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1、Passage 1 机械工程简介机械工程是工程学的一个分支，它研究机械和动力的产生，尤其是力和运动。机械工程的历史 18世纪后期，蒸汽机的发明为工业革命提供了一个主要的动力源泉，极大地推动了各种机械的发展。这样，一个新的工程学的重要分支从民用工程学中分离出来的关于工具和机器的分支发展了起来，并随着英国伯明翰机械工程师协会的建立在1847年得到了正式承认。 机械工程已经由一门主要基于试错法的技工应用的技艺发展成为职业工程师在研究、设计和生产领域使用的科学方法。 从最广义的角度讲，增进效率的需求不断地促使机械工程师提高工作质量，并要求他接受更高程度的教育和训练。不仅机器运转要讲求经济，而且基建费也
2、要降到最低。机械工程的领域 商品机械的发展 在发达国家中，高水平的物质生活很大程度上取决于机械工程中得以实现的各种机械。机械工程师们不断地发明机器来生产商品，不断地开发精确性和复杂性越来越高的机械工具来生产机器。 机械发展的主要线索是：为提高生产率而增加机器的运转速度、为获得物美价廉的产品而提高精度以及降低生产成本。这3个要求促进了复杂的控制系统的发展。 最成功的机械制造是其机器的机械设计能与控制系统紧密融合，不论这种控制系统从本质上是机械的还是电子的。现代化的汽车发动机生产传送线（传送带）就是一系列复杂的生产工艺机械化的很好例子。人们正在着手开发以使机械生产进一步自动化，利用计算机来存储和处
3、理大量数据，这些数据是少量多功能机床生产多种零件所必需的。其中一个目标就是使批量生产车间完全自动化，三班轮换，但每天只需一班人员来操作。 动力机械的发展 生产机械必须先有充足的动力供应。蒸汽机最先提供了用热能来产生动力的实际可行的方法，在旧有的人力、风力和水力之外增加了动力源。新的机械工程业面临的最初挑战之一就是增加热效率和动力，这一点随着蒸汽涡轮机和大的联合蒸汽锅炉的发展而基本实现了。20世纪，涡轮机为发电机提供的动力得到了持续快速的增长，同时热效率也在稳定增长，而且大电站每千瓦的资本消耗也在下降。最后，机械工程师们获得了核能源。这种核能源的应用需要有特别高的可靠性和安全性，这就需要解决许多
4、全新的问题。大型电厂和整个核电站的控制系统已变成高度复杂的电子、流体、电、水力和机械零件的网络，这一切都涉及到机械工程师的所有学术领域。 小型的内燃机，不论是往复式（汽油机和柴油机）还是旋转式（燃气轮机和旺克尔机），以及它们在运输领域的广泛应用也都要归功于机械工程师们。在整个运输业，不论是在空中和太空，还是在陆地和海洋，机械工程师创造了各种设备和动力装置。他们越来越多地与电气工程师合作，尤其是在开发适合的控制系统方面。 军用武器的开发 机械工程师应用于战争的技术与民用中需要的类似，尽管其目的是增强毁坏力而不是提高生产率。然而，战争的需要使得大量的资源用于技术领域，很多发展在和平时期有着深远的效
5、益。喷气式飞机和核反应堆就是众所周知的例子。 生物工程 生物工程是机械工程中一个相对新的和与众不同的领域，它提供用来替换或增加人体功能的机器以及用来进行医疗的设备。人造肢体已被开发出来，并且具有诸如有力的运动和触摸反应等人体功能。在人工器官移植手术方面的发展是迅速的，复杂的心肺机器和类似的设备使越来越复杂的手术得以进行，并使受重伤和重病病人的生命功能得以持续。 环境控制 机械工程师的一些最初的努力是要通过抽水来排涝或灌溉土地以及给矿井通风来控制人类的环境。现代的制冷和空调厂普遍采用反向的热引擎，在这些地方动力把热从冷的地方抽出送到更热的外部。很多机械工程的产品以及其他领域的技术发展对环境有副作
6、用，产生了噪音，引起了水和空气的污染，破坏了土地和风景。商品和动力的生产率提高太快，以致于自然力的再生跟不上步伐。对于机械工程师和他人来说，环境控制是一个快速发展的领域，它包括开发尽可能产生少量污染物的机器和生产工序，以及开发新的设备和技术来减少和消除已造成的污染。机械工程的作用 机械工程师有四个通用于上述所有领域的作用。第1个作用是理解和研究机械科学的基础。它包括涉及力和运动的关系的动力学，比如在振动中的力和运动的关系；自动控制；研究各种形式的热、能量、动力之间关系的热力学；流体流动；热传递；润滑；和材料特性。 第2个作用是依次地进行研究、设计和开发。该作用试图进行必要的改变以满足当前和将来
7、的需要。这一工作不仅要求对机械科学有一个清楚的了解，并具有把复杂系统分解成基本因素的能力，而且还需要有创新性来进行人工合成和发明。 第3个作用是生产产品和动力，包括计划、运作和维护。其目的在于维护或提高企业或机构的较长期的和生存能力声誉的同时，以最少的投资和消耗生产出最大的价值。 第4个作用是机械工程师的协调作用，包括管理、咨询、以及在某些情况下进行市场营销。 在所有这些作用中，体现出一种长期不断地使用科学的方法，而不是传统的或直觉的方法的倾向，这是不断成长的机械工程专门技术的一个方面。这些新的合理化方法的典型名称有：运筹学、工程经济学、逻辑法问题分析（简称PABLA）。然而，创造性是无法合理化的。正如在其他领域一样，在机械工程中，能够采取重要的出人意料的并能开创出新方法的能力，仍然具有个人的、即兴的特点。机械工程的未来 机械工程师的数量依旧快速增长，同时他们所受训练的时间也在延长并且质量也在提高。然而，工程师们和全体公众越来越意识到，人口和生活水平的指数增长正在造成可怕的环境污染和自然资源消耗问题。这更清楚地表明，所有的技术职业都有必要考虑开发和发展的长期社会效益。人们越来越需要机械工程技术来满足人类的需求，同时也需要将稀有的原材料的消耗降到最低，保持一个令人满意的环境。
