機械工程簡史

《機械工程簡史》是2015年7月1日清華大學出版社出版的圖書，作者是張策。

基本介紹

• 書名：機械工程簡史
• 作者：張策
• ISBN：9787302403944
• 定價：32
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2015年7月1日

內容簡介

本書講述機械工程的發展歷史,是為本、專科生和研究生的選修課（或講座）編寫的學生用書。本書以介紹機械發明、機械科學與技術的發展為主線，也涉及到機械工業的發展。本書將機械的發展分為三個時代介紹：古代（遠古至歐洲文藝復興）、近代（主要包括兩次工業革命）和當代（第二次世界大戰以後）。本書既注意講清科技本身的發展，也要揭示出科技背後的推動力： 經濟的發展、國防事業和人類科學探索活動的需求；揭示出科技與社會、科技與自然的關係。

前言

我的專著《機械工程史》剛剛由清華大學出版社出版。如果有學校開設“機械工程簡史”這門選修課，它應該是一本可用的教師參考書。這本《機械工程簡史》的篇幅小了一半，是作為學生用書而編寫的。

多年來，學界同人普遍認為，應對學生加強科技史方面的教育，加強人文素質方面的培養。我很贊同這種意見。學習一些科技發展史，有利於培養文理滲透、理工結合的人才。我主張為機械類專業的本科生開設“機械工程史”的選修課（學時8~16）或講座（學時4~8）。這件事目前做起來的難度主要是沒有教材。現在，只有個別學校開設了機械史的選修課或講座。我期望本書的出版能有助於把機械史的教育在稍大的規模上開展起來。

本書編寫的宗旨和思路已經在緒論中表達清楚。我特別注意不能就科技論科技，而要把機械工程的發展放到社會的發展、經濟的發展和整個科技進步的大背景下加以論述。

和專著《機械工程史》比較，本書刪去了兩章（毛坯生產、機械工程教育）；並在各章中都刪減了一些內容，所涉及的事件、人物也都減少了一些。《機械工程史》當然是支撐這本教材的最重要的參考書。本書只在後面列出了最重要的參考文獻。讀者要對一些史實做進一步了解，則可閱讀《機械工程史》，並進一步查閱文獻。

書後附錄A給出了書中所出現的人物的列表，儘可能地列出了其生卒年、國籍。人物依其姓的字母順序排列。政治界、宗教界、文學藝術界人士不出現在這幾個人名表中，而直接在正文中列出其姓的原文（對俄文的姓給出其對應的英文）。

本書一般是依照時間順序分成幾個階段來敘述史實的，但個別地方為出於敘述的完整性等原因，並不嚴格地遵照這一原則。

機械工程史選修課教材的撰寫在中國還是首次嘗試，錯誤和不當之處肯定不少，歡迎大家提出寶貴的修改意見。

張策

2015年4月於天津大學新園村

圖書目錄

第1章概論

1．1機械發展的歷史分期

1．1．1古代(公元前5000年左右至歐洲文藝復興)

1．1．2近代(文藝復興至第二次工業革命結束)

1．1．3當代(19世紀末的新物理學革命以來)

1．1．4科學革命、技術革命和工業革命

1．2自然、社會、科學和技術間的幾個重要關係

1．2．1社會、科技和自然

1．2．2科技發展背後的推動力

1．2．3經濟、科技的發展和整個社會的發展、變革密不可分

1．2．4自然科學基礎與相關科技領域的作用

1．3為什麼要學習一些科技發展史？

1．3．1擴大知識面要從橫向和縱向兩個方向進行

1．3．2回溯歷史，了解社會，理工結合，文理滲透

1．3．3回溯歷史，激發創新精神

第2章古代機械的發展

2．1概述

2．1．1古代人類使用工具的三個時代

2．1．2古代機械發展的三個主要區域

2．1．3中國的輝煌與落伍

2．1．4歐洲發展中的曲折

2．2各種古代機械發展簡介

2．2．1簡單機械

2．2．2鼓風器

2．2．3舟與車

2．2．4農業機械

2．2．5紡織機械

2．2．6計時器與天文儀器

2．2．7起重機械

2．2．8兵器

2．2．9禮儀與娛樂性機械

2．2．10各種機構與傳動

2．3古代的機械製造技術

2．3．1鑄造技術

2．3．2鍛造和其他壓力加工技術

2．3．3焊接技術

2．3．4切削加工技術

2．4關於古代機械的幾個問題

2．4．1古代機械的動力

2．4．2依靠直覺和靈感的巧妙創造

2．4．3古代與現代相通

2．4．4關於中國古代科技的兩個深層次問題

第3章工業革命前歐洲社會和科技的進步

3．1文藝復興至工業革命期間的社會發展

3．1．1資本主義生產方式的出現

3．1．2地理大發現

3．1．3文藝復興運動

3．1．4宗教改革運動

3．1．5啟蒙運動

3．1．6資產階級革命

3．2文藝復興至工業革命前歐洲的機械科學技術

3．2．1李奧納多·達·文西

3．2．2力學和機械理論的若干進展

3．2．3工業革命前的機械技術

3．3經典力學的創立和發展

3．3．1天文學的突破和科學精神的解放

3．3．2經典力學創立之前的理論準備

3．3．3經典力學的創立

3．3．4經典力學的局限性

3．4微積分理論與微分方程理論的建立

3．4．1微積分理論的建立

3．4．2微分方程理論的建立和發展

第4章第一次工業革命

4．1第一次工業革命發展概況

4．1．1英國發生工業革命的背景

4．1．2第一次工業革命概述

4．2蒸汽機的發明和交通運輸革命

4．2．1瓦特改進和發明蒸汽機

4．2．2蒸汽機發明的劃時代意義

4．3第一次工業革命中的機械發明

4．3．1蒸汽動力的廣泛套用

4．3．2紡織和縫紉機械

4．3．3工程機械與礦山機械

4．3．4農業機械

4．3．5流體機械

4．3．6武器

4．3．7信息機械

4．4近代機械製造業的誕生和早期發展

4．4．1瓦特時代機械加工的狀況

4．4．2工具機的改進和發明

4．4．3互換性生產的出現

4．4．4標準化的開端

4．5永動機問題的理論解決

第5章第二次工業革命

5．1第二次工業革命發展概況

5．1．1第二次工業革命的歷史背景

5．1．2電氣時代

5．1．3鋼鐵時代

5．1．4第二次工業革命期間機械發展概況

5．1．5第二次工業革命的特點

5．2內燃機的發明和新的交通運輸革命

5．2．1內燃機的發明和進步

5．2．2汽車的發明和早期發展

5．2．3飛機的發明和早期發展

5．2．4交通工具方面的其他變革

5．3第二次工業革命期間的機械發明

5．3．1動力機械

5．3．2礦山機械

5．3．3工程機械

5．3．4泵和壓縮機

5．3．5信息機械

5．3．6武器

5．3．7其他機械

5．4第二次工業革命期間的機械製造業

5．4．1工具機的發展

5．4．2刀具材料的進步和切削速度的提高

5．4．3測量水平的提高

5．4．4泰勒的科學管理制度

5．4．5福特首創的大批量生產模式

5．4．6標準化、系列化的發展

5．5機械產品發展的若干趨勢

5．5．1機械和運載工具的高速化和大功率化

5．5．2機械的精密化

5．5．3機械的輕量化

5．5．4機械的半自動化

第6章工業革命期間力學的進一步發展

6．1分析力學

6．2連續介質力學

6.2.1固體力學

6．2．2流體力學

第7章近代機械工程學科的誕生和發展

7．1機械工程學科的誕生

7．1．1機構學的誕生

7．1．2機械工程師學會的成立

7．2近代機構學學科的發展

7．2．1機構學的德國學派和俄蘇學派

7．2．2連桿機構的套用和理論

7．2．3凸輪機構的演進、分析與設計

7．3機械振動理論與套用的發展

7．4近代的機械動力學

7．4．1機械動力學分析方法的形成

7．4．2轉子動力學研究的起步

7．4．3關於機構動力平衡的研究

7．5機械傳動與液壓傳動的演進

7．5．1機械傳動的演進

7．5．2流體傳動的出現和發展

7．6近代的機械設計學科

7．6．1機械設計發展的幾個階段

7．6．2畫法幾何學誕生

7．6．3機械設計從套用力學中獨立出來

7．6．4近代的機械結構強度學

7．6．5主要機械零件設計方法的形成

7．7近代的機械製造學科

7．7．1概述

7．7．2關於金屬切削理論的研究

7．7．3提高機械加工精度的理論與技術

第8章第三次技術革命概貌

8．1第三次技術革命的科學基礎

8．1．1新的物理學革命

8．1．2資訊理論、控制論和系統論的誕生

8．1．3非線性科學的誕生和發展

8．2第三次技術革命的背景和概貌

8．2．1第三次技術革命的背景

8．2．2第三次技術革命的概貌

8．2．3第三次技術革命的特點

8．3第三次技術革命的主要內容

8．3．1概述

8．3．2信息技術

8．3．3新材料技術

8．4與機械工程相關的數學、力學的新進步

8．4．1數值計算方法的巨大進步

8．4．2振動理論的新進展

8．4．3多體動力學的誕生

第9章第三次技術革命中的機械工程概述

9．1新時期的機械工程概述

9．1．1新時期推動機械工程發展的四大因素

9．1．2新時期機械工程的全面大發展

9．2新時期機械產品發展的總趨向

9．2．1機械和運載工具進一步的高速化和大功率化

9．2．2對機械的精密化要求提高到更高的水平

9．2．3對機械的可靠性要求提高到更高的水平

9．2．4對機械和運載工具輕量化的要求更為迫切

9．2．5追求產品的性能價格比

9．2．6降低機器對環境的不良影響

9．2．7機器應安全、舒適、宜人

9．2．8產品的多樣化與個性化

9．3新時期機械的重大發明與改進

9．3．1機電一體化產品

9．3．2機器人

9．3．3高速鐵路車輛

9．3．4盾構隧道掘進機

9．4機械製造業幾個重點領域的迅速發展

9．4．1汽車工業

9．4．2航空航天工業

9．4．3大型發電設備製造業

9．4．4IC製造業

9．4．5工具機製造業

9．5關於複雜機電系統

第10章新時期機械學理論的發展

10．1機構學

10．1．1新時期機構學發展概況

10．1．2機構運動學

10．1．3新的機構類型

10．1．4機構動力學

10．2機械傳動學

10．2．1齒輪強度計算標準的建立

10．2．2齒輪動力學與減振降噪的研究

10．2．3新型嚙合傳動的發展

10．2．4其他機械傳動

10．3機器人學

10．3．1機器人機構學

10．3．2機器人動力學

10．4機械動力學

10．4．1概述

10．4．2機械動力學分析模型

10．4．3動力學建模的精細化

10．4．4動力學分析與仿真的發展

10．4．5機械動力學在橫向形成幾個分支領域

10．5機械強度學

10．5．1疲勞設計方法的建立

10．5．2斷裂力學的發展

10．5．3智慧型結構與健康監測

10．6摩擦學

10．6．1近代關於摩擦、磨損和潤滑的研究

10．6．2當代的摩擦學研究

10．7微機械學

10．7．1MEMS的技術革命歷程

10．7．2MEMS的套用前景

10．7．3關於微機械系統的研究

10．8流體傳動與控制

第11章新時期機械設計的全新面貌

11．1新時期機械設計概述

11．1．1新時期機械設計的全面大發展

11．1．2設計理論和方法學

11．2機械創新設計的理論和方法

11．2．1創造學在美國的誕生和發展

11．2．2蘇聯的TRIZ理論和方法

11．2．3機械創新設計

11．2．4反求設計

11．2．5仿生設計

11．3計算機圖形學和計算機輔助設計

11．3．1計算機圖形學

11．3．2計算機輔助設計

11．4保證產品主要性能的現代設計方法

11．4．1最佳化設計

11．4．2可靠性設計

11．4．3保值設計

11．5動態設計與振動控制

11．5．1靜態設計與動態設計

11．5．2動態設計方法的發展

11．5．3振動控制技術的發展

第12章新時期機械製造的全新面貌

12．1新時期機械製造概述

12．1．1新時期對機械製造技術提出的新挑戰

12．1．2新時期機械製造技術發展的總趨向

12．2自動化——先進制造技術發展的主線

12．2．1數控加工和數控工具機的誕生和發展

12．2．2工藝編制技術的進步

12．2．3CAD/CAPP/CAM的集成

12．2．4柔性製造系統

12．2．5機器人在製造中的套用

12．3切削加工技術的進步

12．3．1刀具材料的新進步

12．3．2高速切削技術

12．3．3精密與超精密加工技術

12．3．4難加工材料的加工技術

12．3．5乾式加工技術

12．3．6關於加工振動控制的理論與實踐

12．3．7與切削加工的進步相適應的工具機技術

12．4特種加工技術的出現和發展

12．5增量製造技術

12．6綠色製造技術

12．6．1綠色製造——從認識到行動

12．6．2綠色製造技術的內容

12．6．3再製造技術

12．7企業活動的信息化、智慧型化和網路化

12．7．1計算機集成製造系統

12．7．2製造活動的網路化

第13章近當代中國的機械工程

13．1洋務運動中的機械工程

13．1．1鴉片戰爭以前西方機械技術的傳入

13．1．2洋務運動概況

13．1．3中國近代機械工業的誕生

13．1．4中國近代高等工程教育的誕生

13．1．5洋務運動的失敗

13．2民國時期的機械工程

13．2．1民國時期的機械工業

13．2．2民國時期的機械工程教育與研究

13．2．3中國機械工程學會的成立

13．3當代中國的機械工程(改革開放以前)

13．3．1新中國成立後的機械工業與機械科技

13．3．2新中國成立後的高等機械工程教育

13．3．3文化大革命中的機械工業和教育

13．4當代中國的機械工程(改革開放以來)

13．4．1改革開放以來中國機械工業的跨越式發展

13．4．2改革開放以來中國的機械科學與技術

13．4．3改革開放以來中國的高等機械工程教育

附錄A人名表

參考文獻