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机械原理的研究对象范文1
1机械创新设计的思维原则
思维的过程被称作是“思路”，在机械设计思维的过程中往往会有两个思维原则：（1）最短路径原则———设计者得到产品的功能要求后，往往会首先检索出最佳设计实例，这样一来便可以迅速接近目标，再运用价值工程方法，找出价值较低的极少数组件作为研究对象，再分析所得对象存在的矛盾，尝试用最小变动以解决矛盾，如果矛盾还是没有得到解决，那就将其拟作更大变动或扩大研究对象范围，最终得到最优结果。这样消耗最少能量的途径便体现了最短路径的原则；（2）相似性联想———根据汤川秀树的定同理论，联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力，相似性就是事物间的内在联系。
2机械设计中设计人员应该树立创新的理念
要想突破传统的模式，在设计上有所创新，对机械人员首先就要要求其具有大胆的创新理念并会将其运用到时间中去。创新就是突破传统的思维模式，运用现代超前的理念进行问题的思考。对于一个设计者而言，缺少创新意味着他在工作上无法得到肯定。优秀的机械设计者要时刻谨记创新理念，要用创新的思维对问题进行深入的思考，再结合自己的专业知识将自己的设想转化成现实。
3机械的优化中应该具备的创新方式
（1）智力思维法———这是一种发挥集体智慧的方法，它通常是通过抓住瞬间的灵感或潜意识的新想法或通过相关专家人士针对某一目标进行讨论，通过相互启发、激励，在越来越多的思路中，在越来越好的方案中取长补短，最终引起创新设计的连锁反应，为机械设计提供更好的创新成果。
（2）仿生类比法———这是通过仿生学对自然系统生物分析和类比的启发创造新方法。自然界的动植物以其精妙绝伦的结构和性能为人类孕育出来新事物和新方法提供了学校的样板。机械设计者通过对自然界的生物技能分析类比，再对比相似之处得到创新，设计新机械。
（3）列举创新法———这是指依据一定规则，列举研究对象的各种性质，通过对这些性质的逐项分析，寻求改变来又发创新设想的方法。它适合于现有事物的改进及应用型的开发，一般经过的过程如下：列举特征———改变特征———改变事物。
（4）移植技术法———这是指将一个技术领域内的先进原理、方法或成果移植到另一个领域中，或把一种产品内的先进技术应用到另一个产品中，从而设计出新产品。在进行移植技术法的过程中要首先解决移植什么，为什么要移植，要想有效应用移植法就必须注意以下几个必要条件：1）用传统方法难以找到理想的设计方案或阶梯设想，或者利用相关专业领域的技术和知识根本无法找到出路；2）其他技术领域存在解决相似或相近问题的方式方法；3）对移植结果能否保证系统整体的新颖性、先进性和实用性没有定性判断。技术移植法可以分为技术原理式移植、技术手段式移植和技术功能式移植。技术移植法是对科学技术的发展，对促进发明创造具有重要意义，贝弗里奇说过：“使用移植法有可能促进科学发展，这也许是为什么科研人员要对自己狭窄的研究范围之外的发展，至少是重大的发展有所了解的原因。
（5）反求设计———这是指设计人员以先进的设备软件为研究对象，应用专业知识对其进行系统的研究和深入的分析，掌握关键技术，在消化、吸收的基础上，仿型或开发出同类型创新产品的设计。反求设计中一要在剖析原产品或技术中的“求”，二要在“再设计”中的“改”或“创”下功夫。通过反求，进行工程设计，这样它的起点比较高，更容易得到创新的产品。
机械原理的研究对象范文2
1、研究目标和对象
森林生态采运的研究目标是寻求森林资源高效利用与森林生态系统可持续发展的和谐一致，达到经济效益、生态效益和社会效益的集成最大化，达到长短期效益的协调统一。生态采运的研究对象为森林作业系统，涉及系统的规划设计、工艺技术、机械设备、人机料管理等。森林生态采运针对森林的个体林木和整体生态环境进行具体工程作业。其对象是可再生的生物体和生物群落，其作业处于森林环境的特定条件下并严格受其限制。如打破这一限制将会造成生态失衡而破坏森林的可持续发展。因此，生态采运研究对象复杂、独特性强、影响因素多，工程作业内容广、类型多，涉及森林环境工程、土木工程、交通运输工程、机械运用工程、管理工程等。
2、研究内容体系
生态采运的研究内容包括采运工程与森林生态系统的相互作用机理、采运系统的评价分析与优化、生态型采运技术与设备、生态型采运规划与管理。在生态采运技术上，研究采运作业对土壤结构、养分、水分的影响机理；研究采运作业中的技术、经济与环境三者之间的关系；研究环境友好型采运作业技术，包括作业机械、作业方式、采伐更新方式等；研究生态采运技术的指标体系。在采运作业人类工效技术上，研究人机相互作用机理，尤其是机械操作对人的心脏、肌肉、大脑的影响机理；研究森林作业职业病机理，包括振动病、耳聋、生理心理病、神经病等；研究对人友好型机械，包括手持型机械和乘坐型机械，提高舒适性、安全性和作业效率；研究安全作业技术。在采运规划设计技术上，研究采运作业数字化、信息化技术；研究采运作业GIS技术、CAD技术；研究采运作业模拟和优化技术等。
3、研究方法体系
生态采运的研究方法体系涵盖工程学和生态学方法，包括试验方法和模型方法，涉及影响因子研究、评价指标和模型、生态经济学及其方法、工业生态学及其方法等。生态经济学是一门生态与经济相互渗透的边缘科学，它通过定量分析的方法来研究生态与经济的最佳结合，达到生态效果与经济效果的统一。具体涉及生态环境与经济的相互关系、生态环境价值评估、生态环境管理的经济手段、生态环境保护与可持续发展等。生态采运系统是一种特殊、复杂的生态经济子系统，具有工业系统与自然生态系统相互交叉、影响的特性，可以采用工业生态学的基本原理和研究方法，构建新型的生态采运研究方法体系。包括生态采运模式的原则和方法学，生态采运系统的物质、能量、信息流动分析方法，生态采运系统的全生命周期评价方法，生态采运作业的清洁化生产方法，生态采运工业园模式和方法等。
4、标准体系将逐渐建立
生态采运的标准体系，以规范采运工程的实施、监控、评价和管理，规范采运作业安全体系和装备系统的配备。包括采运作业设计规范和指南、作业规程和指南、试验方法、评价指标和评价模型等。标准体系可分为 4大部分：生态采运管理标准包括采运工程质量管理体系、采运工程环境管理体系、采运工程质量环境兼容管理体系标准等；生态采运技术标准包括采伐、运输、迹地更新、抚育采伐、林内路桥等工程建设标准及其生态环境保护标准；生态采运装备系统标准包括抚育、采伐、运输、更新等工程装备系统标准；生态采运工程劳动与安全标准包括林区道路标志、作业安全要求等。
机械原理的研究对象范文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.
关键词： 机械制造装备设计；教学改革；研讨
Key words： machinery manufacturing equipment design；teaching reform；seminar
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）33-0264-02
0 引言
随着我国机床行业大力发展大型、精密、高效数控装备及功能部件等重大技术设备，改变大型、高精度数控机床大部分依赖进口的局面，增强自主创新能力，培养掌握机械制造装备核心技术的专业人才是当前我国制造行业的当务之急[1]。
机械制造装备设计是机械设计制造及其自动化专业的一门重要的、涉及面宽、实践性很强的专业主干课程，也是本专业课程教学中的重点和难点。为满足企业对人才需求的日益提高，使学生能充分地利用自己所学到的知识独立地、创造性地进行设计，我们在课程教学中不断改革创新。下面结合本人在教学中的实际情况，谈谈机械制造装备设计课程教学的特点及其对该课程教学改革中的一些认识思路。
1 机械制造装备设计课程的产生及教学特点
20世纪70年代以后，由于微电子技术、控制技术、传感器技术与机电一体化技术的迅速发展，特别是计算机的广泛应用，不仅给机械制造领域带来了许多新技术、新工艺、新观念，而且使机械制造技术产生了质的飞跃，走上一个新台阶，这就要求高等教育事业跟上形势的发展，进行一次重大的改革。随着教学改革的深入，专家学者提出将原机制专业的机械方面的专业课进行课程的综合化与内容的优化，将金属切削机床概论与设计、金属切削原理与刀具设计、机械制造工艺学、金属切削机床夹具设计原四门专业课程进行整合，并对课程体系与内容进行摸索，不断总结完善。经过重组优化后，建立了新体系而成为两门课程——机械制造技术基础、机械制造装备设计[2]。机械制造装备设计成为了机械设计制造及其自动化专业一门理论和实践性紧密结合的专业课程。
从教师授课来看，这门课程包含的知识多、应用性强，如何将课程专业知识的应用融入到教学中，既取决于任课教师自身的理论水平和现场实际工程经验的多少，同时也与教师的教学方法息息相关。此外，机械制造装备设计课程与社会发展、科学技术的迅速发展密不可分，课程教学内容更新很快，需要及时跟上科学技术发展的步伐，这也对教师的教学提出了较高的要求。同时，如前所述，本门课程是之前老四门课程综合优化后的一部分，教学任务重，教学学时相对较短。因此，教师在相对较短的时间内，讲授较多的内容，上课学时相当紧张。
从学生学习来看，由于该课程的内容多、课程实践性强，而学生实践经验少，因此学生们一接触本课程总是不大习惯、不适应。另外，专业教材中的内容大多是一些基本的理论、装备的结构与工作原理等，使得学生的思维容易处于被动状态。因此，学生总认为本课程内容的系统性差，科学逻辑性不强等等，严重地影响了学生的学习积极性。
因此，本门课程无论是从教师教，还是从学生学来讲都是较难的，需要不断地在教学中摸索经验、不断地进行改革和创新。
2 课程教学中的改革思路
2.1 教学中应大力加强理论与实践的相结合 机械制造装备设计是一门重要的专业课程，主要内容是阐述机械制造中有关装备的作用、工作原理、设计方法等。课程设置的目的是使学生在机械制造装备方面获得最基本的专业知识和技能，为设计和改造机械制造领域中的装备及设备而服务。机械制造装备设计课程的研究对象基本分为4个部分：①机床的总体设计，传动系统设计和主要零、部件设计等。②常用机构设计，其主要研究对象为装备中常用机构的设计和使用，其中还包括工业机械手等。③工夹具设计，其主要研究对象为刀具及机床夹具。④工件输送装备，其主要研究对象为机械制造车间中运输机械的特性、工作原理、应用范围等以及生产流水线等。
学生在大四上学期学习本门课程，之前他们已经进行了机床操作实习和生产实习等实践类课程，这虽然为学生提供了一些宝贵的实践经验，但是作为机械制造装备设计课程内容所涉及到的机床、机构、工夹具等的设计而言却是不够的。同学们掌握如何操作机床，却对机床内部结构仍缺乏足够的认识。在对课程各部分的教学中，虽然可以利用多媒体显示各种机床或机构等的图片进行授课，但是同学们的切身感受仍不强烈。因此，在课程的理论教学中，可使部分课堂教学内容在具有实践条件的场所开展，力求教学、实验、实训、实践、考核一体化。如果将课堂从教室转移到学校实训中心，面对机床或机构、夹具实物等进行授课，学生在接受理论知识的同时会对机床内部结构、操纵机构、制动机构、传动机构等有了生动感性的认识，可以起到优良的教学效果。因此，我们在平时的教学中可以有针对性的弥补学生在这方面感性认识的不足。在实习工厂中，打开机床主轴箱盖，让学生了解机床主运动系统及其有关传动结构，观察主轴箱内各传动布置及轴上传动件布局、安装、定位和结构形式，对机构进行操纵，装卸夹具等，在实践中掌握理论知识，以理论知识指导实践。因此，在机械制造装备设计课程教学中，教师应对教学内容进行分级和筛选，将适宜的理论教学内容转变成实践化表达的教学形式。这要求教师对课程进行细致分析，对每一部分教学内容进行合理安排规划，使理论教学与现场教学有机的结合起来，相互协调、相互补充。使学生既能够学习到机械装备设计中严谨的理论基础，又能够亲手操作、亲身观察不同装备的结构和工作状况，大大加强了理论联系实践的能力。
2.2 教学中应充分注重培养学生分析问题解决问题的能力 机械制造装备设计课程其显著特点是紧密结合生产实际、涉及知识面广、综合性高、特别强调知识的灵活掌握。而在多年的学习生活中，大学生们大都养成了书本学习和死记硬背的习惯，卷面上的考试并不能完全体现出学生对课程的真正掌握情况。对机械专业的学生来说，尤其要求教师在教学别要注重培养学生的分析问题和解决问题的能力，引导学生善于对具体问题作出具体的分析。
从培养学生分析问题解决问题的能力出发，在教学中，教师对整门课程的教学顺序可采用与机械装备设计步骤相一致的原则。以机床部分的学习为例，可使学生体会到学习课程就是在完成一台机床的设计；学习的过程就是设计过程中困难的解决过程，让学生变身为设计师，角色的变换使同学有了不同的思维方式，令学生带着问题学习、带着兴趣学习。在教学过程中，教师可就教学中的关键点、难点问题详细讲解，而对于容易解决的问题可只对学生起引导作用。当学生在设计中遇到这样或那样的问题时，不是直接告诉学生答案，也不是让学生绕过问题，而是鼓励学生通过学习教材相关内容积极思考后，老师和学生共同讨论来解决，让学生体会到自主学习解决问题的能力，充分调动同学的积极性，锻炼同学们的思考能力。
例如，在讲授机床传动系统设计时，在授课中可有目的的讲授机床传动系统的主要设计步骤、特点和功用，鼓励学生从收集到的设计资料中认真分析总结，可以多设计几个不同的方案，从不同的角度多思考、多比较，并可采用课堂专题讨论法让同学们展开讨论，分析不同传动方案的优缺点，讨论其设计的合理性对机床性能等关键指标的直接影响。在讨论时，老师不能放弃主导作用，但又应作为普通一员来参与，设法让学生自己来主持讨论。当学生提出观点时，设法引导向正确方向发展，既对同学们容易忽视的设计细节加强提醒，又同时尽可能培养学生的学习主动性与创造性。最后由学生自己确定合理的传动方案和结构形式，以加深巩固同学们对本部分内容的掌握。
另外，在针对学生们实际设计水平有高有低的问题时，教师在设计指导中应该有所区别。针对设计中出现的多种可能的方案和结构，要做到开拓思路、活跃思想，使学生在设计中达到较宽、较深的要求。针对设计中准备的一些设计资料与设计图册，则要求学生应根据设计内容消化理解，做到多看、多想、多思考，切忌死搬硬套，应做到消化理解后的合理选用。
2.3 教学中应充分利用优质网络资源 早在2007年教育部就明确提出，要加强课程优质网络资源建设，并把信息技术作为提高教学质量的重要手段，广泛采用信息技术，改变高校人才培养模式，不断推进教学资源的共建共享，逐步实现教学及管理的网络化和数字化[3]。
目前，在我校网站我们完成了机械制造装备设计课程网站的建立。主要内容包括课程的教学大纲、电子教案、课程设计指导书、学习指导、练习指导、课程样卷及其相关学习网站推荐等，我们还在不断地对其进行完善与扩充。改革开放后，我国机械制造装备业获得迅速发展，目前我国已能生产出多种精密、自动化、高效率的机床及自动生产线，并达到一定的技术水平。而在学校的教学过程中，即使最新的教材也不能完全展现出我国乃至国际装备水平的发展状况，教师和学生都需要与时俱进。任课教师一方面应关注教材，选择最新的权威教材；另一方面应将教材中来不及反映的最新发展动态补充到教学内容中来，使学生能够掌握最新的专业知识。
运用网络平台，一方面给予学生更大的自，激发学生的学习兴趣；另一方面教师可引导学生紧跟时代步伐，使学生能够充分了解自己所学专业的发展状况，加强学生的学习动力。这对培养学生的创新意识，开阔学生的视野，紧密联系企业发展等都具有重要的意义。
3 结语
总之，机械制造业提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有着很大的和直接的影响，时代的发展对机械装备行业人才的培养提出了新的要求。这就要求教师进一步转变教学理念，切实加强教学中的理论联系实际，从学生的成长和社会的需求出发，推进学生在学习中分析问题、解决问题能力的培养，并应充分利用网络资源，与时俱进，全面提高学生的创新设计能力及综合工程素质，使学生得到更多的锻炼和培养，努力使其成为我国机械装备行业的优秀人才。
参考文献：
[1]王卫兵，魏敏.“机械制造装备设计”课程教学方法改革与实践[J].中国科教创新导刊，2012，13：205.
机械原理的研究对象范文4
关键词：机械振动;噪声控制;微分方程
1. 课程描述
《机械振动与噪声控制》课程适用的专业为机械类与近机类，选修学生属于大学本科三年级下学期的范围。本课程侧重机械振动与噪声控制原理，其内容密切联系实际工程，是一门专业基础选修课程。该课程以机械设计、机械原理为理论基础，研究机械工程中广义系统的振动问题;同时它又是一种方法论。
2. 课程目标
本课程的目的在于使学生能以动态而不是静态的观点去看待一个机械工程系统;从整体而不是孤立的视角，从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为;能结合机械工程，应用经典振动理论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。要重点研究2个方面：①对机、电、液系统中存在的问题能够以振动力学的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的内质和有效的解决方法;②如何控制一个机、电、液系统，使之按预定的规律运动，以达到预期的技术经济指标，为实现最佳振动奠定基础。
3. 课程内容及安排
授课28学时，实验4学时。
第O章 绪论
本章教学目标：全面掌握机械振动的基本概念和研究对象，了解本课程的研究任务、学习目的和意义。
本章教学基本要求：了解机械振动的基本含义和研究对象，学习本课程的目的和任务;掌握广义系统运动微分方程的含义。了解系统、广义系统的概念，了解系统的基本特性。掌握自由度的含义，学会分析动态系统内振动的过程，掌握系统或过程中存在的耦合。了解力学系统的几种分类方法;掌握振动力学的工作原理、组成;领会激励、响应的意义。了解振动系统中基本名词和基本变量。了解线性系统、非线性系统、确定性振动、随机振动的概念。了解模态的基本组成。
第1章 单自由度线性系统的自由振动
本章教学目标：学会单自由度线性系统的振动微分方程的建立方法、简化方法与分析方法。
本章教学基本要求：了解振动微分方程的基本概念。能够运用动力学、电学及专业知识，列写机械系统、电子网络的振动微分方程。掌握阻尼的概念、特点，学会求等效阻尼。能够用拉普拉斯变换求系统的频率响应函数。掌握频率响应函数的基本形式及相关参数的物理意义。了解无阻尼固有频率、有阻尼固有频率的意义。能够根据系统的振动微分方程，求出系统振动的通解。掌握无阻尼系统、具有黏性阻尼系统的响应求法。掌握相平面方法，了解相平面、相轨迹与奇点的概念。
第2章 单自由度线性系统的受迫振动
本章教学目标：学会通过系统的受迫振动方程来分析系统的时间特性。
本章教学基本要求：了解系统受迫振动的组成。初步掌握系统的特征根的实部与虚部对系统自由响应项的影响情况。了解受迫振动系统时间响应分析中常见的典型输入信号及其特点。掌握简谐激励的定义和基本参数，能够求解单自由度线性系统的单位脉冲响应。掌握受迫振动系统过渡阶段的基本形状及意义。掌握共振现象。掌握幅频响应曲线、相频响应曲线的基本形状，以及振荡情况与系统阻尼比之间的对应关系。掌握半功率带宽的定义及其与系统特征参数之间的关系。了解如何通过半功率带宽的方法，解答系统的阻尼比。掌握共振频率的定义，掌握品质因数与系统阻尼比的关系，掌握频率比的含义。能够求解任意激振力作用下的响应，掌握卷积法，机械阻抗方法。
第3章 多自由度线性系统的振动
本章教学目标：学会通过系统运动方程的矩阵形式来分析系统的特性。
本章教学基本要求：掌握刚度影响系数的定义，掌握广义特征值问题、固有模态与模态正交性。掌握模态质量、模态刚度、模态矩阵、主坐标的求法。掌握复指数算法的基本数学原理，会严格证明。熟悉动柔度矩阵或复频响应矩阵。掌握比例黏性阻尼和实模态理论，瑞利阻尼的定义和具体表达式，瑞利阻尼中两个比例系数的确定。了解自由振动的模态叠加方法。会用模态叠加方法和直接求解方法确定系统的自由振动。了解减振器的概念。
第4章 连续线弹性系统的振动
本章教学目标：学会连续线弹性系统振动的求解方法。
本章教学基本要求：了解连续参数系统的定义。掌握直杆的纵向自由振动方程。学会固支杆、自由杆、一端固定一端自由杆的模态图。掌握模态函数的正交性。理解欧拉-伯努利直梁的弯曲振动动力学平衡方程。掌握均匀悬臂梁、均匀简支梁、均匀自由梁的模态图。理解矩形薄板自由振动，薄板的简单边界条件，前4阶模态的绘制。
第5章 线性振动的近似分析方法
本章教学目标：学会瑞利近似分析方法。
本章教学基本要求：了解近似分析方法的由来。掌握瑞利商。熟练掌握用瑞利法计算均匀简支梁的基频。（作者单位：三峡大学机械与动力学院）
基金项目：三峡大学2013年高等教育科学研究项目（1322）
参考文献：
[1] 田红亮，钟先友，秦红玲，依据各向异性分形几何理论的固定结合部法向接触力学模型[J].机械工程学报，2013，49（21）：108-122.
[2] 田红亮，钟先友，赵春华，区分弹性与塑性变形的结合面法向校正模型[J].机械工程学报，2014，50（17）：107-123.
[3] 田红亮，钟先友，赵春华，计及弹塑性及硬度随表面深度变化的结合部单次加载模型[J].机械工程学报，2015，51（5）：90-104.
[4] 田红亮，赵春华，朱大林，金属材料结合部法切向刚度修正与实验验证[J].农业机械学报，2012，43（6）：207-214.
[5] 田红亮，朱大林，秦红玲， 结合部法向载荷解析解修正与定量实验验证 [J]. 农业机械学报，2011，42（9）：213-218.
[6] 田红亮，赵春华，朱大林，整个螺栓结合部的法向连接动刚度及试验验证 [J]. 西安交通大学学报，2012，46（9）：31-36.
[7] 田红亮，朱大林，秦红玲.固定接触界面法向静弹性刚度 [J]. 应用力学学报，2011，28（3）：318-322.
[8] 田红亮，赵春华，方子帆，微动结合部的一次加载过程 [J]. 振动与冲击，2014，33（13）：40-52.
[9] 田红亮，赵春华，方子帆，基于各向异性分形理论的结合面切向刚度改进模型 [J]. 农业机械学报，2013，44（3）：257-266.
[10] 田红亮，方子帆，朱大林，固定接触界面切向静弹性刚度问题研究[J].应用力学学报，2011，28（5）：458-464.
[11] 田红亮，陈从平，方子帆，应用改进分形几何理论的结合部切向刚度模型[J]. 西安交通大学学报，2014，48（7）：46-52.
[12] 田红亮，刘芙蓉，方子帆，结合部静摩擦因数修正与定量实验验证[J]. 农业机械学报，2013，44（10）：282-293.
[13] 田红亮，赵春华，方子帆，金属材料表面静摩擦学特性的预测研究――理论模型[J].振动与冲击，2013，32（12）：40-44，66
[14] 田红亮，刘芙蓉，赵春华，金属材料表面静摩擦学特性的预测研究――实验佐证[J].振动与冲击，2014，33（1）：209-220
机械原理的研究对象范文5
关键词：主流心理学；科学主义；自然科学取向
分类号：B84-06
1 引 言
心理学中存在科学主义和人文主义两种对立的流派。代表前者的构造主义、行为主义和现代认知心理学接受“原子论、还原论、客观论、决定论、量化方法五个原则”(高峰强，2001)，，以较大的影响力，在心理学中占据了主导地位。主流心理学借鉴自然科学――包括物理学、化学、数学、生理学、医学和计算机科学等，以机械自然观为基本世界观，以实证主义为基础方法论，吸收了经验主义、客观主义、操作主义、价值中立等自然科学原则，并引进自然科学的研究方法、技术、设备和成果，建立了类似自然科学的方法论体系，来指导自身的研究。这种自然科学取向，尽管促进了主流心理学的独立和发展，但也存在着明显的弊端，造成了“心理学研究课题、研究方法和社会责任的迷失”(Bakan，1996)。
那么，为什么主流心理学选择走自然科学之路呢?近20年来，尽管不少学者对这一取向的不合理性进行了批判，但是对于它产生的原因，尚未做深入分析。作者从历史、社会、经济、时代精神、学科建制的背景下，考察了主流心理学选择自然科学取向的原因，其中包括：历史上自然科学对主流心理学的影响、自然科学具备成熟的方法论和有利的时代精神、自然科学的实践性优势、社会需求对自然科学取向心理学的促进、主流心理学研究者的心理因素，以及心理学研究对象的复杂性。作者提出，随着心理学科的成熟、社会的发展和科学观的演变，人文社会取向的心理学研究将会受到更多的重视。
2 自然科学对主流心理学的历史影响
2.1 自然科学帮助心理学独立
人类心理一方面作为哲学思辨的主体和过程，另一方面又作为哲学研究的重要对象，这种主客体的双重角色，使得心理学同哲学相互交织，难以分离，无法跨出哲学思辨式的研究方法，始终无法独立。近代自然科学首先提出了独立的心理学研究的要求，并贡献出方法论、仪器和测量手段，帮助心理学摆脱了附庸哲学的地位，实现了独立。
19世纪初期，天文学家被反应时间差异所困扰。贝塞尔总结了“人差方程式”，提出了反应时间这一研究课题。18世纪末到19世纪初，神经生理学、感觉生理学、脑机能研究涉及到了心理学领域。以医学家布洛卡、维尔尼克和物理学家赫尔姆霍茨为代表的研究者们，研究了大脑机能、神经冲动和知觉等，创造了临床法、切除法和电刺激法，促进了生理心理学的产生。19世纪30-60年代，生理学家韦伯研究了物理刺激与心理感觉之间的关系；物理学家费希纳利用物理学和数学方法，创造了均差法、正误法和最小可觉察法，创立了心理物理学。1879年冯特借鉴自然科学，建立了第一个心理学实验室，心理学研究终于具备了客观性、实证性、经验性和可操作性，成为一门独立的科学。
2.2 自然科学推动主流心理学发展
主流心理学在发展过程中，吸收了大量自然科学的原理和成果。艾宾浩斯以实验方法控制记忆条件、观察记忆结果，首次研究了高级的心理过程，推动了实验心理学的发展。铁钦纳吸收经验主义和联想主义，秉承原子论，对注意、联想、情绪和情感进行了研究，创立了构造主义心理学。行为主义采取实证主义、机械唯物主义、经验主义和还原论，吸收了条件反射学说和生物进化论，以刺激一反应模型对行为进行了严格的实证性研究。新行为主义接受逻辑实证主义、操作主义和物理主义，采用数学和逻辑语言来描述人类行为。认知心理学吸纳了信息论、控制论、系统论、数理逻辑、计算机科学，把人的思维看作物理符号系统来进行研究。尽管它反对行为主义对意识研究的忽略，但仍然继承了经验主义和实证主义原则。当今的主流心理学出现了生物神经学化的趋势。它吸收了认知神经科学、生物遗传学、习性学的研究成果，从生物决定论的视角，以基因、神经和激素等生物层面上来解释心理现象。
如此看出，在心理学独立和发展的过程中，自然科学起到了重要的推动作用。而人文社会科学的创立和发展，相对于自然科学来说比较晚。加之这些学科本身就不够成熟，其对于心理学的影响也较为次要。
3 自然科学成熟的方法论和思想基础
3.1 原则和方法论优势
自然科学方法论建立在决定论、机械自然观和客观性原则上，追求普适性真理，采用实验研究方法。与人文社会科学相比较，自然科学具有原则和方法论的优势。
1)决定论：决定论假设存在着普遍的因果规律。这就意味着，一旦认识到事物发展变化的规律，人们就有能力对事件进行预测和控制。因此，决定论是科学研究和社会控制的前提。与决定论概念相对的是自由意志，它较多出现在人文社会研究当中。自由意志排斥因果关系，然而没有因果关系，学科的实用性就大打折扣。
2)机械自然观：机械自然观把宇宙比做精密的机器。这种世界图景具有简明性、精确性、规律性、可预测性和可控性，有利于研究工作的开展和研究成果的应用。人文观点承认心理的主观能动性、复杂性和易变性，这就造成了研究的困难。
3)客观性原则：自然科学家坚持客观主义，尽可能地排除研究者主观态度、信念和偏见对科学研究的影响，以期发现客观真理。客观性原则还树立了一元的真理标准，有利于研究者之间的交流和对成果的评判。
4)普适性：自然科学追求普适性的真理。自然科学家运用归纳和演绎的思维方式，来探索个别现象和普遍真理的联系，这种方法有利于理论的产生、检验和推广应用。
5)实验方法：在实验方法中，自然科学家通过控制变量来确定相关或因果关系，产生的结果具有必然性和较高的可信度。而人文社会科学的结论具有较大的或然性，可信度较低。
以上原则和方法的应用使自然科学具备了客观性、普适性、准确性、一致性、可观察性、可重复性和可操作性，形成了一个颇具吸引力的方法论体系。
3.2 有利的时代精神
科学的发展是特定的社会阶段和时代背景的产物。因此。“对心理学发展史的理解必须考虑这一学科进化的背景，考虑学科中的流行观念和那个时代的文化，以及时代精神或时代的思想氛围”(Schultz&Schultz，2007)。近几个世纪的多数哲学思潮、时代精神都是有利于自然科学的。
唯科学主义极大地提高了科学的地位。自文艺复兴、科学革命开始，天文、数学、物理、生理、医学等自然科学获得了空前的成功，“科学取
代宗教成为最为突出的理智的权威，成为文明世界的世界观的定义者、审判者和护卫者”(Richard，2007)。唯科学主义随之诞生，它认为自然科学能够解决一切问题，而其他知识都是不可靠的。在唯科学主义盛行的情况下，主流心理学作为新兴的、具有争议的学科，采取自然科学的定位是明智的选择。
从物理属性来阐释人性的机械主义人性观也随着科学革命而盛行。另一方面，由于工业生产方式，“现代社会的一个特征是机械化，工业化和技术化代表了机器变成社会中心这一过程”(Griffin.1998)。在机械主义人性观和机械化社会的影响下，主流心理学走自然科学的道路，是符合社会思潮和需求的。
19世纪开始流行的实证主义崇尚理性，强调经验，提出科学研究必须采用假设、演绎、验证和数学方法，以揭示事物运动的规律。这些思想是与现代科学精神相一致的。通过这些主张，实证主义提高了自然科学的权威，为其发展提供了有利的思想氛围。
经验主义是自然科学的基本原则。它主张人类知识起源于感觉经验，而自然科学正是通过经验性研究来实现的。与之相对的理性主义否认经验的可靠性，也就贬低了科学的价值。在两种哲学思想的交锋中，经验主义自13世纪开始占据上风，直至今天仍然处于主导地位。
现代工业文明由理性文化主导，这与自然科学的理性前提是一致的。现代经济、政治、社会管理等基本活动都体现了理性精神，这一精神渗透到人们的思想意识当中，创造了有利于自然科学的文化氛围。
除了刚提到的唯科学主义、机械主义人性观、实证主义、经验主义和理性文化之外，西方思想中的唯物主义、联想主义、客观主义、身心交感论、物理主义、操作主义，以及达尔文主义等哲学思潮，都推动了自然科学的发展，也吸引了主流心理学向自然科学靠拢。相比较之下，人文取向的思潮，如解释学、现象学、存在主义哲学，则影响力较小。
4 自然科学的实践性优势
与人文社会科学相比，自然科学具有较多的实践性优势。这些优势即吸引了主流心理学，也成功地推动了主流心理学的发展。
4.1 研究对象的性质
从研究对象的性质来看，自然科学的研究对象是客观物质世界，具有客观性、机械性、普便性、同质性和易操作的特点。在不同的时间和地点，不同的自然科学家能够找到同质的研究对象，进行重复验证。因此，自然科学易于积累、比较和评判研究成果。相比之下，人文社会科学的研究对象存在较大的主观性、发展性、异质性、历史性、文化性、伦理性和不稳定性，操作性也较差。人文社会学者很难找到同质的研究对象：很多人文社会现象随着历史推移而变化或消失；伦理性原则束缚了对研究对象的控制：社会现象、文化和人类个体较难作化研究。
从研究对象与外界联系来看，自然科学的研究对象是相对孤立的，较容易确定因果联系。而人文社会科学研究对象则处于宏大的社会文化背景、交互错杂的关系当中，较难寻找到规律。因此，主流心理学偏重研究具有自然科学品性的心理现象。
4.2 研究方法
实验方法是自然科学研究的重要手段。实验方法有固定的程序，通过控制变量来确定不同变量之间的关系，容易得出较明确的结论。因此它也赢得了主流心理学的青睐。在《四十项改变心理学的研究》一书里，40项心理学研究中，有28项采用了实验方法，其他研究方法――观察法、调查法、临床法、总结性研究和思辨方法全部加起来，才占了12项研究(Hock，2004)。
自然科学应用数学方法进行定量、统计和分析，以求客观性、精确性和可操作性。主流心理学追随了自然科学的数学化趋势，以对其重要思想进行严密的阐述(Thurstone，1986)。数学方法的引用为心理学带来“简洁精确的形式化语言，数量分析和计算方法，推理工具和逻辑证明工具”(陈宏，2006)。相比之下，人文取向的研究则较少采用数学量化方法。而采用定性方法时，其定性的标准又多为主观，难以确定。结果就造社会科学比自然科学更难出成果，却更容易产生理论分歧。
另外，技术、设备的应用帮助自然科学家更好地观察、测量和控制研究对象。主流心理学采用了大量类似的技术和设备：从记忆鼓、棒框仪、闪光融合器到迷津、斯金纳箱、测谎仪，再到磁共振成像技术、正电子发射断层扫描技术、事件相关电位研究技术等；近年来还出现了计算机化的研究趋势。这些技术、设备的应用使自然科学成果产出稳定，相比之下人文社会科学较难应用技术、设施来辅助研究，故显步履艰难。
4.3 研究成果的物质转化
自然科学与物质进步直接相联系，多数研究成果可以迅速投入到工业生产、生活消费当中，社会贡献是外显的。在实际运作当中，自然科学研究往往和农业、生产制造业、商业等联系在一起，以研究成果换取资金支持。人文社会科学的成果则更多是非物质和隐性的，不直接贡献于物质资料，较难投入商业运作，只能应用到政府、管理、学术界、艺术等有限领域，获得的资金、政策支持也比较少。
4.4 社会认可度
自然科学研究具备客观性和精确性，为社会作出显而易见的物质贡献，因此比人文社会科学受到更多的社会重视。从社会心态来看，由于自然科学距离生活常识较远，大众缺乏专业知识对自然科学进行批判。而人文社会科学贴近现实生活，大众经常凭生活经验对其进行批判，因此，它在大众心目中的权威性不如自然科学。
5 社会需求对自然科学取向的促进
科学的发展受社会需求的推动。“科学已经有意识地并直接地指向具体的领域，而且这些具体领域的选择已经越来越不由科学家决定了……科学研究工作越来越多……受科学以外的机关或团体――工业和政府部门所组织起来的研究机关或团体所控制”(Mason，2005)。心理学的独立和发展历经了第二次工业革命、世界大战、信息化、经济发展和社会制度建设。这种社会经济状况对心理学的需求，更多表现在物质建设的层面。工业、商业、教育、医疗、军事、科学等领域的需求，有力地促进了行为主义、认知心理学和心理测量等自然科学取向心理学的发展。
独立的心理学研究的必要性，是由天文学、物理学和生理学等自然科学提出来的。主流心理学回应自然科学的需要，强调人的机械性和生物性，先天地与自然科学联系到了一起。为了解决狗的腺体分泌遭遇干扰的问题，生理学家巴甫洛夫转向了对条件反射的研究。行为主义建立在条件反射原理上，与生理学产生了必然的联系。
1903年法国政府对智障儿童的关注，1905-1913年欧洲向美国的大规模移民，1917年美国加入一战时大量征兵，都需要检验人们的心理素质和能力(Gregory,2006)，有力地推动了心理测量运动。现代社会的多个领域――教育、医学、企业、行政、学术研究等，都大量应用测量技术对人的心理进行评估。
美国工业革命完成后，大量涌入美国的移民需要接受训练，以适应新的生活和生产方式；不同地区、群体之间的思想分歧需要被调和，以巩固统一的国家观念；工业的迅速发展要求培训工人，以提高工作效率。这使得强调行为塑造、社会控制的行为主义被广泛应用，占据心理学统治地位长达几十年。
二战后，战争的推动、计算机与航天科技的发展，都要求对人类认知进行研究。随着西方国家从工业社会迈入后工业社会，或信息社会，知识产业、信息产业发展壮大，推动了现代认知心理学的发展(车文博，2007)。
纵观历史，心理学独立之时，正是工业化、社会化生产蓬勃发展及社会制度完善的时期。工业社会更多强调的是经济发展、制度建设的目标，而非人文的、精神的关怀。在以机器生产为基础的工业文明中，“心理学服务于这些机器的设计，使得机器最大程度地符合人的能力和特征，同时确保人最有效地使用这些机器”(Denis，2007)。国际竞争造成了近代科学发展的一般倾向：“工业不大发达的国家总是在大力开展工业方面的科学研究，而工业比较发达的国家则把大部分拨款用在军事科学研究方面”(Mason，2005)。自然科学取向心理学迎合了工业和后工业社会的需要。
但是，后现代主义思潮已经开始挑战工业文明和理性主义，强调社会、文化环境当中的人的生存状态，为人文取向的心理学开拓了空间。从历史发展的进程来看，随着人类社会的进步，物质生活的富足，人们将更加重视自身文化性、精神性的存在。人文取向的心理学也会随之发展。
6 研究者的心理因素
6.1 研究者的学术偏好
库恩指出，科学中的一些决定并不是出于逻辑思考。而是基于个人的喜好、价值、政治信念和科学共同体中的共识(Kashdan&Steger,2004)。Karl Lashley和Gregory Kimble分别提出，心理学家的学术取向更多是出于性情和世界观，而不是理性思考(Hergenhagnn，2004)。Lashley把心理学家划分为柔性思想和刚性思想两种，以此解释了他们选择不同学术取向的原因：“这些纯粹是由性情决定的。是基于性情而不是理性的选择”(Lashley,1923)。Kimble选取APA成员和大学生进行调查，得出结论：不同分会的APA成员、不同学术水平的人士分别倾向于不同的学科取向(Kimble，1984)。
主流心理学的自然科学取向在相当程度上受到了学术队伍组成的影响。在心理学早期的学术队伍中，大批著名的心理学家，比如冯特、铁钦纳、詹姆士、高尔顿、卡特尔、麦独孤和伍德沃斯等，都是从医学、生理学或物理学转向心理研究的。在心理学研究中，他们把大量的自然科学方法和成果带入了主流心理学。在后来的发展中，主流心理学也大量吸收了生理学、医学、计算机、数学等领域的人员。即使在今天。很多大学都鼓励有医学、数学或计算机基础的学生报考心理学。接受自然科学世界观和方法论的研究人员，在数量上远远超过了人文社会取向的研究者，这种状况在相当程度上促成了主流心理学向自然科学方向的偏倚。
6.2 研究者的顾虑
在科学主义的影响下，将心理学建设成为一门自然科学，成为了无数研究者的梦想。但是，由于研究对象的特殊性，使得心理学诞生艰难，科学地位不巩固，以至于研究者对心理学的合法性缺乏自信心。由于心理现象的主观性和内隐性，早在17世纪，伽利略就指出心理学不能成为一门科学。由于心理现象在过去不能被实证研究，实证主义的创始人孔德拒绝把心理学列入科学的名单。由于不能采用量化研究，康德也认为心理学无法成为科学。心理学是否属于科学的问题，至今仍在争辩当中；近20年还出现了关于心理学合法性的危机论。
根据流行的英美科学体系，只有自然科学才是严格意义上的科学，社会学科只能勉强算是科学，而人文研究则只是“学科”，不是科学。因此，为了确立心理学的科学地位，多数心理学家选择了自然科学而不是人文社会科学的取向。很多心理学家对自己的研究方法心存顾虑，于是尽力遵循自然科学方法论：“以方法中心为根基的正统观念鼓励科学家保持‘安全、明智、稳妥一(马斯洛，1987)。
哲学式的思辨成了主流心理学研究的大忌。Teo指出，“在20世纪，对哲学式思辨的指责成了对心理学家的死刑宣判”；在建立自己理论的时候，冯特、华生、斯金纳和乔姆斯基纷纷批评前人对哲学思辨方法的依赖(Teo，2008)。为了避免哲学化之嫌，华生否认把意识作为研究对象，而是将心理现象还原为肌肉活动和腺体分泌的物理、化学现象。在斯金纳的激进学说中，理论研究甚至被完全抛弃(Hergenhagnn，2004)。主流心理学家服从自然科学的权威，忽视了心理学研究对象的特点，造成了自然科学化的取向。
7 心理学研究对象的特点
7.1 早期的自然科学取向
心理学的研究对象有着复杂的属性：物质性、生物性、社会性和精神性并存。这四个范畴之间有依存性和时间性的递进关系：在依存性上，序列中前者是后者的基础，后者由前者演进而来。在时间上，存在无机物、有机生命、社会、意识先后发生的时间关系。由于这四种属性中占据前位的相对客观、机械、静止和外显，所以研究起来比较容易。这就决定了学科自下而上的发展规律。学术研究从基础性的对象开始，这样不仅有利于进行根源性的探索发现，也有利于知识在由低到高的层次上积累和发展。另外，这种研究顺序也符合人类社会由低级向高级的发展规律，从而顺应了社会需求。
由于人类机械性与主观能动性、生物遗传与社会文化影响、物质性与精神性并存，心理研究面临很大困难。刚诞生不久的心理学不具备完善的方法论对如此复杂的研究对象展开全面研究，只能从低级的心理现象入手。所以，机械性和生物性的心理现象受到了主流心理学的青睐。
7.2 未来的整合趋势
主流心理学选择自然科学取向尽管是明智之举，但是也为此付出了代价：“理论和方法通过忽视不能被数量化的现象来获得流行”fLalvor,2003)。心理学研究应该遵循这样的规律：从机械性到能动性，生物性到社会性、精神性，静止到动态，外显到内隐，由片面研究到整体研究，决定范畴到自由王国，功利追求到审美追求，从服务经济到以人为本，从关注人的生存需要到发展需要。当心理学逐步成熟时，人文社会取向的心理学将获得较大的发展，与自然科学取向心理学进行整合。Henriques指出，心理学面临的困难是整合关于人的不同层面的知识的困难，并且提出了一个与上述观点相似的树形知识结构(由四个维度：物质、生命、思维和文化组成)，来整合知识系统，从而解决心理学分裂的问题(Henriques.2008)。
洪晓楠从科学哲学角度阐述了科学与人文进行整合的必要性：
“科学只是揭示了人的生活世界的一个维度或几个维度，……人对世界的把握并不仅仅限于科学认知，意义的追问和探求总是多向度的，这就需人文的探索和揭示来完成。只有科学与人文的互补整合，才能完整地表达人的存在的全面性和人的本质的丰富性”(洪晓楠，2008)。主流心理学将人机械化和生物化，忽略了人的社会、文化和精神维度，是不足以穷尽心理现象的丰富内涵的。一个更为宏观、整合的范式才可以对人的心理现象进行全方位的探索。
8 结语――个宏观的范式
由于以上原因，主流心理学在发展初期走自然科学化的道路，有其必要的学科建设意义。但是“近年来，我们已经观察到逐渐上升的对科学心理学方法论，以及其相应的理论思考的不满”(Toomela.2007)。采用自然科学方法论的心理学研究已经被批评为“解答问题的方法论与所提出的问题之间的不匹配”(Toomela，2007)。心理学中有很多问题并非经验性问题，而是关于意义、理解、道德、文化等宏观的问题，并不仅仅限于因果关系的描述上(Stam，2006)，自然科学模式不能完全满足心理学研究的需求。另一方面，科学方法论是由哲学规定的，并且在提出假设、建构理论和解读数据的时候，哲学思辨是不可或缺的。因此，哲学思辨不应该成为心理学的禁忌。
机械原理的研究对象范文6
【关键词】寿命预测；门式起重机；疲劳
Fatigue（疲劳）一词最早出现在早拉丁文中（Fatig？re），通常是指人的身体和精神上的劳累。作为工程术语，疲劳用来反应在循环变载荷作用下材料的损伤和破坏。在上世纪60年代，国际标准化组织（ISO）发表的报告《金属疲劳试验的一般原理》中对疲劳的定义是：“金属材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫做疲劳”[1-2]。疲劳的另一个定义是：材料在循环应力或循环应变作用下，由于某点或某些点产生了局部的永久结构变化从而在一定的循环次数以后形成裂纹或发生断裂的过程称为疲劳[36]。
根据研究对象、载荷条件、环境和介质情况，疲劳有很多种分类方法。
1）按研究对象可分为材料疲劳和结构疲劳；
2）按失效周次可分为高周疲劳和低周疲劳；
3）按载荷条件分随机疲劳、冲击疲劳、接触疲劳、微动摩损疲劳和声疲劳；
4）按温度环境分为高温疲劳、低温疲劳、热疲劳和腐蚀疲劳。
1 估算方法分析
名义应力法是最早的抗疲劳设计计算方法，它以零件或材料的 曲线为基础，结合疲劳累积损伤理论，对照试件或结构疲劳危险部位的应力集中系数和名义应力，校核疲劳强度或计算疲劳寿命。
MSC.Fatigue的疲劳分析过程[3-4]可以用图2的五步曲来表示[38]：
图 1 MSC.Fatigue疲劳分析五步曲
Fig.1 Five Steps of MSC Fatigue Analysis
2 载荷信息分析
图 2 修正后的Q345钢的P-S-N曲线
Fig. 2 Corrected P-S-N curve of Q345 steel
门式起重机械的主梁在工作中所经历的最大应力远低于材料的屈服极限，其变形均为线弹性变形，处于低应力高频疲劳状态，起重机金属结构疲劳属于高周疲劳。因此，在运用MSC.Fatigue进行主梁的疲劳寿命分析时，运用名义应力法，即假设起重机主梁结构中不存在裂纹缺陷，并结合Miner法则进行全寿命分析。
为了起重机的安全，取置信度为99.9%时的疲劳极限值205.31MPa，得到修正后的Q345材料P-S-N曲线如图2所示。
考虑到实际操作过程中，根据厂方提供的数据，该起重机满载起重量为300t，每天起吊100000t的货物，每周停止工作半天检修，每天的循环次数为1000/3，以一天24小时为单位，把主梁承受的随机载荷编制成符合实际情况的载荷谱图。
3 疲劳寿命估算
运用MSC.Fatigue疲劳分析软件对造船门式起重机主梁钢结构分别在表1中各个工况载荷下进行疲劳寿命分析计算，得到各个工况下的疲劳寿命云图如图3到图 6所示。
从计算结果可以得出：
1）该类型造船门式起重机主梁结构的最小寿命计算值为1.72×106小时，折合成年数为15.2年；
2）该类型造船门式起重机主梁跨中以及端部上盖板和侧板焊接处的疲劳寿命相对比较短，应作为检修的重点巡检部位；
3）若对这类型退役的造船门式起重机进行再制造时，要特别注意其易发生疲劳损伤的危险部位，使用无损检测技术探测其内部肉眼不可见的潜在的疲劳裂。
表 1 工况介绍
Tab.1 Working conditions
图 3 工况一寿命云图
Fig. 3 Life contours of Conditions one
图 4 工况二寿命云图
Fig. 4 Life contours of Conditions two
图 5 工况三寿命云图
Fig. 5 Life contours of Conditions three
图 6 工况四寿命云图
Fig. 6 Life contours of Conditions four
【参考文献】
[1]孙跃众，何小娥，张凤.起重机械主要零部件检查及报废标准[J].建设机械技术与管理，2009（9）：152-154.
[2]杨勇.岸边集装箱起重机剩余寿命及其损伤形式的研究[D].武汉： 武汉理工大学，2009.
