除。当本层完成后，再铺上一层箔材，用滚子碾压并加热，以固化黏结剂，使新铺上的一层牢固地粘接在已成形体上，再切割该层的轮廓，如此反复直到加工完毕，最后去除切碎部分以得到完整的零件。该工艺的特点是工作可靠，模型支撑性好，成本低，效率高。缺点是前、后处理费时费力，且不能制造中空结构件。

图示为分层实体制造LOM工艺原理

3.RPM技术的特

3.1制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；

3.2原型的复制性、互换性高；

3.3制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越；

3.4加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%，加工周期节约70%以上；

3.5高度技术集成，可实现设计制造一体化；

4.RPM技术的应用

不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。目前，快速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。RP技术的实际应用主要集中在以下几个方面。

4.1在新产品造型设计过程中的应用

快速成形技术为工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式。运用RP技术能够快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的实物模型(样件)，这不仅缩短了开发周期，而且降低了开发费用，也使企业在激烈的市场竞争中占有先机。

4.2在机械制造领域的应用

由于RP技术自身的特点，使得其在机械制造领域内，获得广泛的应用，多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件，由于只需单件生产，或少于50件的小批量，一般均可用RP技术直接进行成型，成本低，周期短。

4.3快速模具制造

传统的模具生产时间长，成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具制造的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。

4.4在医学领域的应用

近几年来，人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础，利用RP技术制作人体器官模型，对外科手术有极大的应用价值。

4.5在文化艺术领域的应用

在文化艺术领域，快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。

4.6在航空航天技术领域的应用

在航空航天领域中，空气动力学地面模拟实验(即风洞实验)是设计性能先进的天地往返系统(即航天飞机)所必不可少的重要环节。该实验中所用的模型形状复杂、精度要求高、又具有流线型特性，采用RP技术，根据CAD模型，由RP设备自动完成实体模型，能够很好的保证模型质量。

4.7在家电行业的应用

目前，快速成形系统在国内的家电行业上得到了很大程度的普及与应用，使许多家电企业走在了国内前列。如：广东的美的、华宝、科龙；江苏的春兰、小天鹅；青岛的海尔等，都先后采用快速成形系统来开发新产品，收到了很好的效果。快速成形技术的应用很广泛，可以相信，随着快速成形制造技术的不断成熟和完善，它将会在越来越多的领域得到推广和应用。

5.RPM技术的发展方向

从目前RPM技术的研究和应用现状来看，快速成型技术的进一步研究和开发工作主要有以下几个方面。

5.1开发性能好的快速成型材料，如成本低、易成（下转第89页）（上接第100页）形、变形小、强度高、耐久及无污染的成形材料。

5.2提高RP系统的加工速度和开拓并行制造的工艺方法。

5.3改善快速成形系统的可靠性，提高其生产率和制作大件能力，优化设备结构，尤其是提高成形件的精度、表面质量、力学和物理性能，为进一步进行模具加工和功能实验提供基础。

5.4开发快速成形的高性能RPM软件。提高数据处理速度和精度，研究开发利用CAD原始数据直接切片的方法，减少由STL格式转换和切片处理过程所产生精度损失。

5.5开发新的成形能源。

5.6快速成形方法和工艺的改进和创新。直接金属成形技术将会成为今后研究与应用的又―个热点。

5.7进行快速成形技术与CAD、CAE、RT、CAPP、CAM以及高精度自动测量、逆向工程的集成研究。

5.8提高网络化服务的研究力度，实现远程控制。■

【参考文献】

篇14

南北高校各有优势

2011年，北京科技大学、北京航空航天大学、大连理工大学、苏州大学和南京理工大学五所高校开始招收纳米材料与技术专业本科生。五所大学中，北京科技大学、北京航空航天大学和大连理工大学三所北方高校在材料科学上属传统名校，而南方院校苏州大学和南京理工大学把纳米材料成果产业化，形成了自己的特点。

北方三所高校算是材料科学与工程领域传统名校，值得注意的是，它们却均未设置专门的纳米材料研究机构，更多的是依托原有的强势学科，在传统材料研究领域引入纳米科技，寻求突破。

北京科技大学

北京科技大学原名北京钢铁学院，曾被誉为“钢铁摇篮”，其材料科学研究侧重点是金属材料。除了材料学院这个重点学院外，从事材料科学研究的还有新金属国家重点实验室、高效轧制国家工程研究中心、国家材料服役安全科学中心等机构，侧重点也不局限于金属材料，在无机非金属、高分子、生物医药材料等方面亦有建树。

目前，北科大纳米材料课题组主要研究纳米材料制备与表征、纳米材料改性、功能纳米材料等方面。此外，亦有部分老师研究纳米加工、纳米组装、纳米器件等应用方向。

北京航空航天大学

与北科大不同，北航材料学院在北航不属于重点学院，规模较小，师资力量仅百来人，这决定了北航材料学院的研究方向不会太广。作为航天航空院校，北航材料学院也有自己的优势，正在筹建的航空科学与技术国家实验室（航空领域最高级别实验室），它的侧重点在金属材料、树脂基复合材料及失效分析、先进结构材料、新型功能材料等方面。

在纳米材料上，北航材料学院重点关注纳米器件和纳米涂层。材料学院的纳米材料研究发展趋势可能是纳米技术在航天航空领域的应用。

大连理工大学

大连理工大学的材料学院在金属材料、材料加工方面实力强，基于大连的地理位置，材料学院还开设了五年制金属材料工程日语强化班。不过，纳米材料与技术专业并非隶属于材料能源学部，而是化工与环境学部。因而，大连理工大学的纳米材料研究偏化工类，包括纳米粒子合成化学技术、无机纳米功能材料、纳米复合材料等方向。纳米材料与技术专业开设的专业课中，亦有化工原理、基础化学、材料化学等化工类课程。可以说，这是大连理工大学纳米材料与技术专业的一大特色。

与北方三所高校相比，苏州大学和南京理工大学纳米材料与技术专业的发展方向截然不同。两所南方高校均成立多个纳米材料研发机构，在研究方向上，两所高校侧重于纳米材料器件应用，尝试产业化。这些特点可能与江浙一带出现纳米高新技术企业有关。

苏州大学

苏州大学没有材料科学与工程学院，而是材料与化工学部，研究偏向化工，在无机非金属、高分子材料方面实力不错。纳米材料与技术专业并没有开设在材料与化工学部，而是2010年成立的纳米科学技术学院。除了纳米科学技术学院，苏州大学研究纳米材料的机构还有2008年成立的苏州大学功能纳米与软物质研究院、2011年成立的苏州大学-滑铁卢大学苏州纳米科技研究院。其中，以中科院院士李述汤教授领衔组建的功能纳米与软物质研究院已初具规模，它以功能纳米材料和软物质为研究对象，侧重于功能纳米材料与器件、有机光电材料与器件、纳米生物医学技术等，寻求在纳米器件以及新能源、环保、医用等领域的应用。

南京理工大学

南京理工大学由军工学院演变发展而来，其材料科学与工程学院的材料学研究侧重于金属材料及复合材料。不过，南理工是国内最早开展纳米材料与技术研究的大学之一，正筹建纳米结构研究中心，研究侧重点是与纳米结构材料相关的分析、材料力学、电化学性能评估等。由南理工化工系和南京部分企业共同支持的南京市高聚物纳米复合材料工程技术中心，研究侧重点是纳米材料制备、应用、纳米催化聚合反应、纳米复合材料，该中心已与江苏部分纳米企业开展纳米技术产业化合作。此外，南理工还共建了金属纳米材料与技术联合实验室。

其他高校纳米特色

上海交通大学

上海交通大学材料科学与工程学院在各类相关排名中居首，教职工200多人，研究侧重点包括金属材料、复合材料、塑性成形、轻合金精密成型等，在中国是材料科学与工程学子公认的梦想学府。其材料学院也涉及纳米材料，比如，复合材料研究所部分老师从事纳米复合材料研究，微电子材料与技术研究所从事纳米电子材料研究。此外，上海交通大学还成立了微纳科学技术研究院，研究方向为纳米生物医学、纳米电子学与器件。生物医药工程学院也开展纳米材料的可控合成与制备、纳米生物材料等方面的研究。

清华大学

与北京航空航天大学相似，清华大学材料科学与工程系是学校名气大于院系实力，每年有数百人争夺材料系不足30个研究生名额。材料系建有新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，研究侧重点以陶瓷材料为主，同时涉及磁性材料、复合材料、电极材料和核材料。在纳米材料方面，清华材料系主要研究纳米材料结构、纳米材料合成和微纳米颗粒等。2010年，清华大学成立了微纳米力学与多学科交叉创新研究中心，主要研究微纳米器件、纳米复合材料在电能存储上应用和微纳米设备研发等。

北京大学

北大材料科学与工程系成立于2005年，教职工10余人，成立之初就把材料科学与纳米技术结合起来，欲在纳米材料与微纳器件方面有所突破。此外，北大成立了纳米化学研究中心，教职工7人直博生却达45人，主要研究领域包括低维新材料与纳米器件、纳米领域的基本物理化学问题。

西北工业大学

西工大是西部材料科学与工程实力最强的院校，其材料学院师资队伍近200人，有凝固技术国家重点实验室和超高温复合材料国防科技重点实验室。因此，其研究侧重点在凝固，复合材料和金属材料的实力亦不俗。在纳米材料方面，西工大成立了微/纳米系统研究中心，致力于航空航天微系统技术、微纳器件设计制造技术、微纳功能结构技术。总之，西工大的纳米材料研究可能集中于纳米器件在航天、航空、航海方面的应用。

留学两大国

纳米技术是交叉学科，包括纳米科技、物理、化学、数学、分子生物学等课程。报考纳米专业或方向的研究生在本科一般学的是材料学、材料物理与化学、凝聚态物理、物理化学等。就留学而言，由于纳米材料处于基础研究阶段，容易；各个国家在纳米材料方面投入大量资金，使得科研经费相对充足，相比于其他专业容易申请奖学金。这两点决定了留学攻读纳米技术专业研究生相对容易。

2000年，美国白宫国家纳米技术计划，美国的纳米技术得到飞速发展。总体上看，美国的纳米技术已经处在纳米技术实用化阶段，而其他各国仍处在纳米技术的基础研究阶段。美国各大高校也争相进入纳米材料各个研究领域——

实力强劲的麻省理工学院在太阳能存储、航空材料、燃料电池薄膜、封装材料耐磨织物和生物医疗设备领域的碳纳米管、聚合纳米复合材料等方面成果显著。

加州大学伯克利分校注重于纳米材料在能源、药物、环境等方面的应用，已卓有成效。

哈佛大学则侧重在生物纳米科技，即生物学、工程学与纳米科学的交叉领域。

康奈尔大学已经在纳米级电子机械设备、碳纳米管应用电池、纳米纤维等方面获得突破。

斯坦福大学重在纳米晶的光学性能、输运性能和生物应用，以及纳米传感器、纳米图形技术等。

普渡大学的纳米电子学、纳米光子学、计算纳米技术，尤其是计算纳米技术全球领先。

纽约州立大学奥尔巴尼分校专注于纳米工程、纳米生物科学，其纳米技术研究中心是全球该领域最先进的研究机构。

莱斯大学在纳米碳材料领域成果显著，在学校的研究人员中，纳米材料研究人员的比重约为四分之一，是美国纳米材料研究人员最多的大学之一。

此外，美国有很多研究纳米技术的实验室，它们比较愿意招中国大学生，这一点也值得注意。

日本算是最早开展纳米技术基础及应用研究的国家，早在1981年，日本政府就建立了纳米技术扶持计划。美国公布国家纳米技术计划前，曾派人去日本做调查。日本纳米技术的研发特点是企业界是主力军，它们试图将纳米技术融入到产业中。比如，日本企业纷纷斥巨资建纳米技术研究机构，同时建立纳米材料分厂实现产业化。此外，企业与大学、科研院所合作，开发纳米技术。比如，富士通和德国慕尼黑大学合作，三菱公司和日本京都大学合作。

与美国在纳米技术基础研究和生物工程技术领域领先不同，日本在精细元器件及材料的制造方面独占鳌头，日本对纳米材料研究的投入不断加大，也使得去日本读纳米专业是一个不错的选择。

Tips：何去何从

纳米材料专业毕业生有三大去处。选择留学深造或进高校、研究院从事研发；进入纳米材料行业企业；进入传统材料企业。