机械设计及理论重点学科、博士点

本学科1958年开始招收本科生，共培养本科生近万名，1986年 开始挂靠机械制造及自动化专业招收硕士研究生，1998年获硕士学位授予权，共培养了数十名硕士，2003年获博士学位授予权，目前共博士生数17人。 2003年获省政府批准成立福建省制造业数字化设计工程研究中心。

经过几年来的发展，在学术梯队、学术研究、基础条件等方面都取得长足的进 展。形成了一支以高诚辉教授为学科带头人，学历层次高、学术思想活跃，团结协作，富有朝气的学术队伍。现有博士生导师11人，其中具有博士学位的博导有9 人，校聘关键岗教授9人。教授、副教授等高级职称21人，其中18人具有博士学位(在读博士3人)。

“十五”以来科研成绩显 著，出版高水平的学术专著1部、在学术刊物上公开发表论文800篇，其中被SCI、EI、ISTP收录40多篇；获得福建省科技进步一等奖1项，二等奖1 项，三等奖1项；获省级鉴定成果3项，均达到国际先进水平；获得国家发明专利3项，实用新型专利12项，软件著作权3项。

在教 学方面也取得突出成果，获国家教学成果二等奖1项，省教学成果特等奖1项、一等奖1项、二等奖1项。有2门省精品课程，3门省级优秀课程；在高教出版社等 出版教材10部，电子教材2部。在《中国大学教学》等期刊上发表教改论文100多篇。学科下设福建省制造业数字化设计工程研究中心和福州大学 CAD/CAM研究中心，拥有专业实验室面积达980M2，拥有万元以上的仪器42台，仪器设备总值达800多万元，尤其是省工程研究中心的投入，将为学 科的教学、科研提供了良好的基础和条件。

学科与福建省经济建设关系十分紧密，在经济建设主战场中主动寻求切入点和结合点，积极 开展应用服务。学科现有在研项目共83项，其中国家基金3项，教育部项目1项，省重大科技项目3项，省重点基金1项，项目总经费达953.1万元。已形成 了数字化设计、机械系统动力学、摩擦学、机构学与机械传动等4个有一定特色的研究方向，理论和应用成果突出，在某些方面的研究在国内外有一定的影响。

（1）数字化设计方向： 该研究方向继2003年“5YCT20冲击压路机”获得一项福建省科技进步二等奖以来，“25公斤Φ5.5的钼线材连轧工艺”和“32KJ路面破碎压实机 ” 又分别获得2005、2006年福建省科技进步一等奖、二等奖；2006年8月完成的福建省科技厅项目“数字化设计制造技术支持与服务（1）——分布式网 络环境下产品快速开发技术和区域服务，通过福建省科技厅鉴定为国际先进，并获得1项专利和3项软件著作权。近年来先后完成了1项国家基金项目，“福建省制 造业数字化设计工程研究中心的建设启动项目”、“分布网络环境下产品快速开发技术和区域服务平台的研究与建设”和“数字化设计与创新服务联盟专题”3项省 级重大项目。2006年又获得国家自然科学基金1项，福建省重点科技项目1项、福建省自然科学基金2项、省青年人才创新基金1项，省科技三项项目1项，同 时作为福建省重大专项牵头单位获福建省重大专项预研项目1项，子项目1项。 2004年经省政府批准福建省制造业数字化设计工程研究中心建设启动，有望于今年正式论证通过并投入使用，并将更好的提升福建制造业竞争力。该方向目前拥 有科研经费达500多万元。并以多家企业签订了技术服务协议，更好地促进科技成果的转让。

（2）机械系统动力学方向： 以多体系统动力学理论为基础并结合现代控制理论，建立了一系列系统动力学模型，并对其运动学、动力学与控制问题做了深入、系统的研究。上述工作目前在国内 该领域的研究中处于领先水平。在爬墙机器人方面，对其安全系统的控制问题做了研究，提出了爬墙机器人安全系统的变结构控制方法、自适应模糊控制方法及模糊 神经网络控制方法。在机械手动力学分析中，提出了机械臂挠性多刚体模拟方法及运动变形的刚体离散化分析方法。采用了有限个刚体离散的物理模型，对构件的弯 曲、扭转、剪切变形，以各段刚体（单元）间的相对自由度描述，利用质心坐标系表述各单元的空间关系，仿真精度高。该方向近三年先后主持了国家自然科学基金 1项,教育部留学回国人员基金2项,福建省自然科学基金项目10多项， 获部级科技进步二等奖及三等奖各一项。近3年来发表论文100余篇，其中被SCI、EI收录10多篇。2006年完成国家自然科学基金项目1项，同时又获 批国家自然科学基金项目1项，教育部留学基金1项。

（3）摩擦学方向：盘式制动器摩擦磨 损热动力学研究获国家自然科学基金资助，首次发现了制动盘存在的交变热应力曲线，为制动盘的热疲劳现象提供了直接的理论依据。“非晶态Fe－Ni－P合金 的电沉积及其镀层性能”项目经专家组评审认为理论方面的研究具有开拓性和创新性，成果达国际先进水平，获福建省科技进步三等奖；并获华夏英才基金会资助出 版专著《非晶态合金镀及其镀层性能》，2004年在【科学出版社】出版。2004年高诚辉教授受邀参加了在北京香山召开的中国工程院第二次“工程前沿”论 坛会议，并在会上作了题为“车辆摩擦副复合材料应用研究与展望”的大会专题报告。“新型陶瓷混杂纤维复合材料制动片的研制”项目2006年通过科技厅组织 的专家鉴定，达到国际先进水平，并获国家发明专利1项。2006年完成1项国家自然科学基金项目，获教育部博士点基金项目1项。现在主要着力于车辆零部件 的摩擦学性能研究及其新材料研发，近年有望取得突破。

该方向已形成了一支结构合理、思想活跃的学术队伍。近三年发表学术论文100多篇，被SCI、EI收录10多篇，出版专著1部。解决了福建省许多企业的摩擦学方面的实际问题，获多项省部级科技进步奖。

（4）机构学和机械传动方向：除 开展理论研究外，在工程应用中也取得显著成果。对传统凸轮转子叶片泵进行了改造，提出了正偏置凸轮转子叶片泵新结构，降低了流量脉动率，有效地提高了泵的 使用寿命。对三叶圆弧型转子罗茨鼓风机的关键零部件——转子的型线进行了深入的研究，利用共轭曲线的理论，设计出圆弧转子罗茨鼓风机的最佳型线，使鼓风机 主要技术性能指标居国内领先，《FSL型三叶罗兹鼓风机》获福建省科技进步三等奖；开发了各类新型减速器，利用CAD/CAM技术设计并制造的滚动啮合球 面包络环面蜗杆传动减速器，获国家实用新型专利。利用仿真技术设计的超环面行星蜗杆传动，将蜗杆传动噪音低、振动小和同时啮合齿数多的优点与行星齿轮传动 结构紧凑、体积小、重量轻、承载能力高（功率分流）、传动功率及传动比范围广的优点紧密结合起来，是一种高效、紧凑的滚动啮合传动，2006年“超环面行 星蜗杆传动的关键技术研究”项目经福建省科技厅鉴定为国际先进，继2004年完成一项省重点项目后，2006年又获1项国家自然科学基金项目。而新型的双 圆弧螺旋锥齿轮章动传动以双圆弧齿廓为工作齿廓，克服了渐开线螺旋锥齿轮加工过程的二次干涉现象，可应用于仪表、石油化工、轻纺、起重机等各类装置中。