一 : 展望21世纪

　　听，21世纪的钟声鸣响在我们这个星球的寥廓上空。人类文明的发展，又进入了一个新世纪，开启了一个新千年。上一千年，人类历史发生了沧桑巨变。人类文明从古代文明发展到了现代文明。人类社会经过封建社会进入了资本主义社会，并且在一些国家诞生了崭新的社会主义制度。人类的经济活动进到了工业经济时代，人类创造了以往数千年无法比拟的巨大物质与精神财富。人类对世界的认识和改造，突破了一个又一个必然王国而不断地向着自由王国飞跃。面对新的世纪之交和千年之交，未来的世界应该是一个什么样的世界，让我们一同展望。21世纪，美好蓝图都将实现，21世纪的中国是怎样的辉煌啊！我驾着时空飞船，来到21世纪的百年里畅游……不知不觉，我已到了2008年，北京的夜晚真美啊！到处是彩旗，到处是标语，今天是喜庆的日子吗？“预祝二十九届北京奥运会圆满成功”奥运会？北京？天啊！我终于想起来了，中国不是审办2008年的奥运会吗？成功了呀！我飞快地来到北京首都体育场，好盛大的场面呀！我简直不敢相信自己的眼睛。北京体委运用高科技技术，把十万只气球拼成了“为奥运加油”等字样，飘在体育场上空，好不壮观会场的灯光全部采用新研制的镭射灯，虽然是在夜晚，但会场仍亮如白昼……盛大的开幕式开始了。作为奥运会东道主的中国队走在最前面，一进场，全场都沸腾了。看着他们个个志气饱满的样子，这次的奥运会肯定胜利在握。中国的体育事业可以发扬光大了……中国审办奥运会的成功，是中国步入21世纪后的辉煌成绩，同时也向世人表明，中国的发展势不可挡。飞船在向前飞行着，告别了北京奥运会，告别了2008年，我的飞船在台湾着陆了。台湾是个美丽的岛屿。它已回到祖国怀抱在尽情享受着母爱，多么幸福，多么快乐！这是亿万中国儿女日夜盼望的大团圆啊。这是多么辉煌的业绩！我只感到心底有一股热流在向上涌……我仍在时空隧道中行进着，突然觉得眼前亮了许多，鼻子吸进的空气有一种说不出的新鲜感。噢！原来21世纪开始，中国便开始启动了蓝天工程，全面彻底的根治了全国的大气污染，碧空万里，空气清新而且各地市级城市还建成了自动控制气象系统，何时需要晴天，何时需要下雨，只要一按钮就解决了。所以再也不必担心每天的天气了，这也是中国步入21世纪后取得的伟大成就呀！除此之外，21世纪还将完成“南水北调”、“北气东输”等巨大工程，让我们共同等待……回首过去，我们感慨万千，展望未来，我们信心满怀。中国的未来不是梦，中国的发展、进步是历史的必然，中国向前迈的脚步永不停歇。我们的未来将以无与伦比的辉煌展现在世人面前，让我们共同努力去迎接这灿烂的时刻吧！

 

二 : 展望21世纪焊接科研_潘际銮

展望21世纪焊接科研——潘际銮

文章编号:1004-132Ⅹ(2000)01-0021-05

展望21世纪焊接科研

潘

际

銮

摘要:回顾20世纪焊接技术的发展历程,论证焊接科学发展的趋势,分

析21世纪我国经济建设对焊接技术的挑战,讨论焊接科学研究特别是焊接自动化方面的几个重要方向。

关键词:焊接;科学研究;展望

中图分类号:TH-1;TG4　　　文献标识码:A

潘际銮　院士

1　焊接技术发展的历程

焊接是一门新兴的同时又是一门古老的技术。从历史上说,它在3000年以前就有记载,但真正成为一门重要的制造技术,是20世纪的事情。1802年俄罗斯的??.??.???? !?#发现电弧现象,1890年俄罗斯的??.??.???? !发明电弧焊,从?#?%此开始它极为迅速地发展,成为制造工业中的重要技术。从工艺方法上来说,它现在已有90余种工艺,采用了热、电、光、声、磁等一切可以利用的热源,应用电子、计算机等先进的控制技术;从应用范围来说,它包括了交通、能源、航空、航天、海洋等一切工业领域。在它的应用过程中,由于技术上的困难和使用过程中发生的事故,焊接的理论也逐步成熟,成为一门系统的技术科学。焊接技术的发展与钢铁工业的发展密切相关。根据统计,世界上45%钢铁材料通过焊接才成为人类可使用的产品,这意味着每年需要焊接的钢材达到3～4亿t。80年代以来有一种论点,认为钢铁将趋于饱和,钢铁工业将成为夕阳工业,由此可推想,焊接技术也将成为夕阳技术,对此应予以论证。

次世界大战结束后,世界钢产量迅速增长。50年代以后,随着转炉技术与连铸技术的开发和应用,世界钢产量发生了翻天覆地的变化,这个时期的增长速度相当惊人。70年代后期发生了第一次石油危机,石油输出国组成了OPEC(石油输出国组织),石油价格上涨。随后又爆发了第二次石油危机。两次石油危机都造成世界钢产量下降,并使整个资本主义经济萎缩。进入90年代,出现了薄板坯连铸技术,美国最先采用这项技术,取得了良好业绩。薄板坯连铸技术的开发应用引发了一系列钢铁生产新工艺开发,再次推动了钢铁工业的发展。

2.2　21世纪钢铁工业发展的预测

为预测21世纪焊接技术的前途,就应该预测钢铁工业在21世纪的发展前途。

(1)钢铁产量人口平均水平仍然很低　少数先进国家钢铁生产总产值很高,按人口平均水平也很高,但是,从全世界范围来说,钢铁总产量远远满足不了人口的需要,如1985年日本人均钢产量达到1050kg,德国为664kg,苏联为592kg,我国只有47kg。若2000年全世界人口以60亿计,钢产量为8亿t,则人均钢铁产量不过133kg,处在目前发展中国家的水平。

(2)钢铁材料的不可代替性　现代工业的产品对材料要求非常高,需要能经受高温、高压、冲击、疲劳等苛刻条件的材料,目前只有钢铁最合适,例如148万kVA核电站反应堆压力壳,水流速度为20m/s,进口温度为290℃,压力为17651.97kPa,蒸发量为7160t/h,高为12.85m,直径为5570mm,壁厚为200mm～600mm,总重量为483t。像这样庞大的在高温高压下,工作要求又极严格的装置非钢铁材料莫属。图1a是该电站核岛的全貌,图1b是核岛中反应堆压力壳实际尺寸图。相似情况,不胜枚举。

(3)世界资源条件钢铁最好　在世界金属资

2　钢铁工业的发展趋势[1,2]

2.1　钢铁工业的发展过程

1900年,世界钢产量为2850万t,到1973年就超过7亿t,1997年达到7.99亿t,预计2000年全世界钢产量可能超过8亿t,约为1900年的28倍。本世纪世界钢铁工业发展的总趋势是持续增长的。50年代以前,对钢铁工业影响较大的是两次世界大战。每次战争硝烟一起,世界钢产量就呈下降趋势,特别是在第一次世界大战后,爆发了世界性的资本主义危机,钢产量大幅度下降。第二

收稿日期:1999—11—15

中国机械工程第11卷第1-2期2000年2月与比强度之比的数据[1]。由此可知,钢材是目前价格与性能比最便宜的材料,水泥虽然便宜,但性能远不及钢材。随着冶金科学的进步,钢材性能将会更加改善,其廉价优势也将日益突出。

表2　一些材料的价格与比强度比值　单位:kg/mm2材料比强度??价格/比强度

钢

铝合

金3.9

水泥0.80.4

Al2O3陶瓷97.44.0

碳纤维160.95.2

聚丙烯3.93.8

5.211.11

??比强度=强度/比重;陶瓷与水泥为压缩强度;价格为1981年日本市场价

(a)核岛全貌　(b)反应堆压力壳图1　148万kVA核电站

2.3　钢铁工业的科学技术仍将持续发展[3]

21世纪钢铁科技发展的主要方向是,??钢厂生产流程的连续化——金属制造流程的连续化与紧凑化;??钢厂排放过程的控制和排放物质的再能源化、再资源化;??新一代钢研究与开发:前两项工作的发展将进一步推动钢铁工业的扩大生产,降低成本,控制环境污染;后一项工作的发展则将为工业提供新的高质量钢材,推动机械设计和机械制造业的发展。

进入21世纪,国民经济各部门都要求可靠性更高、单位消耗量更低、使用寿命更长、价格更低,而且便于回收利用和环境协调相容的钢材,例如

单位:%塑料10

源中,铁矿石在地壳中的蕴藏量大,分布广,且采矿条件好,这是由地球的地壳构成所决定的,其他金属材料是无法与之相比的。

(4)绿色结构材料　从可以回收利用的角度看,钢铁是一种绿色结构材料,表1为主要材料的回收利用情况。从表中可知,当前人类所使用的各种材料回收率都不高,某些材料使用后还不能降解,造成白色污染。相比之下,钢铁的可回收利用率最高,使用后锈蚀也不会污染环境,因此,钢铁是一种适应可持续发展战略的材料。

表1　主要材料的回收利用率

钢铁55

玻璃45

纸35

铝27

[1]

全球范围内35家主要钢厂和汽车厂刚刚联合开发的“超轻钢车”(ULSAB)研究目标表明,采用新开发的高强薄板可以使重量减轻25%,服役性能改善,车体的静态扭曲刚度提高80%,而且成本比代用材料低。

21世纪钢材的发展方向将是,在充分考虑经济因素和环境友好因素的前提下,建立在高洁净度、高均匀性、高稳定的冶炼—凝固技术和超细晶粒组织控制等生产工艺基础上的新一代钢材。其主要目标是要使钢的强度比现有钢材提高1倍左右,服役能力和使用寿命相应得到明显提高,且易回收利用。由此将引发出一系列科研课题:诸如极限洁净度钢的化学冶金过程;经济洁净钢的技术实施;高洁度钢的凝固和偏析行为;快速非平衡凝固条件下钢的铸态组织和夹杂物分布特征;中温条件下(如850℃～7500℃)钢的压力加工和随后相变组织对性能的影响;微米、亚微米级超细组织的形成机理;非平衡状态下的物理金属学;微合金

(5)钢铁材料具有最佳价格性能比　钢铁科学技术经过100年的发展,有了很大的发展,钢铁生产工艺有重大的变化,主要成就表现为氧气转

炉炼钢代替平炉炼钢;连续连轧代替铸锭浇铸和初轧开坯。因此,它的生产流程大为缩短

,消耗降低,生产率提高,使得钢铁材料的价格保持稳定。图2所示为钢材与其他产品的价格比较[1]。由图

图2　钢材与其它产品的价格比较

(1974年价格指数=100)

化高洁净钢的开发;新一代钢种的可焊性及焊接材料和工艺的开发。

中可见机械产品和汽车的价格,90年代比70年代上涨了2倍多,一般民用品也上涨了1倍多,而钢铁价格保持稳定。表2所示为一些材料的价格3　21世纪焊接技术面临的挑战

我国工业总体上较落后,许多工业产品,特别

展望21世纪焊接科研——潘际銮

是重工业产品,仍须依赖进口,要建立自己的工业体系,必须加强制造技术的研究,现举若干工业为例。

3.1　能源工业

建国以来,我国能源工业有了巨大的进步。1988年煤产量为9.8亿t,石油产量为1.37亿t(见表3),1985年发电量为3813亿kW?h,1984年全国发电设备装机容量已达0.8亿kW。但是,与工业发达国家相比,年人均值都很低:能源消耗量为840kg(标准煤当量),为世界平均值的1/3;耗电量只有381kW?h,不到美国的1/25。

表3　中国每年提供能源量

煤

年份

(亿t)1988

9.8

(亿t)1.37

(亿t)(亿kW?h)(亿kW?h)(亿kW?h)142.6300

1092

5452

石油

天然气水力发电量核能发电量

总量

[2]

线22km

,而我国仅14.3km。美国每百平方公里拥有铁路3.27km,公路66km,而我国分别只有0.54km和9.47km,分别是美国的1/6～1/7。汽车生产中采用大量的先进焊接技术,其中包括机器人电阻焊及弧焊、激光切割及焊接等,我国尚未形成自己的产业,但能够提供这方面的技术支持。

3.

3　海洋工程

海洋工程包括海洋钻探平台、采油平台、海洋管道铺设船等,这些产品的制造都是以焊接为主,例如欧洲北海油田的平台架平均18000t,消耗埋弧焊丝近4500kg,气体保护焊丝73000kg,可以说是焊接出来的人工岛屿。见图4。

200013～141.7～2.02300～2400240～30010000～12000

我国能源结构与国外相比,也有明显差距。到1986年底,全世界已有397座核电站投入运行,每年提供电能237715兆W,约占世界发电总量的16%;其中法国核能发电量已占该国全部发电量的

69.8%。到2000年,全世界核电站装机容量可达7.2～9.5亿kW,占世界发电量的23%。然而我国核电工业尚处在起始阶段。现有核电站2座,总功率为120万kW。据预测,到2000年我国能源生产将达12000～13000亿kW?h,需要发电设备装机容量25000万kW以上。无论是核能发电装备,还是热能发电装备,焊接是最主要、最关键的技术。我国目前机械工业的水平仍然满足不了这项技术的要求,以秦山核电站为例,其中关键的焊接部件仍然依靠进口。图3所示为该电站300MW反应堆压力壳自日本引进,运抵核岛进行安装的情况。

(a)全貌　　　(b)水下焊接结构

图4　海洋平台

由于海洋平台在海水、低温、风浪等恶劣条件下工作,国内外都发生过重大事故,因而海洋平台对焊接技术及结构断裂特性、失效分析和可靠性评估提出了十分严格的要求。

航空母舰(见图5)的主体是用很厚(80mm以上)的800MPa级低合金高强钢焊接而成。对于这种钢材的冶炼、轧制和焊接,我国尚处于初步涉足阶段。

图5　航空母舰的全貌

3.4　航空航天工业

航空航天工业中运载工具要求尽可能高的推力重量比,必须采用各种轻型材料和结构,因而要采用各种特殊的焊接方法对各种不同的材料进行焊接、钎接、拓散连接等。航空用的涡轮发动机要

图3　秦山300MW核反应堆压力壳

求耐高温蠕变、精密化、轻量化,采用钛基及镍基等超级合金材料,火箭推进器要求这些产品的瞬时高温性好,采用复杂的冷却系统。图6所示为液体燃料发动机外貌,其喷管由大量输油管经焊接

3.2　汽车、交通运输工业

我国交通运输远远不能满足国计民生需要。据统计,1980年全世界平均每百平方公里有交通

中国机械工程第11卷第1-2期2000年2月

制成,目前还是采用人工进行焊接。类似部件的焊

接技术都须不断研究开发。

个自由度,采用示教或编程方法2

执行任务。这种机器人,适宜于大量生产,用于流械,一般具有6

水线的固定工位上(如汽车覆盖件装配线)。对于大型结构工地上的小批量生产没有用武之地,目前国内外工地焊接仍然采用手工或半自动的焊接方法,劳动强度很大,条件恶劣,质量难以保证。图8所示为我国石化工业中生产球罐的实际情况,

从装配到焊接全部采用人工。要真正解决焊接中

图6　火箭液体发动机外貌

4　21世纪焊接科研的几个重要方向

4.1　焊接机器人的开发与生产

近30年来,先进工业国家在机器人研究方面取得了十分迅速的发展,机器人广泛应用于工业生产。1990年1月1日的一份统计资料介绍了世界各国和地区机器人拥有情况,其中日本遥遥领先,为18万台,其次为美国(4.2万台),联邦德国为2.24万台,中国台湾有800台。根据1996年统计,大陆现有机器人500台,点焊、弧焊大约各一半,汽车工业占37%,机械工业占30%,摩托车工业占25%。图7表明联邦德国机器人在工业中应用领域分析,按数量大小,焊接占第一位,在2.24万台中占7845台,可见在焊接技术中发展机器人的重要性,焊接机器人应该成为我国21世纪的一个重要课题和任务。研究开发具有智能的机器人,特别是具有自动路径规划、自动校正轨迹、自动控制熔深的机器人将是近期及21世纪研究的重要

方向。

(a)已装配好的球罐　(b)球罐内部焊接情况图8　我国石化工业中球罐装配和焊接情况

的劳动强度和质量,必须研究开发、生产灵巧的具有智能的焊接机械,这里用“焊接机械”这个名称是为了与手臂机器人相区别。为了适应焊接各种场合的应用,焊接机械必须要有各种各样的结构,实质上也是机器人。这种机械应具有以下特点:灵巧、轻便,可以很容易移动,以适应不同结构、不同地点的焊接任务;具有很高的智能,能自动跟踪焊缝轨迹、自动调整焊炬姿态、自动调节规范、自动控制焊接质量。21世纪应该努力开发类似“傻瓜相机”那样的“傻瓜焊机”,任意一个普通的工人都能够操作,而且获得优良的焊接质量。为了达到这个目标,要解决以下4个问题:??研究设计各种不同的灵巧运动机构,以实现焊接电弧的运动、焊丝送进和焊炬姿态的调节;??研究各种不同的传感器,以探测焊缝坡口形状与位置、焊接温度场、熔池状态、熔透情况等;??研究传感器的信号处理方法、模式识别,以便迅速适时地提供各种需要的控制参数;??研究最佳控制方法,包括线性控制和各种非线性控制、模糊控制、神经网络控制等。

解决以上问题将从根本上解决焊接劳动强度和质量问题,应该成为21世纪的努力目标。4.3　计算机模拟技术

焊接技术历史悠久,但长期作为一种技艺主

图7　联邦德国工业机器人应用领域分布情况

要是依靠经验解决生产实际问题。20世纪焊接逐渐形成科学,从冶金金属学、电工电子学等各学科的交叉融透中形成了自己独立的科学体系。但是,由于这种工艺过程非常复杂,单纯采用理论方法,

4.2　灵巧智能型焊接机械

现在焊接机器人大多为固定位置的手臂式机[4]

展望21世纪焊接科研——潘际銮

很难准确地、有把握地解决生产实际问题,因此,在研究焊接生产技术时,往往采用实验手段作为基本方法。其模式为“理论→实验→生产”。由于焊接实验困难,故需花去大量的人力和财力。现举一例:汽轮机转子的主轴由多节耐热钢圆盘焊接而成,一般先加工后焊接,为了保证焊接后主轴线上各节的同心度,曾经采用1∶1的见证件进行焊接实验,以求出其残余变形情况。经过大量实验得出结果,方能确定最后的生产工艺,其代价可想而知。与此相同,一个数十吨及至数百吨的铸锭或锻件,往往都需要通过1∶1的试生产,进行解剖分析,最后才能确定其工艺过程,保证最后产品的质量。随着计算机的出现,20世纪末期提出了计算机模拟的手段,为热加工,包括焊接技术的发展创造了有力的条件。

焊接技术数值模拟可包括以下方面:??焊接热过程;??焊缝金属凝固和焊接接头相变过程;??焊接应力和应变发展过程;??非均质焊接接头的力学行为;??焊接熔池液体流动及形状尺寸;??重大结构及其部件的应力分析等。利用这种方法可以期望21世纪将热加工的研究模式转变为“理论→计算机模拟→生产”,这将大大提高热加工的科学水平,节约大量实验人力、财力。

计算机模拟技术的发展,有赖于以下4个方面:??数学模型;??物理参数的确定;??验证计算结果的检测方法;??计算机能力。最近10～20年,计算机能力的发展最快,它为计算机模拟技术提供了强有力的手段。但是,??、??两项发展很慢,大家不十分重视,必须大力加强。为了发展这项技术,应该??建立工程数据库,如材料物理特性、金属宏观结构、金属相图,尤其是非衡相图和亚稳相、传热过程和传质过程的数据等,根据我国材料的实际情况进行实际的测试和总结;??开发研究温度场、应力场、应变场、残余应力等的测试装置和方法[2]。计算机模拟技术的发展模式见图9,在发展计算机模拟技术的同时,必须同时发展测试结果修正数字模型,结合物理参数的测定以达到模拟结果与实验符合一致。只有这样才能达到模拟技术在实际过程中应用的目的。单纯使用计算机研究计算方法是没有前途的。

4.4　发展无损探伤技术及可靠性评估的方法与理论

焊接产品乃至所有机械产品中,不可避免地存在若干缺陷,如何探明这些缺陷,确定在某种具体工作条件下(如材料,应力及介质等)所能允许的缺陷极限和裕度,

具有重要的实际意义和经济

图9　计算机模拟技术的发展模式

效益。近年来提出“可适用度”(fitnessforpurpose)概念,并进行了大量研究,但仍须进一步深化理论研究,并制定简化的评定方法,包括以下几个方面:??断裂失效准则的完善化;??各种临界断裂参量的测量方法的提高和完善;??利用随机理论研究工件可靠性;??焊接件断裂失效的微观机理研究;??安全可靠性评估的计算机软件及专家系统的开发研究。

4.5　焊接件使用寿命评估与延寿技术

焊接工件中存在的缺陷,在使用初期尚不致使工件发展破坏,但是在使用过程中,这些缺陷不断发展,以致使其达到临界数值,而造成破坏。这一过程称为失效过程,包括疲劳、应力腐蚀、腐蚀疲劳、蠕变等。因此须要研究这些失效的机制,建立模型,确定裂纹拓展精确过程,估计寿命,并寻找延长寿命的措施:??寿命评估的方法和理论;??焊接过程以及热加工过程对寿命的影响;??在服役过程中材质性能的变化及其对寿命的影响,如高温下材料组织结构自身不断变化;??延寿技术的研究,如喷丸、锤击焊趾重熔、内应力消除、表面处理等。

4.6　恶劣条件下的焊接技术

恶劣条件主要指高温、放射性、水下及空间技术。许多重要结构必须在预热条件下(100℃～150℃)进行焊接,目前还是靠工人拚体力完成,必须予以解决。核能工业、海洋工业以及空间技术在21世纪的发展,必然会要求在放射性、水下以及太空进行焊接或修补,一些技术先进国家已经在这些方面作了不少工作。为太空焊接(高真空条件下)开发新的焊接工艺;为放射性及深水条件下焊接研究远距离操纵的自动化焊接装备,为水下焊接建立深水焊接模拟中心,研究高气压的电弧及焊接质量。图10为德国多年前建立的水下焊接模拟装置。我国焊接工作者在21世纪必将面临这些挑战。

5　结论

(1)20世纪是钢铁工业迅猛发展的时代,也是焊接技术迅猛发展的时代。

(下转第35页)

智能结构系统——梦想、现实与未来——黄尚廉　陶宝祺　沈亚鹏

[7]　HousnerGW.StructuralControl:Past,Present

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[14]　ACX公司网上下载,产品介绍,http://www.

acx.com./

[15]　LandRover公司网上下载,产品介绍,http://

www.61k.com./

笔者注:因未直接引用,故文内无呼应注。

(编辑　华　恒)

作者简介:黄尚廉,男,1936年生。重庆大学(重庆市　400044)光电工程学院智能结构研究中心主任、教授、中国工程院院士。陶宝祺,男,1937年生。南京航空航天大学(南京市　210016)智能材料与结构研究所所长、教授、中国科学院院士。沈亚鹏,男,1936年生。西安交通大学(西安市　710049)机械结构强度与振动国家重点试验室前主任、教授。

(上接第25页

)

科学的重要措施。

(4)为适应21世纪钢铁工业和国民经济发展,应创造新一代钢种,并研究其可焊性、焊接材料及工艺。

(5)发展无损探伤技术,研究焊接结构可靠性及寿命的评估理论和方法,是进一步推动焊接结构应用的重要关键,也是21世纪发展焊接技术的重要科学内容。

(6)在恶劣条件下(放射性、太空、水下、高温等)的焊接技术,是21世纪的新课题。

参考文献:

图10　德国GKKS水下模拟装置“GUSI”

[1]　张寿荣.21世纪的钢铁工业.武汉钢铁公司科学技

术协会,1999:2～12

[2]　潘际銮.见:国家自然科学基金委员会.自然科学学

科发展战略调研报告,机械制造科学(热加工),北京:机械工业出版社,1995:26～46

[3]　莫叔迟,梁文阁.近几年世界及日本的钢铁生产概

况.中国钼业,1998,22(6):9～12

[4]　潘际銮.现代弧焊控制.北京:机械工业出版社,

2000:第10章、第15章.

(编辑　华　恒)

(2)21世纪钢铁工业将持续发展,焊接技术亦将持续发展,并且将遇到更迫切、更高的要求,面临更严重的挑战。

(3)在21世纪,焊接工作者应该着重解决焊接生产中目前仍然存在的两大关键问题:??劳动条件差;??依靠经验或实验进行开发和生产的方法。大力推动焊接机器人的应用,努力研究开发灵巧智能型焊接机械是解决劳动条件差,使工人脱离艰苦的重要方向。

深入发展计算机模拟技术,使焊接生产的模式由“理论→实验→生产”改变为“理论→计算机模拟→生产”,是焊接技术进一步升华为更完善的

作者简介:潘际銮,男,1927年生。南昌大学(南昌市　330049)校长、教授、博士研究生导师、中国科学院院士、清华大学教授。曾任德国汉诺威大学、亚琛工业大学、美国俄亥俄州立大学客座教授。研究方向为焊接及其工艺装备。曾获国家发明奖一等奖,中美专利10余项。出版专著7部。发表论文100余篇。

MAINTOPICS,　ABSTRACTS　&　KEYWORDS

ISSN1004-132X

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Code:4163M

CHINAMECHANICALENGINEERING

(TransactionsofCMES)

Vol.11,No.1-2,Feb.,2000Monthly(SerialNo.73-74)

MAINTOPICS,　ABSTRACTS　&　KEYWORDS

TenYearsinRetrospect,StepForwardtonewCentu-ry——RunningExperiencesandThinkingforChinaMe-chanicalEngineering　　PANXinhan(CMES,Beijing,

5China)　CAIYulin　p1-Abstract:HistoryandmissionofTransactionsof

CMES,ChinaMechanicalEngineering,isreviewed;thegreatprogressesoftheTransactionsestablishedin1990areemphasised;therunningrulesimplicatedin10yearpracticeareanalyzed;featureformationofthejournalandtheinteractionbetweenTransactionsdevelopmentanddisciplineevolutionaredescribedandfinally,thefuturedevelopmentoftheTransactionsisponderedcalmly.

Keywords:ChinaMechanicalEngineering　　TransactionsofCMES　　featureofjournal　　disci-plineevolution　　future

StrengthenTechnologicalInnovationandImplementTechnologicalLeapOver　　LIJian(MinistryofScience&Technology,Beijing,China)　p6-9

Abstract:Itisdescribedthattechnologicalleapoverisanimportantwayfordevelopingcountriestocatchupwiththedevelopedones.Inordertocarryouttechnologi-calleapoverinChina,theexistingfoundationandcondi-tionsareanalysedandseveralproblemstobesolvedhavebeenpointedoutaswell.

Keywords:innovation　　technologicalleapoverEngineeringofTechnologicalInnovation:ReviewandForecasting　　WANGJianzeng(StateEconomic&TradeCommission,Beijing,China)　p10-15

Abstract:ThispaperdealswiththeEngineeringofTechnologicalInnovationcarriedoutbytheStateEco-nomicandTradeCommission(SETC).AreviewoftheEngineeringisprovided,includingguideline,goalandachievements.Then,themaintasksinthecomingyearsaregiven.

Keywords:technologicalinnovation　　enterpriseupgrade

ReformingandDevelopinginChineseHigherEngineer-ingEducation　　ZHONGBinglin(DepartmentofHigherEducation,MinistryofEducation,Beijing,China)　p15-17

Abstract:Theachievementsinthefieldofhighereducationreformareintroducedespecially,thereforminganddevelopingofhigherengineeringeducationinChineseuniversitiesandcollegesareemphasised.

Keywords:educationreform　　highereducation　　higherengineeringeducation

ConceptionofFrontierandTopPriorityFieldsforMe-chanicalEngineering&Science　　LEIYuanzhong(Divi-sionofmechanicalEngineeringscienceNationalNatural

ScienceFoundationofChina,Beijing,China)　LIMin　WANGXue　p18-20

Abstract:Itispointedoutthatadvancedmechanicalengineeringandsciencefrontierpossessesobviousfea-tures,ononehand,mechanicalengineeringandscienceisintersectedwithinformatics,materialscience,lifescienceandmanagementscience,ontheotherhand,itispro-gressinganddevelopingthroughsolvingcreativelykeyscientificproblemsofmechanicalengineering.Thefuturedevelopmentandthescientificfrontierofmechanicalen-gineeringandsciencearedescribed,theconceptionoftoppriorityfieldsduringthecomingfiveyearsisproposedaswell.

Keywords:mechanicalengineeringandscience　　scientificfrontier　　nationalfundationofscience　　toppriorityfield

ProspectsforWeldingResearchin21-stCentury　　

PANJiluan(PresidentofNanchangUniversity,Nan-chang,China)　p21-25,35

Abstract:Inthispaperthedevelopmentofweldingtechnologyin20thcenturyisfirstlyreviewed,thenthetrendofweldingscienceandtechnologyinthefutureisdiscussed,thechallengeofeconomicconstructionofChi-natoweldingtechnologyisanalyzed,finallyfrontierareasofweldingresearch,particularly,inthefieldofweldingautomationareproposed.

Keywords:welding　　scientificresearch　　prospects

ProductPerformanceFeaturesandModernDesign　　XieYoubai(Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an,China)　p26-32

Abstract:Inprinciple,moderndesignisstartedfrommarketneeds,i.e.drivenbymarketneeds.TraditionalCADsystemsarecontrolledbygeometricfeatureswhileCAEsystemsareonewayprocessrunningfromknowngeometry.Bothofthemdoesnotmatchthepracticalneedsdrivingdesignprocess.Continuousdevelopmentinsuchadirectionwillnotbesogoodtotheorganizationofcollaborativedesignandtotheuseofdistributedre-sourcesfromtheviewpointofknowledgeacquisition,whichisthemostimportantandmosthardtask,vespe-cially,inmoderndesign.Thecontentsofmarketneedsareinvestigatedintoandtheelementsofcompetitivepowerarecomparedanddiscussed.Fromthebasicandlongperiodeffectpointsofview,amongalloftheele-ments,theperformance,e.g.thefunctionandthequali-ty,arethemostimportantones.Theyaretheprincipleaspectsofmarketneeds.Inordertorealizethedesignprocessdrivenbythefunctionandquality,includingtheorganizationofcollaborationandtheuseofdistributedresourcesofknowledgeacquisition,studyingintoafunc-

三 : 展望21世纪

　　听，21世纪的钟声鸣响在我们这个星球的寥廓上空。人类文明的发展，又进入了一个新世纪，开启了一个新千年。

　　上一千年，人类历史发生了沧桑巨变。人类文明从古代文明发展到了现代文明。人类社会经过封建社会进入了资本主义社会，并且在一些国家诞生了崭新的社会主义制度。人类的经济活动进到了工业经济时代，人类创造了以往数千年无法比拟的巨大物质与精神财富。人类对世界的认识和改造，突破了一个又一个必然王国而不断地向着自由王国飞跃。

　　面对新的世纪之交和千年之交，未来的世界应该是一个什么样的世界，让我们一同展望。21世纪，美好蓝图都将实现，21世纪的中国是怎样的辉煌啊！我驾着时空飞船，来到21世纪的百年里畅游……

　　不知不觉，我已到了2008年，北京的夜晚真美啊！到处是彩旗，到处是标语，今天是喜庆的日子吗？“预祝二十九届北京奥运会圆满成功”奥运会？北京？天啊！我终于想起来了，中国不是审办2008年的奥运会吗？成功了呀！我飞快地来到北京首都体育场，好盛大的场面呀！我简直不敢相信自己的眼睛。北京体委运用高科技技术，把十万只气球拼成了“为奥运加油”等字样，飘在体育场上空，好不壮观；会场的灯光全部采用新研制的镭射灯，虽然是在夜晚，但会场仍亮如白昼……盛大的开幕式开始了。作为奥运会东道主的中国队走在最前面，一进场，全场都沸腾了。看着他们个个志气饱满的样子，这次的奥运会肯定胜利在握。中国的体育事业可以发扬光大了……中国审办奥运会的成功，是中国步入21世纪后的辉煌成绩，同时也向世人表明，中国的发展势不可挡。

 

四 : 展望21世纪

　　听，21世纪的钟声鸣响在我们这个星球的寥廓上空。人类文明的发展，又进入了一个新世纪，开启了一个新千年。上一千年，人类历史发生了沧桑巨变。人类文明从古代文明发展到了现代文明。人类社会经过封建社会进入了资本主义社会，并且在一些国家诞生了崭新的社会主义制度。人类的经济活动进到了工业经济时代，人类创造了以往数千年无法比拟的巨大物质与精神财富。人类对世界的认识和改造，突破了一个又一个必然王国而不断地向着自由王国飞跃。面对新的世纪之交和千年之交，未来的世界应该是一个什么样的世界，让我们一同展望。21世纪，美好蓝图都将实现，21世纪的中国是怎样的辉煌啊！我驾着时空飞船，来到21世纪的百年里畅游……不知不觉，我已到了2008年，北京的夜晚真美啊！到处是彩旗，到处是标语，今天是喜庆的日子吗？“预祝二十九届北京奥运会圆满成功”奥运会？北京？天啊！我终于想起来了，中国不是审办2008年的奥运会吗？成功了呀！我飞快地来到北京首都体育场，好盛大的场面呀！我简直不敢相信自己的眼睛。北京体委运用高科技技术，把十万只气球拼成了“为奥运加油”等字样，飘在体育场上空，好不壮观会场的灯光全部采用新研制的镭射灯，虽然是在夜晚，但会场仍亮如白昼……盛大的开幕式开始了。作为奥运会东道主的中国队走在最前面，一进场，全场都沸腾了。看着他们个个志气饱满的样子，这次的奥运会肯定胜利在握。中国的体育事业可以发扬光大了……中国审办奥运会的成功，是中国步入21世纪后的辉煌成绩，同时也向世人表明，中国的发展势不可挡。飞船在向前飞行着，告别了北京奥运会，告别了2008年，我的飞船在台湾着陆了。台湾是个美丽的岛屿。它已回到祖国怀抱在尽情享受着母爱，多么幸福，多么快乐！这是亿万中国儿女日夜盼望的大团圆啊。这是多么辉煌的业绩！我只感到心底有一股热流在向上涌……我仍在时空隧道中行进着，突然觉得眼前亮了许多，鼻子吸进的空气有一种说不出的新鲜感。噢！原来21世纪开始，中国便开始启动了蓝天工程，全面彻底的根治了全国的大气污染，碧空万里，空气清新而且各地市级城市还建成了自动控制气象系统，何时需要晴天，何时需要下雨，只要一按钮就解决了。所以再也不必担心每天的天气了，这也是中国步入21世纪后取得的伟大成就呀！除此之外，21世纪还将完成“南水北调”、“北气东输”等巨大工程，让我们共同等待……回首过去，我们感慨万千，展望未来，我们信心满怀。中国的未来不是梦，中国的发展、进步是历史的必然，中国向前迈的脚步永不停歇。我们的未来将以无与伦比的辉煌展现在世人面前，让我们共同努力去迎接这灿烂的时刻吧！

五 : 展望21世纪

　　听，21世纪的钟声鸣响在我们这个星球的寥廓上空。人类文明的发展，又进入了一个新世纪，开启了一个新千年。

　　上一千年，人类历史发生了沧桑巨变。人类文明从古代文明发展到了现代文明。人类社会经过封建社会进入了资本主义社会，并且在一些国家诞生了崭新的社会主义制度。人类的经济活动进到了工业经济时代，人类创造了以往数千年无法比拟的巨大物质与精神财富。人类对世界的认识和改造，突破了一个又一个必然王国而不断地向着自由王国飞跃。

　　面对新的世纪之交和千年之交，未来的世界应该是一个什么样的世界，让我们一同展望。21世纪，美好蓝图都将实现，21世纪的中国是怎样的辉煌啊！我驾着时空飞船，来到21世纪的百年里畅游……

　　不知不觉，我已到了2008年，北京的夜晚真美啊！到处是彩旗，到处是标语，今天是喜庆的日子吗？“预祝二十九届北京奥运会圆满成功”奥运会？北京？天啊！我终于想起来了，中国不是审办2008年的奥运会吗？成功了呀！我飞快地来到北京首都体育场，好盛大的场面呀！我简直不敢相信自己的眼睛。北京体委运用高科技技术，把十万只气球拼成了“为奥运加油”等字样，飘在体育场上空，好不壮观；会场的灯光全部采用新研制的镭射灯，虽然是在夜晚，但会场仍亮如白昼……盛大的开幕式开始了。作为奥运会东道主的中国队走在最前面，一进场，全场都沸腾了。看着他们个个志气饱满的样子，这次的奥运会肯定胜利在握。中国的体育事业可以发扬光大了……中国审办奥运会的成功，是中国步入21世纪后的辉煌成绩，同时也向世人表明，中国的发展势不可挡。

　　飞船在向前飞行着，告别了北京奥运会，告别了2008年，我的飞船在台湾着陆了。台湾是个美丽的岛屿。它已回到祖国怀抱在尽情享受着母爱，多么幸福，多么快乐！这是亿万中国儿女日夜盼望的大团圆啊。这是多么辉煌的业绩！我只感到心底有一股热流在向上涌……

　　我仍在时空隧道中行进着，突然觉得眼前亮了许多，鼻子吸进的空气有一种说不出的新鲜感。噢！原来21世纪开始，中国便开始启动了蓝天工程，全面彻底的根治了全国的大气污染，碧空万里，空气清新而且各地市级城市还建成了自动控制气象系统，何时需要晴天，何时需要下雨，只要一按钮就解决了。所以再也不必担心每天的天气了，这也是中国步入21世纪后取得的伟大成就呀！除此之外，21世纪还将完成“南水北调”、“北气东输”等巨大工程，让我们共同等待……

　　回首过去，我们感慨万千，展望未来，我们信心满怀。中国的未来不是梦，中国的发展、进步是历史的必然，中国向前迈的脚步永不停歇。我们的未来将以无与伦比的辉煌展现在世人面前，让我们共同努力去迎接这灿烂的时刻吧！

 

本文标题：展望21世纪-展望21世纪
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