2018年兰州交通大学第二十期全国CAD技能等级机械、建筑二级周六班

<h2 class="headline-1"><span class="headline-content">机械工程的发展历程</span></h2>　　人类成为“现代人”的标志就是制造工具。石器时代的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱。从制造简单工具演进到制造由多个零件、部件组成的现代机械，经历了漫长的过程。 　　几千年前，人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨，用来提水的桔槔和辘轳，装有轮子的车，航 行于江河的船及桨、橹、舵等。所用的动力，从人自身的体力，发展到利用畜力、水力和风力。所用材料从天然的石、木、土、皮革，发展到人造材料。最早的人造 材料是陶瓷，制造陶瓷器皿的陶车，已是具有动力、传动和工作三个部分的完整机械。 　　人类从石器时代进入青铜时代，再进而到铁器时代，用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。有 足够强大的鼓风器，才能使冶金炉获得足够高的炉温，才能从矿石中炼得金属。在中国，公元前1000～前900年就已有了冶铸用的鼓风器，并逐渐从人力鼓风 发展到畜力和水力鼓风。 　　15～16世纪以前，机械工程发展缓慢。但在以千年计的实践中，在机械发展方面还是积累了相当多的经验和技术知识，成为后来机械工程发展的重要潜力。17世纪以后，资本主义在英、法和西欧诸国出现，商品生产开始成为社会的中心问题。 　　18世纪后期，蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉、冶金等行业。制作机械的主要材料逐渐从木材改用更为坚韧，但难以用手工加工的金属。机械制造工业开始形成，并在几十年中成为一个重要产业。 　　机械工程通过不断扩大的实践，从分散性的、主要依赖匠师们个人才智和手艺的一种技艺，逐渐发展成为一门有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成18～19世纪的工业革命，以及资本主义机械大生产的主要技术因素。 　　动力是发展生产的重要因素。17世纪后期，随着各种机械的改进和发展，随着煤和金属矿石的需要量的逐年增加，人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高到一个新的阶段。 　　在英国，纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边，利用水轮来驱动工作机械。但当时的煤矿、 锡矿、铜矿等矿井中的地下水，仍只能用大量畜力来提升和排除。在这样的生产需要下，18世纪初出现了纽科门的大气式蒸汽机，用以驱动矿井排水泵。但是这种 蒸汽机的燃料消耗率很高，基本上只应用于煤矿。 　　1765年，瓦特发明了有分开的冷凝器的蒸汽机，降低了燃料消耗率。1781年瓦特又创制出提 供回转动力的蒸汽机，扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展，使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机几乎是19世纪唯一的动力源， 但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重，应用很不方便。 　　19世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初，电动机已在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化已离不开电气化，而电气化则通过机械化才对生产发挥作用。 　　发电站初期应用蒸汽机为原动力。20世纪初期，出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机，也出现了适应各种水利资源的水轮机，促进了电力供应系统的蓬勃发展。 　　19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进，成为轻而小、效率高、易于操纵、并可随时启动的原动 机。它先被用以驱动没有电力供应的陆上工作机械，以后又用于汽车、移动机械和轮船，到20世纪中期开始用于铁路机车。蒸汽机在汽轮机和内燃机的排挤下，已 不再是重要的动力机械。内燃机和以后发明的燃气轮机、喷气发动机的发展，是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。 　　工业革命以前，机械大都是木结构的，由木工用手工制成。金属(主要是铜、铁)仅用以制造仪器、 锁、钟表、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精工细作，以达到需要的精度。蒸汽机动力装置的推广，以及随之出现的矿山、冶金、轮船、机车 等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多，越来越大，要求的精度也越来越高。应用的金属材料从铜、铁发展到以钢为主。 　　机械加工包括锻造、锻压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以及切削加工技术和机床、刀具、量具等，得到迅速发展，保证了各产业发展生产所需的机械装备的供应。 　　社会经济的发展，对机械产品的需求猛增。生产批量的增大和精密加工技术的进展，促进了大量生产方法的形成，如零件互换性生产、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等。 　　简单的互换性零件和专业分工协作生产，在古代就已出现。在机械工程中，互换性最早体现在莫茨利 于1797年利用其创制的螺纹车床所生产的螺栓和螺帽。同时期，美国工程师惠特尼用互换性生产方法生产火枪，显示了互换性的可行性和优越性。这种生产方法 在美国逐渐推广，形成了所谓“美国生产方法”。 　　20世纪初期，福特在汽车制造上又创造了流水装配线。大量生产技术加上泰勒在19世纪末创立的科学管理方法，使汽车和其他大批量生产的机械产品的生产效率很快达到了过去无法想象的高度。 　　20世纪中、后期，机械加工的主要特点是：不断提高机床的加工速度和精度，减少对手工技艺的依 赖；提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化程度；利用数控机床、加工中心、成组技术等，发展柔性加工系统，使中小批量、多品种生产的生产效率提高 到近于大量生产的水平；研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削加工技术。 　　18世纪以前，机械匠师全凭经验、直觉和手艺进行机械制作，与科学几乎不发生联系。到 18～19世纪，在新兴的资本主义经济的促进下，掌握科学知识的人士开始注意生产，而直接进行生产的匠师则开始学习科学文化知识，他们之间的交流和互相启 发取得很大的成果。在这个过程中，逐渐形成一整套围绕机械工程的基础理论。 　　动力机械最先与当时的先进科学相结合。蒸汽机的发明人萨弗里、瓦特，应用了物理学家帕潘和布莱 克的理论；在蒸汽机实践的基础上，物理学家卡诺、兰金和开尔文建立起一门新的科学――热力学。内燃机的理论基础是法国的罗沙在1862年创立的；1876 年奥托应用罗沙的理论，彻底改进了他原来创造的粗陋笨重、噪声大、热效率低的内燃机而奠定了内燃机的地位。其他如汽轮机、燃气轮机、水轮机等都在理论指导 下得到发展，而理论也在实践中得到改进和提高。 　　早在公元前，中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统，在被中香炉中应用了能永保水平位置的十字转架等机件。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动的记载。但是，关于齿轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的选择，直到17世纪之后方有理论阐述。 　　手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱，在各文明古国都有悠久历史，但是曲柄连杆机构的形式、 运动和动力的确切分析和综合，则是近代机构学的成就。机构学作为一个专门学科，迟至19世纪初才首次列入高等工程学院(巴黎的工艺学院)的课程。通过理论 研究，人们方能精确地分析各种机构，包括复杂的空间连杆机构的运动，并进而能按需要综合出新的机构。 　　机械工程的工作对象是动态的机械，它的工作情况会发生很大的变化。这种变化有时是随机而不可预见；实际应用的材料也不完全均匀，可能存有各种缺陷；加工精度有一定的偏差，等等。 　　与以静态结构为工作对象的土木工程相比，机械工程中各种问题更难以用理论精确解决。因此，早期的机械工程只运用简单的理论概念，结合实践经验进行工作。设计计算多依靠经验公式；为保证安全，都偏于保守，结果制成的机械笨重而庞大，成本高，生产率低，能量消耗很大。 　　从18世纪起，新理论的不断诞生，以及数学方法的发展，使设计计算的精确度不断的提高。进入20世纪，出现各种实验应力分析方法，人们已能用实验方法测出模型和实物上各部位的应力。 　　20世纪后半叶，有限元法和电子计算机的广泛应用，使得对复杂的机械及其零件、构件进行力、力矩、应力等的分析和计算成为可能。对于掌握有充分的实践或实验资料的机械或其元件，已经可以运用统计技术，按照要求的可靠度，科学地进行机械设计。<span style="font-weight: bold;"></span><b></b>... ...

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随着城市建设和公路建设的不断升温，土木工程专业的就业形势近年持续走高。找到一份工作，对大多数毕业生来讲并非是难事，然而土木工程专业的就业前景与国 家政策及经济发展方向密切相关，其行业薪酬水平近年来更是呈现出管理高于技术的倾向，而从技术转向管理，也成为诸多土木工程专业毕业生职业生涯中不可避免 的瓶颈。如何在学校阶段就为“钱”途做好准备，找到正确的职业发展方向呢? <br>　　 <br>　　木土工程专业大体可分为道路与桥梁工程与建筑工程两个不同的方向，在职业生涯中，这两个方向的职位既有大体上的统一性，又有细节上的具体区别。总体来说，土木工程专业的主要就业方向有以下几种： <br>　　工程技术方向 <br>　　 <br>　　代表职位：施工员、建筑工程师、结构工程师、技术经理、项目经理等。 <br>　　 <br>　　代表行业：建筑施工企业、房地产开发企业、路桥施工企业等。 <br>　　 <br>　 　就业前景：就像我们看到身边的高楼大厦正在不断地拔地而起、一条条宽阔平坦的大道向四面八方不断延伸一样，土木建筑行业对工程技术人才的需求也随之不断 增长。2004年进入各个人才市场招聘工程技术人员的企业共涉及到100多个行业，其中在很多城市的人才市场上，房屋和土木工程建筑业的人才需求量已经跃 居第一位。随着经济发展和路网改造、城市基础设施建设工作的不断深入，土建工程技术人员在当前和今后一段时期内需求量还将不断上升。再加上路桥和城市基础 设施的更新换代，只要人才市场上没有出现过度饱合的状况，可以说土木工程技术人员一直有着不错的就业前景。 <br>　　 <br>　　典型职业通路：施工员/技术员-工程师/工长、标段负责人-技术经理-项目经理/总工程师。 <br>　　 <br>　　年薪参考：施工员/技术员：1.5万～2.5万元；工长：2.5万～4万元；技术质量管理经理：4.5万～7万元；项目经理：5万～10万元； <br>　　 <br>　 　专家建议：随着我国执业资格认证制度的不断完善，土建行业工程技术人员不但需要精通专业知识和技术，还需要取得必要的执业资格证书。工程技术人员的相关 执业资格认证主要有全国一、二级注册建筑师、全国注册土木工程师、全国一、二级注册结构工程师等。需要注意的是，这些执业资格认证均需要一定年限的相关工 作经验才能报考，因此土木工程专业的毕业生即使走上工作岗位后也要注意知识结构的更新，尽早报考以取得相关的执业资格。想要从事工程技术工作的大学生，在 实习中可选择建筑工地上的测量、建材、土工及路桥标段的路基、路面、小桥涵的施工、测量工作。 <br>　　 <br>　　设计、规划及预算方向 <br>　　 <br>　　代表职位：项目设计师、结构审核、城市规划师、预算员、预算工程师等。 <br>　　 <br>　　代表行业：工程勘察设计单位、房地产开发企业、交通或市政工程类**机关职能部门、工程造价咨询机构等。 <br>　　 <br>　　就业前景：各种勘察设计院对工程设计人员的需求近年来持续增长，城市规划作为一种新兴职业，随着城市建设的不断深入，也需要更多的现代化设计规划人才。随着咨询业的兴起，工程预决算等建筑行业的咨询服务人员也成为土建业内新的就业增长点。 <br>　　 <br>　　典型职业通路：预算员-预算工程师-高级咨询师。 <br>　　 <br>　　年薪参考：预算员：1.5万～3万元；预算工程师：2.5万～6万元；城市规划师：4万～7万元 <br>　　 <br>　　建筑设计师：4万～10万元；总建筑设计师：25万元以上。 <br>　　 <br>　 　专家建议：此类职位所需要的不仅是要精通专业知识，更要求有足够的大局观和工作经验。一般情况下来说，其薪酬与工作经验成正比。以建筑设计师为例，现代 建筑还要求环保和可持续发展，这些都需要建筑设计师拥有扎实的功底以及广博的阅历，同时善于学习，并在实践中去体会。目前，市场上对建筑设计人才大多要求 5年以上的工作经验，具有一级注册建筑师资质，并担任过大型住宅或建设工程开发的设计。此类职位也需要取得相应的执业资格证书，如建筑工程师需要通过国家 组织的注册建筑师的职业资格考试拿到《注册建筑师资格证书》才能上岗，预算工程师需要取得注册造价师或预算工程师资格。另外，从事此类职业还需要全方面地 加强自身修养，如需要熟悉电脑操作和维护,能熟练运用CAD绘制各种工程图以及用P3编制施工生产计划等，有的职位如建筑设计师还需要对人类学、美学、史 学，以及不同时代不同国家的建筑精华有深刻的认知，并且要能融会贯通，锻造出自己的设计风格。这些都需要从学生时代开始积累自己的文化底蕴。实习时应尽量 选取一些相关的单位和工作，如房地产估价、工程预算、工程制图等。 <br>　　 <br>　　质量监督及工程监理方向 <br>　　 <br>　　代表职位：监理工程师 <br>　　 <br>　　代表行业：建筑、路桥监理公司、**工程质量检测监督部门。 <br>　　 <br>　　 <br>　　就业前景：工程监理是近年来新兴的一个职业，随着我国对建筑、路桥施工质量监管的日益规范，监理行业自诞生以来就面临着空前的发展机遇，并且随着国家工程监理制度的日益完善有着更加广阔的发展空间。 <br>　　 <br>　　典型职业通路：监理员—资料员—项目直接负责人-专业监理工程师-总监理工程师。 <br>　　 <br>　　年薪参考：现场监理员：1.8万～2.5万元；项目直接负责人：2.5万～4万元；专业监理工程师：3万～5万元；总监理工程师：4万～8万元。 <br>　　 <br>　 　专家建议：监理行业是一个新兴行业，因此也是一个与执业资格制度结合得相当紧密的行业，其职位的晋升与个人资质的取得密切相关。一般来说，监理员需要取 得省监理员上岗证，项目直接负责人需要取得省监理工程师或监理员上岗证，工作经验丰富、有较强的工作能力。专业监理工程师需要取得省监理工程师上岗证，总 监理工程师需要取得国家注册监理工程师职业资格证。木土工程专业的大学生想要进入这个行业，在校期间就可以参加省公路系统、建筑系统举办的监理培训班，通 过考试后取得监理员上岗证，此后随工作经验的增加考取相应级别的执业资格证书。在实习期间，可选择与路桥、建筑方向等与自己所学方向相一致的监理公司，从 事现场监理、测量、资料管理等工作。 <br>　　 <br>　　公务员、教学及科研方向 <br>　　 <br>　　代表职位：公务员、教师 <br>　　 <br>　　代表行业：交通、市政管理部门、大中专院校、科研及设计单位。 <br>　　 <br>　　就业前景：公务员制度改革为普通大学毕业生打开了进入**机关工作的大门，路桥、建筑行业的飞速发展带来的巨大人才需要使得土木工程专业师资力量的需求随之增长，但需要注意的是，这些行业的竞争一般较为激烈，需要求职者具有较高的专业水平和综合素质。 <br>　　 <br>　　年薪参考：高校教师：2.5万～4.5万元；中等专业学校教师：1.8万～3万元；普通公务员：2万～3.5万元。 <br>　　 <br>　　专家建议：想要从事此类行业，一方面在校期间要学好专业课，使自己具有较高的专业水平，另一方向特别要注意理论知识的学习和个人综合素质的培养，使自己具备较高的普通话、外语、计算机水平和较好的应变能力 ... ...

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