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機械原理的研究對象范文1
1機械創新設計的思維原則
思維的過程被稱作是“思路”，在機械設計思維的過程中往往會有兩個思維原則：（1）最短路徑原則———設計者得到產品的功能要求后，往往會首先檢索出最佳設計實例，這樣一來便可以迅速接近目標，再運用價值工程方法，找出價值較低的極少數組件作為研究對象，再分析所得對象存在的矛盾，嘗試用最小變動以解決矛盾，如果矛盾還是沒有得到解決，那就將其擬作更大變動或擴大研究對象范圍，最終得到最優結果。這樣消耗最少能量的途徑便體現了最短路徑的原則；（2）相似性聯想———根據湯川秀樹的定同理論，聯想能力就是找出事物彼此相似性的創造力，相似性就是事物間的內在聯系。
2機械設計中設計人員應該樹立創新的理念
要想突破傳統的模式，在設計上有所創新，對機械人員首先就要要求其具有大膽的創新理念并會將其運用到時間中去。創新就是突破傳統的思維模式，運用現代超前的理念進行問題的思考。對于一個設計者而言，缺少創新意味著他在工作上無法得到肯定。優秀的機械設計者要時刻謹記創新理念，要用創新的思維對問題進行深入的思考，再結合自己的專業知識將自己的設想轉化成現實。
3機械的優化中應該具備的創新方式
（1）智力思維法———這是一種發揮集體智慧的方法，它通常是通過抓住瞬間的靈感或潛意識的新想法或通過相關專家人士針對某一目標進行討論，通過相互啟發、激勵，在越來越多的思路中，在越來越好的方案中取長補短，最終引起創新設計的連鎖反應，為機械設計提供更好的創新成果。
（2）仿生類比法———這是通過仿生學對自然系統生物分析和類比的啟發創造新方法。自然界的動植物以其精妙絕倫的結構和性能為人類孕育出來新事物和新方法提供了學校的樣板。機械設計者通過對自然界的生物技能分析類比，再對比相似之處得到創新，設計新機械。
（3）列舉創新法———這是指依據一定規則，列舉研究對象的各種性質，通過對這些性質的逐項分析，尋求改變來又發創新設想的方法。它適合于現有事物的改進及應用型的開發，一般經過的過程如下：列舉特征———改變特征———改變事物。
（4）移植技術法———這是指將一個技術領域內的先進原理、方法或成果移植到另一個領域中，或把一種產品內的先進技術應用到另一個產品中，從而設計出新產品。在進行移植技術法的過程中要首先解決移植什么，為什么要移植，要想有效應用移植法就必須注意以下幾個必要條件：1）用傳統方法難以找到理想的設計方案或階梯設想，或者利用相關專業領域的技術和知識根本無法找到出路；2）其他技術領域存在解決相似或相近問題的方式方法；3）對移植結果能否保證系統整體的新穎性、先進性和實用性沒有定性判斷。技術移植法可以分為技術原理式移植、技術手段式移植和技術功能式移植。技術移植法是對科學技術的發展，對促進發明創造具有重要意義，貝弗里奇說過：“使用移植法有可能促進科學發展，這也許是為什么科研人員要對自己狹窄的研究范圍之外的發展，至少是重大的發展有所了解的原因。
（5）反求設計———這是指設計人員以先進的設備軟件為研究對象，應用專業知識對其進行系統的研究和深入的分析，掌握關鍵技術，在消化、吸收的基礎上，仿型或開發出同類型創新產品的設計。反求設計中一要在剖析原產品或技術中的“求”，二要在“再設計”中的“改”或“創”下功夫。通過反求，進行工程設計，這樣它的起點比較高，更容易得到創新的產品。
機械原理的研究對象范文2
1、研究目標和對象
森林生態采運的研究目標是尋求森林資源高效利用與森林生態系統可持續發展的和諧一致，達到經濟效益、生態效益和社會效益的集成最大化，達到長短期效益的協調統一。生態采運的研究對象為森林作業系統，涉及系統的規劃設計、工藝技術、機械設備、人機料管理等。森林生態采運針對森林的個體林木和整體生態環境進行具體工程作業。其對象是可再生的生物體和生物群落，其作業處于森林環境的特定條件下并嚴格受其限制。如打破這一限制將會造成生態失衡而破壞森林的可持續發展。因此，生態采運研究對象復雜、獨特性強、影響因素多，工程作業內容廣、類型多，涉及森林環境工程、土木工程、交通運輸工程、機械運用工程、管理工程等。
2、研究內容體系
生態采運的研究內容包括采運工程與森林生態系統的相互作用機理、采運系統的評價分析與優化、生態型采運技術與設備、生態型采運規劃與管理。在生態采運技術上，研究采運作業對土壤結構、養分、水分的影響機理；研究采運作業中的技術、經濟與環境三者之間的關系；研究環境友好型采運作業技術，包括作業機械、作業方式、采伐更新方式等；研究生態采運技術的指標體系。在采運作業人類工效技術上，研究人機相互作用機理，尤其是機械操作對人的心臟、肌肉、大腦的影響機理；研究森林作業職業病機理，包括振動病、耳聾、生理心理病、神經病等；研究對人友好型機械，包括手持型機械和乘坐型機械，提高舒適性、安全性和作業效率；研究安全作業技術。在采運規劃設計技術上，研究采運作業數字化、信息化技術；研究采運作業GIS技術、CAD技術；研究采運作業模擬和優化技術等。
3、研究方法體系
生態采運的研究方法體系涵蓋工程學和生態學方法，包括試驗方法和模型方法，涉及影響因子研究、評價指標和模型、生態經濟學及其方法、工業生態學及其方法等。生態經濟學是一門生態與經濟相互滲透的邊緣科學，它通過定量分析的方法來研究生態與經濟的最佳結合，達到生態效果與經濟效果的統一。具體涉及生態環境與經濟的相互關系、生態環境價值評估、生態環境管理的經濟手段、生態環境保護與可持續發展等。生態采運系統是一種特殊、復雜的生態經濟子系統，具有工業系統與自然生態系統相互交叉、影響的特性，可以采用工業生態學的基本原理和研究方法，構建新型的生態采運研究方法體系。包括生態采運模式的原則和方法學，生態采運系統的物質、能量、信息流動分析方法，生態采運系統的全生命周期評價方法，生態采運作業的清潔化生產方法，生態采運工業園模式和方法等。
4、標準體系將逐漸建立
生態采運的標準體系，以規范采運工程的實施、監控、評價和管理，規范采運作業安全體系和裝備系統的配備。包括采運作業設計規范和指南、作業規程和指南、試驗方法、評價指標和評價模型等。標準體系可分為 4大部分：生態采運管理標準包括采運工程質量管理體系、采運工程環境管理體系、采運工程質量環境兼容管理體系標準等；生態采運技術標準包括采伐、運輸、跡地更新、撫育采伐、林內路橋等工程建設標準及其生態環境保護標準；生態采運裝備系統標準包括撫育、采伐、運輸、更新等工程裝備系統標準；生態采運工程勞動與安全標準包括林區道路標志、作業安全要求等。
機械原理的研究對象范文3
Abstract： According to the features of machinery manufacturing equipment design course， the paper elaborates on the reform methods on the base of the machinery manufacturing equipment design course teaching status， aiming to improve the quality of machinery manufacturing equipment design course teaching and provide some references for further reform.
關鍵詞： 機械制造裝備設計；教學改革；研討
Key words： machinery manufacturing equipment design；teaching reform；seminar
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）33-0264-02
0 引言
隨著我國機床行業大力發展大型、精密、高效數控裝備及功能部件等重大技術設備，改變大型、高精度數控機床大部分依賴進口的局面，增強自主創新能力，培養掌握機械制造裝備核心技術的專業人才是當前我國制造行業的當務之急[1]。
機械制造裝備設計是機械設計制造及其自動化專業的一門重要的、涉及面寬、實踐性很強的專業主干課程，也是本專業課程教學中的重點和難點。為滿足企業對人才需求的日益提高，使學生能充分地利用自己所學到的知識獨立地、創造性地進行設計，我們在課程教學中不斷改革創新。下面結合本人在教學中的實際情況，談談機械制造裝備設計課程教學的特點及其對該課程教學改革中的一些認識思路。
1 機械制造裝備設計課程的產生及教學特點
20世紀70年代以后，由于微電子技術、控制技術、傳感器技術與機電一體化技術的迅速發展，特別是計算機的廣泛應用，不僅給機械制造領域帶來了許多新技術、新工藝、新觀念，而且使機械制造技術產生了質的飛躍，走上一個新臺階，這就要求高等教育事業跟上形勢的發展，進行一次重大的改革。隨著教學改革的深入，專家學者提出將原機制專業的機械方面的專業課進行課程的綜合化與內容的優化，將金屬切削機床概論與設計、金屬切削原理與刀具設計、機械制造工藝學、金屬切削機床夾具設計原四門專業課程進行整合，并對課程體系與內容進行摸索，不斷總結完善。經過重組優化后，建立了新體系而成為兩門課程——機械制造技術基礎、機械制造裝備設計[2]。機械制造裝備設計成為了機械設計制造及其自動化專業一門理論和實踐性緊密結合的專業課程。
從教師授課來看，這門課程包含的知識多、應用性強，如何將課程專業知識的應用融入到教學中，既取決于任課教師自身的理論水平和現場實際工程經驗的多少，同時也與教師的教學方法息息相關。此外，機械制造裝備設計課程與社會發展、科學技術的迅速發展密不可分，課程教學內容更新很快，需要及時跟上科學技術發展的步伐，這也對教師的教學提出了較高的要求。同時，如前所述，本門課程是之前老四門課程綜合優化后的一部分，教學任務重，教學學時相對較短。因此，教師在相對較短的時間內，講授較多的內容，上課學時相當緊張。
從學生學習來看，由于該課程的內容多、課程實踐性強，而學生實踐經驗少，因此學生們一接觸本課程總是不大習慣、不適應。另外，專業教材中的內容大多是一些基本的理論、裝備的結構與工作原理等，使得學生的思維容易處于被動狀態。因此，學生總認為本課程內容的系統性差，科學邏輯性不強等等，嚴重地影響了學生的學習積極性。
因此，本門課程無論是從教師教，還是從學生學來講都是較難的，需要不斷地在教學中摸索經驗、不斷地進行改革和創新。
2 課程教學中的改革思路
2.1 教學中應大力加強理論與實踐的相結合 機械制造裝備設計是一門重要的專業課程，主要內容是闡述機械制造中有關裝備的作用、工作原理、設計方法等。課程設置的目的是使學生在機械制造裝備方面獲得最基本的專業知識和技能，為設計和改造機械制造領域中的裝備及設備而服務。機械制造裝備設計課程的研究對象基本分為4個部分：①機床的總體設計，傳動系統設計和主要零、部件設計等。②常用機構設計，其主要研究對象為裝備中常用機構的設計和使用，其中還包括工業機械手等。③工夾具設計，其主要研究對象為刀具及機床夾具。④工件輸送裝備，其主要研究對象為機械制造車間中運輸機械的特性、工作原理、應用范圍等以及生產流水線等。
學生在大四上學期學習本門課程，之前他們已經進行了機床操作實習和生產實習等實踐類課程，這雖然為學生提供了一些寶貴的實踐經驗，但是作為機械制造裝備設計課程內容所涉及到的機床、機構、工夾具等的設計而言卻是不夠的。同學們掌握如何操作機床，卻對機床內部結構仍缺乏足夠的認識。在對課程各部分的教學中，雖然可以利用多媒體顯示各種機床或機構等的圖片進行授課，但是同學們的切身感受仍不強烈。因此，在課程的理論教學中，可使部分課堂教學內容在具有實踐條件的場所開展，力求教學、實驗、實訓、實踐、考核一體化。如果將課堂從教室轉移到學校實訓中心，面對機床或機構、夾具實物等進行授課，學生在接受理論知識的同時會對機床內部結構、操縱機構、制動機構、傳動機構等有了生動感性的認識，可以起到優良的教學效果。因此，我們在平時的教學中可以有針對性的彌補學生在這方面感性認識的不足。在實習工廠中，打開機床主軸箱蓋，讓學生了解機床主運動系統及其有關傳動結構，觀察主軸箱內各傳動布置及軸上傳動件布局、安裝、定位和結構形式，對機構進行操縱，裝卸夾具等，在實踐中掌握理論知識，以理論知識指導實踐。因此，在機械制造裝備設計課程教學中，教師應對教學內容進行分級和篩選，將適宜的理論教學內容轉變成實踐化表達的教學形式。這要求教師對課程進行細致分析，對每一部分教學內容進行合理安排規劃，使理論教學與現場教學有機的結合起來，相互協調、相互補充。使學生既能夠學習到機械裝備設計中嚴謹的理論基礎，又能夠親手操作、親身觀察不同裝備的結構和工作狀況，大大加強了理論聯系實踐的能力。
2.2 教學中應充分注重培養學生分析問題解決問題的能力 機械制造裝備設計課程其顯著特點是緊密結合生產實際、涉及知識面廣、綜合性高、特別強調知識的靈活掌握。而在多年的學習生活中，大學生們大都養成了書本學習和死記硬背的習慣，卷面上的考試并不能完全體現出學生對課程的真正掌握情況。對機械專業的學生來說，尤其要求教師在教學別要注重培養學生的分析問題和解決問題的能力，引導學生善于對具體問題作出具體的分析。
從培養學生分析問題解決問題的能力出發，在教學中，教師對整門課程的教學順序可采用與機械裝備設計步驟相一致的原則。以機床部分的學習為例，可使學生體會到學習課程就是在完成一臺機床的設計；學習的過程就是設計過程中困難的解決過程，讓學生變身為設計師，角色的變換使同學有了不同的思維方式，令學生帶著問題學習、帶著興趣學習。在教學過程中，教師可就教學中的關鍵點、難點問題詳細講解，而對于容易解決的問題可只對學生起引導作用。當學生在設計中遇到這樣或那樣的問題時，不是直接告訴學生答案，也不是讓學生繞過問題，而是鼓勵學生通過學習教材相關內容積極思考后，老師和學生共同討論來解決，讓學生體會到自主學習解決問題的能力，充分調動同學的積極性，鍛煉同學們的思考能力。
例如，在講授機床傳動系統設計時，在授課中可有目的的講授機床傳動系統的主要設計步驟、特點和功用，鼓勵學生從收集到的設計資料中認真分析總結，可以多設計幾個不同的方案，從不同的角度多思考、多比較，并可采用課堂專題討論法讓同學們展開討論，分析不同傳動方案的優缺點，討論其設計的合理性對機床性能等關鍵指標的直接影響。在討論時，老師不能放棄主導作用，但又應作為普通一員來參與，設法讓學生自己來主持討論。當學生提出觀點時，設法引導向正確方向發展，既對同學們容易忽視的設計細節加強提醒，又同時盡可能培養學生的學習主動性與創造性。最后由學生自己確定合理的傳動方案和結構形式，以加深鞏固同學們對本部分內容的掌握。
另外，在針對學生們實際設計水平有高有低的問題時，教師在設計指導中應該有所區別。針對設計中出現的多種可能的方案和結構，要做到開拓思路、活躍思想，使學生在設計中達到較寬、較深的要求。針對設計中準備的一些設計資料與設計圖冊，則要求學生應根據設計內容消化理解，做到多看、多想、多思考，切忌死搬硬套，應做到消化理解后的合理選用。
2.3 教學中應充分利用優質網絡資源 早在2007年教育部就明確提出，要加強課程優質網絡資源建設，并把信息技術作為提高教學質量的重要手段，廣泛采用信息技術，改變高校人才培養模式，不斷推進教學資源的共建共享，逐步實現教學及管理的網絡化和數字化[3]。
目前，在我校網站我們完成了機械制造裝備設計課程網站的建立。主要內容包括課程的教學大綱、電子教案、課程設計指導書、學習指導、練習指導、課程樣卷及其相關學習網站推薦等，我們還在不斷地對其進行完善與擴充。改革開放后，我國機械制造裝備業獲得迅速發展，目前我國已能生產出多種精密、自動化、高效率的機床及自動生產線，并達到一定的技術水平。而在學校的教學過程中，即使最新的教材也不能完全展現出我國乃至國際裝備水平的發展狀況，教師和學生都需要與時俱進。任課教師一方面應關注教材，選擇最新的權威教材；另一方面應將教材中來不及反映的最新發展動態補充到教學內容中來，使學生能夠掌握最新的專業知識。
運用網絡平臺，一方面給予學生更大的自，激發學生的學習興趣；另一方面教師可引導學生緊跟時代步伐，使學生能夠充分了解自己所學專業的發展狀況，加強學生的學習動力。這對培養學生的創新意識，開闊學生的視野，緊密聯系企業發展等都具有重要的意義。
3 結語
總之，機械制造業提供的裝備水平對國民經濟各部門的技術進步有著很大的和直接的影響，時代的發展對機械裝備行業人才的培養提出了新的要求。這就要求教師進一步轉變教學理念，切實加強教學中的理論聯系實際，從學生的成長和社會的需求出發，推進學生在學習中分析問題、解決問題能力的培養，并應充分利用網絡資源，與時俱進，全面提高學生的創新設計能力及綜合工程素質，使學生得到更多的鍛煉和培養，努力使其成為我國機械裝備行業的優秀人才。
參考文獻：
[1]王衛兵，魏敏.“機械制造裝備設計”課程教學方法改革與實踐[J].中國科教創新導刊，2012，13：205.
機械原理的研究對象范文4
關鍵詞：機械振動;噪聲控制;微分方程
1. 課程描述
《機械振動與噪聲控制》課程適用的專業為機械類與近機類，選修學生屬于大學本科三年級下學期的范圍。本課程側重機械振動與噪聲控制原理，其內容密切聯系實際工程，是一門專業基礎選修課程。該課程以機械設計、機械原理為理論基礎，研究機械工程中廣義系統的振動問題;同時它又是一種方法論。
2. 課程目標
本課程的目的在于使學生能以動態而不是靜態的觀點去看待一個機械工程系統;從整體而不是孤立的視角，從整個系統中的信息之傳遞、轉換和反饋等角度來分析系統的動態行為;能結合機械工程，應用經典振動理論中的基本概念和基本方法來分析、研究和解決其中的問題。要重點研究2個方面：①對機、電、液系統中存在的問題能夠以振動力學的觀點和思維方法進行科學分析，以找出問題的內質和有效的解決方法;②如何控制一個機、電、液系統，使之按預定的規律運動，以達到預期的技術經濟指標，為實現最佳振動奠定基礎。
3. 課程內容及安排
授課28學時，實驗4學時。
第O章 緒論
本章教學目標：全面掌握機械振動的基本概念和研究對象，了解本課程的研究任務、學習目的和意義。
本章教學基本要求：了解機械振動的基本含義和研究對象，學習本課程的目的和任務;掌握廣義系統運動微分方程的含義。了解系統、廣義系統的概念，了解系統的基本特性。掌握自由度的含義，學會分析動態系統內振動的過程，掌握系統或過程中存在的耦合。了解力學系統的幾種分類方法;掌握振動力學的工作原理、組成;領會激勵、響應的意義。了解振動系統中基本名詞和基本變量。了解線性系統、非線性系統、確定性振動、隨機振動的概念。了解模態的基本組成。
第1章 單自由度線性系統的自由振動
本章教學目標：學會單自由度線性系統的振動微分方程的建立方法、簡化方法與分析方法。
本章教學基本要求：了解振動微分方程的基本概念。能夠運用動力學、電學及專業知識，列寫機械系統、電子網絡的振動微分方程。掌握阻尼的概念、特點，學會求等效阻尼。能夠用拉普拉斯變換求系統的頻率響應函數。掌握頻率響應函數的基本形式及相關參數的物理意義。了解無阻尼固有頻率、有阻尼固有頻率的意義。能夠根據系統的振動微分方程，求出系統振動的通解。掌握無阻尼系統、具有黏性阻尼系統的響應求法。掌握相平面方法，了解相平面、相軌跡與奇點的概念。
第2章 單自由度線性系統的受迫振動
本章教學目標：學會通過系統的受迫振動方程來分析系統的時間特性。
本章教學基本要求：了解系統受迫振動的組成。初步掌握系統的特征根的實部與虛部對系統自由響應項的影響情況。了解受迫振動系統時間響應分析中常見的典型輸入信號及其特點。掌握簡諧激勵的定義和基本參數，能夠求解單自由度線性系統的單位脈沖響應。掌握受迫振動系統過渡階段的基本形狀及意義。掌握共振現象。掌握幅頻響應曲線、相頻響應曲線的基本形狀，以及振蕩情況與系統阻尼比之間的對應關系。掌握半功率帶寬的定義及其與系統特征參數之間的關系。了解如何通過半功率帶寬的方法，解答系統的阻尼比。掌握共振頻率的定義，掌握品質因數與系統阻尼比的關系，掌握頻率比的含義。能夠求解任意激振力作用下的響應，掌握卷積法，機械阻抗方法。
第3章 多自由度線性系統的振動
本章教學目標：學會通過系統運動方程的矩陣形式來分析系統的特性。
本章教學基本要求：掌握剛度影響系數的定義，掌握廣義特征值問題、固有模態與模態正交性。掌握模態質量、模態剛度、模態矩陣、主坐標的求法。掌握復指數算法的基本數學原理，會嚴格證明。熟悉動柔度矩陣或復頻響應矩陣。掌握比例黏性阻尼和實模態理論，瑞利阻尼的定義和具體表達式，瑞利阻尼中兩個比例系數的確定。了解自由振動的模態疊加方法。會用模態疊加方法和直接求解方法確定系統的自由振動。了解減振器的概念。
第4章 連續線彈性系統的振動
本章教學目標：學會連續線彈性系統振動的求解方法。
本章教學基本要求：了解連續參數系統的定義。掌握直桿的縱向自由振動方程。學會固支桿、自由桿、一端固定一端自由桿的模態圖。掌握模態函數的正交性。理解歐拉-伯努利直梁的彎曲振動動力學平衡方程。掌握均勻懸臂梁、均勻簡支梁、均勻自由梁的模態圖。理解矩形薄板自由振動，薄板的簡單邊界條件，前4階模態的繪制。
第5章 線性振動的近似分析方法
本章教學目標：學會瑞利近似分析方法。
本章教學基本要求：了解近似分析方法的由來。掌握瑞利商。熟練掌握用瑞利法計算均勻簡支梁的基頻。（作者單位：三峽大學機械與動力學院）
基金項目：三峽大學2013年高等教育科學研究項目（1322）
參考文獻：
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機械原理的研究對象范文5
關鍵詞：主流心理學；科學主義；自然科學取向
分類號：B84-06
1 引 言
心理學中存在科學主義和人文主義兩種對立的流派。代表前者的構造主義、行為主義和現代認知心理學接受“原子論、還原論、客觀論、決定論、量化方法五個原則”(高峰強，2001)，，以較大的影響力，在心理學中占據了主導地位。主流心理學借鑒自然科學――包括物理學、化學、數學、生理學、醫學和計算機科學等，以機械自然觀為基本世界觀，以實證主義為基礎方法論，吸收了經驗主義、客觀主義、操作主義、價值中立等自然科學原則，并引進自然科學的研究方法、技術、設備和成果，建立了類似自然科學的方法論體系，來指導自身的研究。這種自然科學取向，盡管促進了主流心理學的獨立和發展，但也存在著明顯的弊端，造成了“心理學研究課題、研究方法和社會責任的迷失”(Bakan，1996)。
那么，為什么主流心理學選擇走自然科學之路呢?近20年來，盡管不少學者對這一取向的不合理性進行了批判，但是對于它產生的原因，尚未做深入分析。作者從歷史、社會、經濟、時代精神、學科建制的背景下，考察了主流心理學選擇自然科學取向的原因，其中包括：歷史上自然科學對主流心理學的影響、自然科學具備成熟的方法論和有利的時代精神、自然科學的實踐性優勢、社會需求對自然科學取向心理學的促進、主流心理學研究者的心理因素，以及心理學研究對象的復雜性。作者提出，隨著心理學科的成熟、社會的發展和科學觀的演變，人文社會取向的心理學研究將會受到更多的重視。
2 自然科學對主流心理學的歷史影響
2.1 自然科學幫助心理學獨立
人類心理一方面作為哲學思辨的主體和過程，另一方面又作為哲學研究的重要對象，這種主客體的雙重角色，使得心理學同哲學相互交織，難以分離，無法跨出哲學思辨式的研究方法，始終無法獨立。近代自然科學首先提出了獨立的心理學研究的要求，并貢獻出方法論、儀器和測量手段，幫助心理學擺脫了附庸哲學的地位，實現了獨立。
19世紀初期，天文學家被反應時間差異所困擾。貝塞爾總結了“人差方程式”，提出了反應時間這一研究課題。18世紀末到19世紀初，神經生理學、感覺生理學、腦機能研究涉及到了心理學領域。以醫學家布洛卡、維爾尼克和物理學家赫爾姆霍茨為代表的研究者們，研究了大腦機能、神經沖動和知覺等，創造了臨床法、切除法和電刺激法，促進了生理心理學的產生。19世紀30-60年代，生理學家韋伯研究了物理刺激與心理感覺之間的關系；物理學家費希納利用物理學和數學方法，創造了均差法、正誤法和最小可覺察法，創立了心理物理學。1879年馮特借鑒自然科學，建立了第一個心理學實驗室，心理學研究終于具備了客觀性、實證性、經驗性和可操作性，成為一門獨立的科學。
2.2 自然科學推動主流心理學發展
主流心理學在發展過程中，吸收了大量自然科學的原理和成果。艾賓浩斯以實驗方法控制記憶條件、觀察記憶結果，首次研究了高級的心理過程，推動了實驗心理學的發展。鐵欽納吸收經驗主義和聯想主義，秉承原子論，對注意、聯想、情緒和情感進行了研究，創立了構造主義心理學。行為主義采取實證主義、機械唯物主義、經驗主義和還原論，吸收了條件反射學說和生物進化論，以刺激一反應模型對行為進行了嚴格的實證性研究。新行為主義接受邏輯實證主義、操作主義和物理主義，采用數學和邏輯語言來描述人類行為。認知心理學吸納了信息論、控制論、系統論、數理邏輯、計算機科學，把人的思維看作物理符號系統來進行研究。盡管它反對行為主義對意識研究的忽略，但仍然繼承了經驗主義和實證主義原則。當今的主流心理學出現了生物神經學化的趨勢。它吸收了認知神經科學、生物遺傳學、習性學的研究成果，從生物決定論的視角，以基因、神經和激素等生物層面上來解釋心理現象。
如此看出，在心理學獨立和發展的過程中，自然科學起到了重要的推動作用。而人文社會科學的創立和發展，相對于自然科學來說比較晚。加之這些學科本身就不夠成熟，其對于心理學的影響也較為次要。
3 自然科學成熟的方法論和思想基礎
3.1 原則和方法論優勢
自然科學方法論建立在決定論、機械自然觀和客觀性原則上，追求普適性真理，采用實驗研究方法。與人文社會科學相比較，自然科學具有原則和方法論的優勢。
1)決定論：決定論假設存在著普遍的因果規律。這就意味著，一旦認識到事物發展變化的規律，人們就有能力對事件進行預測和控制。因此，決定論是科學研究和社會控制的前提。與決定論概念相對的是自由意志，它較多出現在人文社會研究當中。自由意志排斥因果關系，然而沒有因果關系，學科的實用性就大打折扣。
2)機械自然觀：機械自然觀把宇宙比做精密的機器。這種世界圖景具有簡明性、精確性、規律性、可預測性和可控性，有利于研究工作的開展和研究成果的應用。人文觀點承認心理的主觀能動性、復雜性和易變性，這就造成了研究的困難。
3)客觀性原則：自然科學家堅持客觀主義，盡可能地排除研究者主觀態度、信念和偏見對科學研究的影響，以期發現客觀真理。客觀性原則還樹立了一元的真理標準，有利于研究者之間的交流和對成果的評判。
4)普適性：自然科學追求普適性的真理。自然科學家運用歸納和演繹的思維方式，來探索個別現象和普遍真理的聯系，這種方法有利于理論的產生、檢驗和推廣應用。
5)實驗方法：在實驗方法中，自然科學家通過控制變量來確定相關或因果關系，產生的結果具有必然性和較高的可信度。而人文社會科學的結論具有較大的或然性，可信度較低。
以上原則和方法的應用使自然科學具備了客觀性、普適性、準確性、一致性、可觀察性、可重復性和可操作性，形成了一個頗具吸引力的方法論體系。
3.2 有利的時代精神
科學的發展是特定的社會階段和時代背景的產物。因此。“對心理學發展史的理解必須考慮這一學科進化的背景，考慮學科中的流行觀念和那個時代的文化，以及時代精神或時代的思想氛圍”(Schultz&Schultz，2007)。近幾個世紀的多數哲學思潮、時代精神都是有利于自然科學的。
唯科學主義極大地提高了科學的地位。自文藝復興、科學革命開始，天文、數學、物理、生理、醫學等自然科學獲得了空前的成功，“科學取
代宗教成為最為突出的理智的權威，成為文明世界的世界觀的定義者、審判者和護衛者”(Richard，2007)。唯科學主義隨之誕生，它認為自然科學能夠解決一切問題，而其他知識都是不可靠的。在唯科學主義盛行的情況下，主流心理學作為新興的、具有爭議的學科，采取自然科學的定位是明智的選擇。
從物理屬性來闡釋人性的機械主義人性觀也隨著科學革命而盛行。另一方面，由于工業生產方式，“現代社會的一個特征是機械化，工業化和技術化代表了機器變成社會中心這一過程”(Griffin.1998)。在機械主義人性觀和機械化社會的影響下，主流心理學走自然科學的道路，是符合社會思潮和需求的。
19世紀開始流行的實證主義崇尚理性，強調經驗，提出科學研究必須采用假設、演繹、驗證和數學方法，以揭示事物運動的規律。這些思想是與現代科學精神相一致的。通過這些主張，實證主義提高了自然科學的權威，為其發展提供了有利的思想氛圍。
經驗主義是自然科學的基本原則。它主張人類知識起源于感覺經驗，而自然科學正是通過經驗性研究來實現的。與之相對的理性主義否認經驗的可靠性，也就貶低了科學的價值。在兩種哲學思想的交鋒中，經驗主義自13世紀開始占據上風，直至今天仍然處于主導地位。
現代工業文明由理性文化主導，這與自然科學的理性前提是一致的?，F代經濟、政治、社會管理等基本活動都體現了理性精神，這一精神滲透到人們的思想意識當中，創造了有利于自然科學的文化氛圍。
除了剛提到的唯科學主義、機械主義人性觀、實證主義、經驗主義和理性文化之外，西方思想中的唯物主義、聯想主義、客觀主義、身心交感論、物理主義、操作主義，以及達爾文主義等哲學思潮，都推動了自然科學的發展，也吸引了主流心理學向自然科學靠攏。相比較之下，人文取向的思潮，如解釋學、現象學、存在主義哲學，則影響力較小。
4 自然科學的實踐性優勢
與人文社會科學相比，自然科學具有較多的實踐性優勢。這些優勢即吸引了主流心理學，也成功地推動了主流心理學的發展。
4.1 研究對象的性質
從研究對象的性質來看，自然科學的研究對象是客觀物質世界，具有客觀性、機械性、普便性、同質性和易操作的特點。在不同的時間和地點，不同的自然科學家能夠找到同質的研究對象，進行重復驗證。因此，自然科學易于積累、比較和評判研究成果。相比之下，人文社會科學的研究對象存在較大的主觀性、發展性、異質性、歷史性、文化性、倫理性和不穩定性，操作性也較差。人文社會學者很難找到同質的研究對象：很多人文社會現象隨著歷史推移而變化或消失；倫理性原則束縛了對研究對象的控制：社會現象、文化和人類個體較難作化研究。
從研究對象與外界聯系來看，自然科學的研究對象是相對孤立的，較容易確定因果聯系。而人文社會科學研究對象則處于宏大的社會文化背景、交互錯雜的關系當中，較難尋找到規律。因此，主流心理學偏重研究具有自然科學品性的心理現象。
4.2 研究方法
實驗方法是自然科學研究的重要手段。實驗方法有固定的程序，通過控制變量來確定不同變量之間的關系，容易得出較明確的結論。因此它也贏得了主流心理學的青睞。在《四十項改變心理學的研究》一書里，40項心理學研究中，有28項采用了實驗方法，其他研究方法――觀察法、調查法、臨床法、總結性研究和思辨方法全部加起來，才占了12項研究(Hock，2004)。
自然科學應用數學方法進行定量、統計和分析，以求客觀性、精確性和可操作性。主流心理學追隨了自然科學的數學化趨勢，以對其重要思想進行嚴密的闡述(Thurstone，1986)。數學方法的引用為心理學帶來“簡潔精確的形式化語言，數量分析和計算方法，推理工具和邏輯證明工具”(陳宏，2006)。相比之下，人文取向的研究則較少采用數學量化方法。而采用定性方法時，其定性的標準又多為主觀，難以確定。結果就造社會科學比自然科學更難出成果，卻更容易產生理論分歧。
另外，技術、設備的應用幫助自然科學家更好地觀察、測量和控制研究對象。主流心理學采用了大量類似的技術和設備：從記憶鼓、棒框儀、閃光融合器到迷津、斯金納箱、測謊儀，再到磁共振成像技術、正電子發射斷層掃描技術、事件相關電位研究技術等；近年來還出現了計算機化的研究趨勢。這些技術、設備的應用使自然科學成果產出穩定，相比之下人文社會科學較難應用技術、設施來輔助研究，故顯步履艱難。
4.3 研究成果的物質轉化
自然科學與物質進步直接相聯系，多數研究成果可以迅速投入到工業生產、生活消費當中，社會貢獻是外顯的。在實際運作當中，自然科學研究往往和農業、生產制造業、商業等聯系在一起，以研究成果換取資金支持。人文社會科學的成果則更多是非物質和隱性的，不直接貢獻于物質資料，較難投入商業運作，只能應用到政府、管理、學術界、藝術等有限領域，獲得的資金、政策支持也比較少。
4.4 社會認可度
自然科學研究具備客觀性和精確性，為社會作出顯而易見的物質貢獻，因此比人文社會科學受到更多的社會重視。從社會心態來看，由于自然科學距離生活常識較遠，大眾缺乏專業知識對自然科學進行批判。而人文社會科學貼近現實生活，大眾經常憑生活經驗對其進行批判，因此，它在大眾心目中的權威性不如自然科學。
5 社會需求對自然科學取向的促進
科學的發展受社會需求的推動?！翱茖W已經有意識地并直接地指向具體的領域，而且這些具體領域的選擇已經越來越不由科學家決定了……科學研究工作越來越多……受科學以外的機關或團體――工業和政府部門所組織起來的研究機關或團體所控制”(Mason，2005)。心理學的獨立和發展歷經了第二次工業革命、世界大戰、信息化、經濟發展和社會制度建設。這種社會經濟狀況對心理學的需求，更多表現在物質建設的層面。工業、商業、教育、醫療、軍事、科學等領域的需求，有力地促進了行為主義、認知心理學和心理測量等自然科學取向心理學的發展。
獨立的心理學研究的必要性，是由天文學、物理學和生理學等自然科學提出來的。主流心理學回應自然科學的需要，強調人的機械性和生物性，先天地與自然科學聯系到了一起。為了解決狗的腺體分泌遭遇干擾的問題，生理學家巴甫洛夫轉向了對條件反射的研究。行為主義建立在條件反射原理上，與生理學產生了必然的聯系。
1903年法國政府對智障兒童的關注，1905-1913年歐洲向美國的大規模移民，1917年美國加入一戰時大量征兵，都需要檢驗人們的心理素質和能力(Gregory,2006)，有力地推動了心理測量運動。現代社會的多個領域――教育、醫學、企業、行政、學術研究等，都大量應用測量技術對人的心理進行評估。
美國工業革命完成后，大量涌入美國的移民需要接受訓練，以適應新的生活和生產方式；不同地區、群體之間的思想分歧需要被調和，以鞏固統一的國家觀念；工業的迅速發展要求培訓工人，以提高工作效率。這使得強調行為塑造、社會控制的行為主義被廣泛應用，占據心理學統治地位長達幾十年。
二戰后，戰爭的推動、計算機與航天科技的發展，都要求對人類認知進行研究。隨著西方國家從工業社會邁入后工業社會，或信息社會，知識產業、信息產業發展壯大，推動了現代認知心理學的發展(車文博，2007)。
縱觀歷史，心理學獨立之時，正是工業化、社會化生產蓬勃發展及社會制度完善的時期。工業社會更多強調的是經濟發展、制度建設的目標，而非人文的、精神的關懷。在以機器生產為基礎的工業文明中，“心理學服務于這些機器的設計，使得機器最大程度地符合人的能力和特征，同時確保人最有效地使用這些機器”(Denis，2007)。國際競爭造成了近代科學發展的一般傾向：“工業不大發達的國家總是在大力開展工業方面的科學研究，而工業比較發達的國家則把大部分撥款用在軍事科學研究方面”(Mason，2005)。自然科學取向心理學迎合了工業和后工業社會的需要。
但是，后現代主義思潮已經開始挑戰工業文明和理性主義，強調社會、文化環境當中的人的生存狀態，為人文取向的心理學開拓了空間。從歷史發展的進程來看，隨著人類社會的進步，物質生活的富足，人們將更加重視自身文化性、精神性的存在。人文取向的心理學也會隨之發展。
6 研究者的心理因素
6.1 研究者的學術偏好
庫恩指出，科學中的一些決定并不是出于邏輯思考。而是基于個人的喜好、價值、政治信念和科學共同體中的共識(Kashdan&Steger,2004)。Karl Lashley和Gregory Kimble分別提出，心理學家的學術取向更多是出于性情和世界觀，而不是理性思考(Hergenhagnn，2004)。Lashley把心理學家劃分為柔性思想和剛性思想兩種，以此解釋了他們選擇不同學術取向的原因：“這些純粹是由性情決定的。是基于性情而不是理性的選擇”(Lashley,1923)。Kimble選取APA成員和大學生進行調查，得出結論：不同分會的APA成員、不同學術水平的人士分別傾向于不同的學科取向(Kimble，1984)。
主流心理學的自然科學取向在相當程度上受到了學術隊伍組成的影響。在心理學早期的學術隊伍中，大批著名的心理學家，比如馮特、鐵欽納、詹姆士、高爾頓、卡特爾、麥獨孤和伍德沃斯等，都是從醫學、生理學或物理學轉向心理研究的。在心理學研究中，他們把大量的自然科學方法和成果帶入了主流心理學。在后來的發展中，主流心理學也大量吸收了生理學、醫學、計算機、數學等領域的人員。即使在今天。很多大學都鼓勵有醫學、數學或計算機基礎的學生報考心理學。接受自然科學世界觀和方法論的研究人員，在數量上遠遠超過了人文社會取向的研究者，這種狀況在相當程度上促成了主流心理學向自然科學方向的偏倚。
6.2 研究者的顧慮
在科學主義的影響下，將心理學建設成為一門自然科學，成為了無數研究者的夢想。但是，由于研究對象的特殊性，使得心理學誕生艱難，科學地位不鞏固，以至于研究者對心理學的合法性缺乏自信心。由于心理現象的主觀性和內隱性，早在17世紀，伽利略就指出心理學不能成為一門科學。由于心理現象在過去不能被實證研究，實證主義的創始人孔德拒絕把心理學列入科學的名單。由于不能采用量化研究，康德也認為心理學無法成為科學。心理學是否屬于科學的問題，至今仍在爭辯當中；近20年還出現了關于心理學合法性的危機論。
根據流行的英美科學體系，只有自然科學才是嚴格意義上的科學，社會學科只能勉強算是科學，而人文研究則只是“學科”，不是科學。因此，為了確立心理學的科學地位，多數心理學家選擇了自然科學而不是人文社會科學的取向。很多心理學家對自己的研究方法心存顧慮，于是盡力遵循自然科學方法論：“以方法中心為根基的正統觀念鼓勵科學家保持‘安全、明智、穩妥一(馬斯洛，1987)。
哲學式的思辨成了主流心理學研究的大忌。Teo指出，“在20世紀，對哲學式思辨的指責成了對心理學家的死刑宣判”；在建立自己理論的時候，馮特、華生、斯金納和喬姆斯基紛紛批評前人對哲學思辨方法的依賴(Teo，2008)。為了避免哲學化之嫌，華生否認把意識作為研究對象，而是將心理現象還原為肌肉活動和腺體分泌的物理、化學現象。在斯金納的激進學說中，理論研究甚至被完全拋棄(Hergenhagnn，2004)。主流心理學家服從自然科學的權威，忽視了心理學研究對象的特點，造成了自然科學化的取向。
7 心理學研究對象的特點
7.1 早期的自然科學取向
心理學的研究對象有著復雜的屬性：物質性、生物性、社會性和精神性并存。這四個范疇之間有依存性和時間性的遞進關系：在依存性上，序列中前者是后者的基礎，后者由前者演進而來。在時間上，存在無機物、有機生命、社會、意識先后發生的時間關系。由于這四種屬性中占據前位的相對客觀、機械、靜止和外顯，所以研究起來比較容易。這就決定了學科自下而上的發展規律。學術研究從基礎性的對象開始，這樣不僅有利于進行根源性的探索發現，也有利于知識在由低到高的層次上積累和發展。另外，這種研究順序也符合人類社會由低級向高級的發展規律，從而順應了社會需求。
由于人類機械性與主觀能動性、生物遺傳與社會文化影響、物質性與精神性并存，心理研究面臨很大困難。剛誕生不久的心理學不具備完善的方法論對如此復雜的研究對象展開全面研究，只能從低級的心理現象入手。所以，機械性和生物性的心理現象受到了主流心理學的青睞。
7.2 未來的整合趨勢
主流心理學選擇自然科學取向盡管是明智之舉，但是也為此付出了代價：“理論和方法通過忽視不能被數量化的現象來獲得流行”fLalvor,2003)。心理學研究應該遵循這樣的規律：從機械性到能動性，生物性到社會性、精神性，靜止到動態，外顯到內隱，由片面研究到整體研究，決定范疇到自由王國，功利追求到審美追求，從服務經濟到以人為本，從關注人的生存需要到發展需要。當心理學逐步成熟時，人文社會取向的心理學將獲得較大的發展，與自然科學取向心理學進行整合。Henriques指出，心理學面臨的困難是整合關于人的不同層面的知識的困難，并且提出了一個與上述觀點相似的樹形知識結構(由四個維度：物質、生命、思維和文化組成)，來整合知識系統，從而解決心理學分裂的問題(Henriques.2008)。
洪曉楠從科學哲學角度闡述了科學與人文進行整合的必要性：
“科學只是揭示了人的生活世界的一個維度或幾個維度，……人對世界的把握并不僅僅限于科學認知，意義的追問和探求總是多向度的，這就需人文的探索和揭示來完成。只有科學與人文的互補整合，才能完整地表達人的存在的全面性和人的本質的豐富性”(洪曉楠，2008)。主流心理學將人機械化和生物化，忽略了人的社會、文化和精神維度，是不足以窮盡心理現象的豐富內涵的。一個更為宏觀、整合的范式才可以對人的心理現象進行全方位的探索。
8 結語――個宏觀的范式
由于以上原因，主流心理學在發展初期走自然科學化的道路，有其必要的學科建設意義。但是“近年來，我們已經觀察到逐漸上升的對科學心理學方法論，以及其相應的理論思考的不滿”(Toomela.2007)。采用自然科學方法論的心理學研究已經被批評為“解答問題的方法論與所提出的問題之間的不匹配”(Toomela，2007)。心理學中有很多問題并非經驗性問題，而是關于意義、理解、道德、文化等宏觀的問題，并不僅僅限于因果關系的描述上(Stam，2006)，自然科學模式不能完全滿足心理學研究的需求。另一方面，科學方法論是由哲學規定的，并且在提出假設、建構理論和解讀數據的時候，哲學思辨是不可或缺的。因此，哲學思辨不應該成為心理學的禁忌。
機械原理的研究對象范文6
【關鍵詞】壽命預測；門式起重機；疲勞
Fatigue（疲勞）一詞最早出現在早拉丁文中（Fatig？re），通常是指人的身體和精神上的勞累。作為工程術語，疲勞用來反應在循環變載荷作用下材料的損傷和破壞。在上世紀60年代，國際標準化組織（ISO）發表的報告《金屬疲勞試驗的一般原理》中對疲勞的定義是：“金屬材料在應力或應變的反復作用下所發生的性能變化叫做疲勞”[1-2]。疲勞的另一個定義是：材料在循環應力或循環應變作用下，由于某點或某些點產生了局部的永久結構變化從而在一定的循環次數以后形成裂紋或發生斷裂的過程稱為疲勞[36]。
根據研究對象、載荷條件、環境和介質情況，疲勞有很多種分類方法。
1）按研究對象可分為材料疲勞和結構疲勞；
2）按失效周次可分為高周疲勞和低周疲勞；
3）按載荷條件分隨機疲勞、沖擊疲勞、接觸疲勞、微動摩損疲勞和聲疲勞；
4）按溫度環境分為高溫疲勞、低溫疲勞、熱疲勞和腐蝕疲勞。
1 估算方法分析
名義應力法是最早的抗疲勞設計計算方法，它以零件或材料的 曲線為基礎，結合疲勞累積損傷理論，對照試件或結構疲勞危險部位的應力集中系數和名義應力，校核疲勞強度或計算疲勞壽命。
MSC.Fatigue的疲勞分析過程[3-4]可以用圖2的五步曲來表示[38]：
圖 1 MSC.Fatigue疲勞分析五步曲
Fig.1 Five Steps of MSC Fatigue Analysis
2 載荷信息分析
圖 2 修正后的Q345鋼的P-S-N曲線
Fig. 2 Corrected P-S-N curve of Q345 steel
門式起重機械的主梁在工作中所經歷的最大應力遠低于材料的屈服極限，其變形均為線彈性變形，處于低應力高頻疲勞狀態，起重機金屬結構疲勞屬于高周疲勞。因此，在運用MSC.Fatigue進行主梁的疲勞壽命分析時，運用名義應力法，即假設起重機主梁結構中不存在裂紋缺陷，并結合Miner法則進行全壽命分析。
為了起重機的安全，取置信度為99.9%時的疲勞極限值205.31MPa，得到修正后的Q345材料P-S-N曲線如圖2所示。
考慮到實際操作過程中，根據廠方提供的數據，該起重機滿載起重量為300t，每天起吊100000t的貨物，每周停止工作半天檢修，每天的循環次數為1000/3，以一天24小時為單位，把主梁承受的隨機載荷編制成符合實際情況的載荷譜圖。
3 疲勞壽命估算
運用MSC.Fatigue疲勞分析軟件對造船門式起重機主梁鋼結構分別在表1中各個工況載荷下進行疲勞壽命分析計算，得到各個工況下的疲勞壽命云圖如圖3到圖 6所示。
從計算結果可以得出：
1）該類型造船門式起重機主梁結構的最小壽命計算值為1.72×106小時，折合成年數為15.2年；
2）該類型造船門式起重機主梁跨中以及端部上蓋板和側板焊接處的疲勞壽命相對比較短，應作為檢修的重點巡檢部位；
3）若對這類型退役的造船門式起重機進行再制造時，要特別注意其易發生疲勞損傷的危險部位，使用無損檢測技術探測其內部肉眼不可見的潛在的疲勞裂。
表 1 工況介紹
Tab.1 Working conditions
圖 3 工況一壽命云圖
Fig. 3 Life contours of Conditions one
圖 4 工況二壽命云圖
Fig. 4 Life contours of Conditions two
圖 5 工況三壽命云圖
Fig. 5 Life contours of Conditions three
圖 6 工況四壽命云圖
Fig. 6 Life contours of Conditions four
【參考文獻】
[1]孫躍眾，何小娥，張鳳.起重機械主要零部件檢查及報廢標準[J].建設機械技術與管理，2009（9）：152-154.
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