机械工程博士生培养方案.pdf
机械工程博士生培养方案.pdf
机械工程 （学科代码：0802 授予工学博士学位） 一、学科专业及研究方向 机械工程学科主要研究领域和研究内容包括机械的基础理论、各类机械产品与装备的设 计方法、制造技术与系统、检测控制与自动化、性能分析与实验研究，以及各类机械装备运 行维护的理论与技术等。 北京交通大学机械工程学科依托载运工具先进制造与测控技术教育部重点实验室、轨道 车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程研究中心、结构强度检测国家认可实验室、机械 工程国家级实验教学示范中心，围绕轨道交通和航天装备等领域的国家重大需求，开展先进 设计、制造以及测控的基础理论和关键技术研究，形成了轨道车辆强度与动力学、磁性液体 密封设计理论与方法、复杂装备先进设计与制造、轨道交通基础设施安全检测、航天运载装 备电液伺服控制、机械材料加工理论与技术、微机电系统流动传热、能源转化和利用技术、 现代生产模式及系统集成和人因工程等特色鲜明的稳定研究方向。主要研究方向及其内容： 1. 机械制造及其自动化 （1）数字化制造与精密加工：研究轨道交通、航空航天及电子信息等领域复杂零件数 控加工、难加工材料高效与精密加工、智能制造过程与系统，以及制造装备状态监测与故障 诊断等方面的基础理论与关键技术。 （2）材料绿色成形与组织性能调控：主要开展高性能结构材料液态模锻、半固态加工、 3D 打印、复合材料制备与成型一体化等先进成型技术与理论研究，开展汽车、航空、高铁 等高端关键零部件的轻量化、长寿命、绿色智能化成形制造技术研究与应用，开展金属材料 制备与成型过程的组织性能调控技术研究与应用。 （3）工业与系统工程：研究生产系统运行优化与信息集成、轨道交通等领域复杂系统 的智能控制及人机环系统工程等方面的基础理论与应用技术。 2. 机械电子工程 （1）机电系统建模、先进控制及自动化 研究航天、轨道交通、电力等领域机电系统的控制理论及控制方法，包括系统建模与辨 识、智能控制、控制器优化设计及系统的集成与性能优化、机器人控制技术及微系统技术等。 （2）机电系统状态检测与故障诊断 研究航天、轨道交通、电力等领域的机电系统的过程监测技术、电量及非电量信号检测 技术、信号处理技术以及故障诊断技术。研究基于无损检测、图像处理、电学层析等技术的 状态检测与故障诊断方法。 （3）流体传动及控制 研究机电液气系统的设计与应用、机电液控制系统控制规律和控制方法、电液伺服、比 例控制系统和传动系统的设计、仿真与实现的问题；研究电液控制元器件的机理；研究基于 以伺服电机和各类电机为控制元件的运动控制和拖动问题。 3. 机械设计及理论 （1）机电装备系统设计：研究机构与机器的先进设计理论与方法，研制新概念运载工 具、航空航天特种材料数控加工机床、空气悬浮运输设备等机电一体化装备，开发计算机辅 助先进设计工具与仿真平台，推进现代机电装备的机理创新、概念创新、结构创新以及应用 创新。 （2）机器人学：研究机器人学的结构学、运动学与动力学及控制技术，开展机器人轨 迹规划、机器人运动和轨迹控制策略和算法的研究。 （3）机电液磁一体化的理论及应用：研究机电液磁一体化系统控制的基础理论、磁性 液体的动力学与流变学特性、纳米磁性材料的制备、磁流变体的理论与应用、现代磁技术和 微机电系统的理论及应用。 （4）精密零部件设计与摩擦学：研究在精密零部件、微纳构件等加工过程中降低不确 定性以获得高精度产品的精密零部件设计理论与制造技术、摩擦与磨损理论、在线监测与故 障诊断技术。 （5）机电系统流动传热与能源技术装备：研究微机电系统复杂过程流动与传热、工业 过程与技术传热传质以及洁净能源燃烧理论；研究洁净能源利用装备开发与能源利用技术、 多相流动与传热设备、燃烧设备。 4. 车辆工程 （1）车辆结构可靠性：研究轨道车辆结构设计中的强度与可靠性问题，包括结构抗疲 劳和防断裂设计方法、有限元技术及应用、结构动态测试、结构可靠性设计理论、结构应力 测试与疲劳评估、车辆结构优化设计建模与算法、零部件可靠性基因工程等。 （2）车辆系统动力学与控制：研究轨道车辆系统、车辆-轨道耦合系统的各种振动特性， 涉及车辆系统动力学、车辆-轨道耦合动力学、列车纵向动力学、高速列车空气动力学以及 主动悬挂技术和振动控制技术等。解决轨道车辆运行稳定性、安全性、乘坐舒适性等重大技 术问题。 二、培养目标 1.掌握中国特色社会主义理论，拥护党的基本路线，热爱祖国，遵纪守法，崇尚科学， 具有实事求是的科学精神、强烈的社会责任感和勇于奉献的精神，具有严谨的学术作风、良 好的学术道德品质和学术修养，身心健康，热爱机械工程科学与技术的研究工作。 2.应掌握机械工程学科领域内坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，熟悉本学科 的前沿发展现状和趋势。 3.具有综合运用机械工程学科的理论、方法和技术手段，发现、提出、分析与解决问题， 并独立分析、解决前沿科学问题与工程技术问题的能力；具有敏锐的学术洞察力，在实践中 归纳和凝练科学问题；对研究问题、研究过程和已有成果，具有较强的学术鉴别能力；能够 独立从事科学研究工作，具备在所从事的研究领域内开展创新性思考、创新性研究，并取得 创新性成果的能力。 4.具有较强的文字表述能力，能够准确阐明所研究问题的思路与方案，具有宽阔的国际 视野和跨文化环境下的交流、竞争与合作能力；具有一定规划、组织、协调等能力；具有良 好的社会适应能力。 5.毕业后可在高等院校、科研部门、高新技术企业等单位，从事机械工程领域教学、科 研、技术开发与管理等方面的工作。 三、培养方式及学习年限 1. 培养方式 博士研究生培养实行导师负责制。导师可聘任本学科 1 名副教授及以上职称的副导师， 或聘任交叉学科 1 名副教授及以上职称的合作导师，但须经学院审批同意并报学校学位办公 室备案。导师（包括副导师和合作导师）负责制订博士研究生个人培养计划、指导科学研究 和学位论文等工作。 2. 学习年限 博士研究生基本修业年限 4 年，直博生基本修业年限 5 年。博士研究生最长修业年限 6 年（含直博生、硕博连读的博士研究生自转入博士生阶段起学习年限与普通博士研究生的学 习年限相同） 。 四、课程设置与学分 博士研究生课程学习实行学分制，博士研究生在攻读学位期间，应修最低学分为 13 学 分，其中课程学分 8 分，论文环节学分 5 分。硕博连读（含直博）研究生应修最低学分为 41 学分，其中课程学分 36 分，论文环节学分 5 分。 专业课每门课程原则上不超过 2 学分，每学分对应 16 学时。课程教学一般安排在第一 学年。课程设置除按上述博士研究生课程要求外，要求完成本专业硕士研究生培养方案中课 程的相应要求。 具体课程设置见附表。 五、科学研究与实践 科学研究与实践环节是培养博士研究生的重要环节，是培养研究生独立从事科研工作能 力的有效途径，通过该环节使研究生掌握本学科的基础理论，培养研究生的科学研究实践能 力，掌握科学研究的基本方法、步骤： 1.博士研究生应作为主要参与者，参加省部级及以上课题研究，开展科研项目的申报、 论证等工作；或参与省部级及以上科研平台及实验室的申报和建设。 2.博士研究生应根据机械工程科学技术现状和发展，依据研究条件，结合国家社会需求、 个人知识背景以及研究兴趣，阅读大量有关研究文献，经过归纳整理、分析鉴别，对所研究 的问题在一定时期内已经取得的研究成果、存在问题以及新的发展趋势等进行系统、全面、 客观的了解，确立有利于开拓新领域或提出新观点、或启发新思维、或构建新理论等具有创 新性的研究问题，进而提出科学的解决方案，分析其可行性，最终确定研究内容，制定切实 可行的技术路线和详细的研究工作计划，独立完成问题分析、理论证明、难点攻关、试验验 证和成果梳理，以达到培养研究生逻辑推理、科学实验、数据处理和科技论文写作等独立开 展高水平科学研究的能力。 3.博士研究生实际参加科研实践时间应不少于 2 年，开展相关科学研究工作，发表与学 位论文相关的学术论文。 4.在博士学位论文研究期间，鼓励博士生通过多种途径与资助形式到境外本学科研究水 平先进的大学或学术机构进修或开展合作研究。 六、学位论文 1. 博士生资格考试 博士生资格考试是对博士生正式进入学位论文研究阶段的学科综合考试，重点考察其是 否具备进行创新性研究工作所必须的基础理论、专门知识和科研能力。 资格考试由学院统一组织，一般安排在博士生入学后第二学期期末（普通博士生入学后 的第二学期、直博生入学后的第四学期、本硕硕博连读生转为正式博士生后的第二学期）进 行。资格考试委员会由 3-5 位教授组成，负责组织考试。 2. 文献综述和开题报告 博士研究生应根据载运工具运用工程科学技术发展和国家需求、结合个人知识背景和研 究兴趣进行论文选题；论文选题应针对所在一级学科的某一具体研究方向，提出相应领域具 有理论意义和应用前景的课题。 文献综述应在全面搜集、阅读大量有关研究文献的基础上，经过归纳整理、分析鉴别， 对所研究的问题在一定时期内已经取得的研究成果、存在问题以及新的发展趋势等进行系统、 全面、客观的叙述和评论；为论文课题的确立提供强有力的支持和论证，为科研选题提供理 论依据。 博士研究生开题在通过博士生资格考试后进行，由博士生导师根据博士生工作进度情况 确定，一般应在第二学年末完成，最迟距离申请答辩日期不少于 1 年。 3. 学位论文中期检查 学位论文中期检查是对博士生学位论文工作进行的一次阶段性检查，目的为检查博士生 论文工作进展情况，并为其学位论文进展过程中存在的问题提供指导。学位论文中期检查内 容包括： （1）论文工作进展情况； （2）已完成内容和已取得阶段性成果； （3）发表学术论文 情况； （4）目前存在或预期可能出现的问题。 学位论文中期检查在开题一年后进行，一般应在第三学年末之前完成。 4. 学位论文要求 博士学位论文是博士生培养质量和学术水平的集中反映，应在导师指导下由博士生独立 完成。博士学位论文应是系统完整的学术论文，应在科学上或专门技术上做出创造性的学术 成果，应能反映出博士生已经掌握了坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，具备了独 立从事科学研究工作的能力。学位论文要求做到概念清楚、立论正确、分析严谨、数据真实 可靠、计算正确、图表清晰、层次分明、文字简练。博士生用于学位论文研究的实际工作时 间一般不少于 2 年。 5. 学位论文答辩 在学位论文工作基本完成后，要求进行学位论文预答辩，通过者方可申请学位论文送审 与答辩。具体要求按照《北京交通大学博士学位论文答辩及学位申请若干规定》相关规定执 行。 6. 发表学术论文 博士研究生在申请学位论文答辩前，应达到的发表论文要求，按照《北京交通大学博士 研究生攻读学位期间发表学术论文的要求》中的相关规定执行。 七、课程设置附表与其他要求 1.其他有关要求按照《北京交通大学关于博士研究生培养工作的若干规定》和学院的有 关规定执行。 2.附课程设置表： （1）博士研究生课程设置的基本框架（总学分不低于 13.0 分） 课程性质 公共课 开课时间 考核 秋 春 方式 2.0 √ √ 考试 36 2.0 √ 课程编号 课程名称 学时 学分 00000010 博士第一外国语 64 11009010 中国马克思主义与当代 考试 √ 4.0 基础 数学基础 11008306 现代数学讲座 32 2.0 课 学科核心 12006300 机械工程创新与实践 32 2.0 11009302 第二外国语 64 2.0 附注一 13006306 博士创新创业 2.0 附注二 选修课 补修课程 前沿讲座 论文环节 考试 ≥4.0 附注三 16 次 资格考试 博士论坛 √ 考试 备注 2.0 1.0 2次 开题报告 1.0 5.0 1.0 备注： 1）对前沿讲座选听的要求：参加 8 次以上由学校、学院或导师安排的学术活动，最后 应提交一份 2000 字左右的总结报告。此外，博士研究生还需参加 8 次以上学校学期教育计 划讲座（包括职业规划与职业发展、学术规范与学术道德、阳光心理与生命健康、危机控制 与安全管理等） 。 2）对博士论坛的要求：博士生主讲学术报告不少于 2 次。 3）附注一：一外为非英语专业的要求必修英语二外。 4）附注二：博士生在学期间获得以下任何一项与本专业学科领域相关的科研成果则可 认定 2.0 学分：①以第一发明人（含导师第一发明人，学生第二发明人）获得授权发明专利 1 项，专利必须以北京交通大学名义获得授权；②获得省部级以上科研获奖 1 项；③获得国 家级科技竞赛奖或创业类大赛奖 1 项（获奖作者排名前三） 。 “博士创新创业”为选修课，非 必修课。 5）附注三：对于非本专业入学的博士生，应补修由导师指定的本专业主干硕士课程， 或本科本专业主干课程，只计成绩，不计学分。 6）公共课、基础课开课时间以当年开课时间为准。 （博士第一外国语课程号 00000010 为特殊课程号，包含英语读写与听说，以及各类小语种 一外） （2）直博、硕博连读研究生课程设置的基本框架（总学分不低于 41.0 分） 课程属性 学时 学分 综合英语 32 1.0 21012002 学术英语 32 1.0 21009305 中国特色社会主义理论与实践研究 36 2.0 21009307 自然辩证法概论 18 21008302 数值分析 I 21008306 数学 基础 开课时间 考核 秋 方式 春 √ 考试 √ √ 考试 1.0 √ √ 考试 32 2.0 √ 统计方法与计算 32 2.0 √ 考试 25008303 数理方程 32 2.0 √ 考试 21008303 矩阵分析 I 32 2.0 √ 考试 21008300 随机过程 I 32 2.0 √ 考试 21008305 最优化方法 I 32 2.0 √ 考试 22006381 机械科学与技术及其研究方法 32 2.0 √ 考试 22006360 机械系统动力学 32 2.0 √ 考试 22006373 先进制造系统 32 2.0 √ 考试 基 22006372 先进加工技术 32 2.0 础 22006361 机械优化设计理论与应用 32 2.0 √ 考试 课 22006313 高等机构学 32 2.0 √ 考试 22006315 现代控制工程 32 2.0 √ 考试 22006374 现代测试技术 32 2.0 √ 考试 22006357 固体力学基础 32 2.0 √ 考试 22006316 机械强度理论与方法 32 2.0 √ 考试 22006308 材料结构与性能 32 2.0 √ 考试 22006310 材料现代分析方法 32 2.0 22006330 热力学原理 32 2.0 √ 考试 22006331 传热传质分析 32 2.0 √ 考试 24006325 高级运筹学 32 2.0 √ 考试 士 学科 核心 备注 考试 √ 硕 段 课程名称 21012001 公共课 阶 课程编号 4.0 1.0 考试 √ √ ≥4.0 考试 考试 ≥4.0 专业课 选修课 22006343 现代工业工程与管理 32 2.0 √ 考试 22006376 现代数控技术 32 2.0 √ 考试 24006321 计算机辅助曲面设计与制造 32 2.0 √ 考试 24006315 实验设计与数据分析 32 2.0 √ 考试 22006359 机械设计方法学 32 2.0 √ 考试 24006317 机器人机构学 32 2.0 √ 考试 22006367 摩擦与磨损理论 32 2.0 √ 考试 22006358 机电系统非线性分析与控制 32 2.0 √ 考试 22006356 工程信号处理 32 2.0 √ 考试 22006380 智能信息处理技术 32 2.0 √ 考试 22006362 计算机先进控制与仿真 32 2.0 √ 考试 22006320 车辆系统动力学 32 2.0 √ 考试 22006364 结构可靠性工程 32 2.0 √ 考查 24006331 振动噪声测试与控制 32 2.0 √ 考试 22006309 材料合成与制备 32 2.0 √ 考试 22006365 金属凝固技术与理论 32 2.0 √ 考试 22006353 材料成型原理与技术 32 2.0 22006342 高等燃烧学 32 2.0 √ 考试 24006336 换热器理论与分析 32 2.0 √ 考试 22006379 粘性流体力学 32 2.0 √ 考试 22006371 物流系统优化设计与控制 32 2.0 √ 考试 22006369 生产与运作管理 32 2.0 √ 考试 22006375 现代人机环系统工程 32 2.0 24006406 精密与特种加工技术 32 2.0 24006423 微纳制造技术基础 32 2.0 √ 考查 24006427 现代制造系统监控与诊断技术 32 2.0 √ 考查 24006431 制造系统智能控制与嵌入式系统应用 32 2.0 √ 考查 24006424 现代传感技术 32 2.0 √ 考查 24006377 图像工程与视觉检测技术 32 2.0 √ 考查 24006337 电液控制系统 32 2.0 √ 考查 24006433 智能控制技术 32 2.0 √ 考查 24006380 多传感器融合技术 32 2.0 √ 考查 24006314 计算机图形学 32 2.0 √ 考查 24006419 柔性机构动力学 32 2.0 √ 考查 24006401 机器人控制技术 32 2.0 √ 考查 24006425 现代密封理论及应用 32 2.0 √ 考查 24006390 表面与界面工程 32 2.0 √ 考查 24006420 润滑理论与技术 32 2.0 24006422 微机电系统 32 2.0 24006327 现代车辆工程 32 2.0 √ 考查 24006399 轨道车辆动力学计算机仿真 32 2.0 √ 考查 24006398 弹塑性有限元方法及应用 32 2.0 √ 考查 22006350 轨道交通材料 32 2.0 √ √ √ ≥6.0 考试 考试 考查 √ 考查 √ √ 考查 考试 ≥6.0 ≥10.0 24006382 固态相变 32 2.0 √ 考查 24006395 材料损伤与失效 32 2.0 √ 考查 24006391 材料表面科学与技术 32 2.0 √ 考查 24006392 材料成型模拟理论与技术 32 2.0 √ 考查 24006302 模具材料与模具设计 32 2.0 24006344 化学反应动力学 32 2.0 √ 考查 24006339 计算流体力学应用与实践 32 2.0 √ 考查 24006370 沸腾传热与两相流 32 2.0 24006426 现代热物理测试技术 32 2.0 √ 考查 24006372 氢能与燃料电池技术 32 2.0 √ 考查 24006418 热力系统仿真与优化 32 2.0 √ 考查 24006432 质量与可靠性工程 32 2.0 22006370 物联网与现代管理信息系统 32 2.0 24006407 离散事件系统建模与仿真 32 2.0 24006322 生产调度原理与算法 32 2.0 13006306 博士创新创业 √ 考查 √ 考查 √ 考查 √ √ 考试 考查 √ 考查 考查 2.0 自选课程 公共课 基 础 博 士 阶 段 课 基础 英语听说强化训练 32 1.0 √ 11009010 中国马克思主义与当代 36 2.0 √ 11008306 现代数学讲座 32 2.0 选修课 12006300 机械工程创新与实践 32 2.0 11009302 第二外国语 64 2.0 考试 考试 √ 3.0 考试 √ 考试 补修课程 前沿讲座 论文环节 √ ≥4.0 学科 核心 附注二 11012002 数学 附注一 附注四 16 次 资格考试 博士论坛 附注三 2.0 1.0 2次 开题报告 1.0 1.0 备注： 1）对前沿讲座选听的要求：参加 8 次以上由学校、学院或导师安排的学术活动，最后 应提交一份 2000 字左右的总结报告。此外，硕博连读研究生还需参加 8 次以上学校学期教 育计划讲座(包括职业规划与职业发展、学术规范与学术道德、阳光心理与生命健康、危机 控制与安全管理等)。 2）对博士论坛的要求：博士生主讲学术报告不少于 2 次。 3）附注一：博士生在学期间获得以下任何一项与本专业学科领域相关的科研成果则可 认定 2.0 学分：①以第一发明人（含导师第一发明人，学生第二发明人）获得授权发明专利 1 项，专利必须以北京交通大学名义获得授权；②获得省部级以上科研获奖 1 项；③获得国 家级科技竞赛奖或创业类大赛奖 1 项（获奖作者排名前三） 。 “博士创新创业”为选修课，非 5.0 必修课。 4）附注二：自选课程，可从本专业或外专业培养方案中选修均可。 5）附注三：一外为非英语专业的要求必修英语二外。 6）附注四：对于非本专业入学的博士生，应补修由导师指定的本专业主干硕士课程， 或本科本专业主干课程，只计成绩，不计学分。 7）公共课、基础课开课时间以当年开课时间为准。