中国机械动力学发展史 人类成为“现代人”的标志是制造工具。石器时代的各种石斧、石锤和木质、皮质的简
单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱。从制造简单工具演进到制造由多个零件、部件组成
的现代机械,经历了漫长的过程。 几千年前,人类已创制了例如用于谷物脱壳和粉碎的臼
和磨,用来提水的桔槔和辘轳,装有轮子的车,航行于江河的船及其桨、橹、舵等。所用的
动力,从人自身的体力,发展到利用畜力、水力和风力。所用材料从天然的石、木、土、皮
革,发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的陶车,已是具有动力、传动
和工作三个部分的完整机械。 人类从石器时代进入青铜时代,再进而到铁器时代,用以吹旺炉火的鼓风器的发展起
了重要作用。有足够强大的鼓风器,才能使冶金炉获得足够高的炉温,才能从矿石中炼得
金属。在中国,公元前1000~前900年就已有了冶铸用的鼓风器,并渐从人力鼓风发展到畜
力和水力鼓风。早在公元前,中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统,在被中香炉中应用
了能永保水平位置的十字转架等机件。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动的记载。
但是,关于齿轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的选择,直到17世纪之后方有理论
阐述。手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱,在各文明古国都有悠久历史,但是曲柄
连杆机构的形式、运动和动力的确切分析和综合,则是近代机构学的成就。 动力是发展生产的重要因素。17世纪后期,随着各种机械的改进和发展,随着煤和金属矿
石的需要量的逐年增加,人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高到一个新的阶段。在英
国,纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边,利用水轮来驱动工作机械。但当时已
有一定规模的煤矿、锡矿、铜矿矿井中的地下水,仍只能用大量畜力来提升和排除。在这
样的生产需要下,18世纪初出现了纽科门,T.的大气式蒸汽机,用以驱动矿井排水泵。但
是这种蒸汽机的燃料消耗率很高,基本上只应用于煤矿。
1765年瓦特发明了有分开的凝汽器的蒸汽机,降低了燃料消耗率。 1781年瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机,扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和
发展,使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机几乎是19世纪唯一的动
力源。但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重,应用很不方便。19世
纪末,电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初,电动机已在工业生产中取代了
蒸汽机,成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化已离不开电气化,而电气化则
通过机械化才对生产发挥作用。
发电站初期应用蒸汽机为原动机。20世纪初期,出现了高效率、高转速、大功率的汽
轮机,也出现了适应各种水力资源的大、小功率的水轮机,促进了电力供应系统的蓬勃发
展。19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进,成为轻而小、效率高、易于操纵、并可随时
启动的原动机。它先被 fuq u用以驱动没有电力供应的陆上工作机械,以后又用于汽车、
移动机械(如拖拉机、挖掘机械等)和轮船,到20世纪中期开始用于铁路机车。蒸汽机在
汽轮机和内燃机的排挤下,已不再是重要的动力机械。内燃机和以后发明的燃气涡轮发动
机、喷气发动机的发展,还是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。
在古代,以水为动力的简单机械也有了长足的发展,例如用水轮提水,或通过简单的
机械传动去碾米、磨面等。东汉杜诗任南阳太守时(公元37年)曾创造水排(水力鼓风机),
利用水力,通过传动机械,使皮制鼓风囊连续开合,将空气送入冶金炉,较西欧约早了一
千一百年。
古代的铜壶滴漏(铜壶刻漏)--计时工具,就是利用孔口出流使铜壶的水位变化来计算
时间的。说明当时对孔口出流已有相当的认识。
北宋(960-1126)时期,在运河上修建的真州船闸与十四世纪末荷兰的同类船闸相比,约早三百多年。
明朝的水利家潘季顺(1521-1595)提出了
20世纪中业以来,大工业的形成,高新技术工业的出现和发展,特别是电子计算机的出现、发展和广泛应用,大大地推动了科学技术的发展。由于工业生产和尖端 技术的发展需要,促使流体力学和其他学科相互浸透,形成了许多边缘学科,使这一古老的学科发展成包括多个学科分支的全新的学科体系,焕发出强盛的生机和活 力。这一全新的学科体系,目前已包括:(普通)流体力学,粘性流体力学,流变学,气体动力学,稀薄气体动力学,水动力学,渗流力学,非牛顿流体力学,多相 流体力学,磁流体力学,化学流体力学,生物流体力学,地球流体力学,计算流体力学等。
参考文献:《中国大百科全书》 ;《流体力学发展简史》;《中国机械发展史》;《中国机械动力学史》
中国机械动力学发展史 人类成为“现代人”的标志是制造工具。石器时代的各种石斧、石锤和木质、皮质的简
单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱。从制造简单工具演进到制造由多个零件、部件组成
的现代机械,经历了漫长的过程。 几千年前,人类已创制了例如用于谷物脱壳和粉碎的臼
和磨,用来提水的桔槔和辘轳,装有轮子的车,航行于江河的船及其桨、橹、舵等。所用的
动力,从人自身的体力,发展到利用畜力、水力和风力。所用材料从天然的石、木、土、皮
革,发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的陶车,已是具有动力、传动
和工作三个部分的完整机械。 人类从石器时代进入青铜时代,再进而到铁器时代,用以吹旺炉火的鼓风器的发展起
了重要作用。有足够强大的鼓风器,才能使冶金炉获得足够高的炉温,才能从矿石中炼得
金属。在中国,公元前1000~前900年就已有了冶铸用的鼓风器,并渐从人力鼓风发展到畜
力和水力鼓风。早在公元前,中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统,在被中香炉中应用
了能永保水平位置的十字转架等机件。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动的记载。
但是,关于齿轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的选择,直到17世纪之后方有理论
阐述。手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱,在各文明古国都有悠久历史,但是曲柄
连杆机构的形式、运动和动力的确切分析和综合,则是近代机构学的成就。 动力是发展生产的重要因素。17世纪后期,随着各种机械的改进和发展,随着煤和金属矿
石的需要量的逐年增加,人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高到一个新的阶段。在英
国,纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边,利用水轮来驱动工作机械。但当时已
有一定规模的煤矿、锡矿、铜矿矿井中的地下水,仍只能用大量畜力来提升和排除。在这
样的生产需要下,18世纪初出现了纽科门,T.的大气式蒸汽机,用以驱动矿井排水泵。但
是这种蒸汽机的燃料消耗率很高,基本上只应用于煤矿。
1765年瓦特发明了有分开的凝汽器的蒸汽机,降低了燃料消耗率。 1781年瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机,扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和
发展,使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机几乎是19世纪唯一的动
力源。但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重,应用很不方便。19世
纪末,电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初,电动机已在工业生产中取代了
蒸汽机,成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化已离不开电气化,而电气化则
通过机械化才对生产发挥作用。
发电站初期应用蒸汽机为原动机。20世纪初期,出现了高效率、高转速、大功率的汽
轮机,也出现了适应各种水力资源的大、小功率的水轮机,促进了电力供应系统的蓬勃发
展。19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进,成为轻而小、效率高、易于操纵、并可随时
启动的原动机。它先被 fuq u用以驱动没有电力供应的陆上工作机械,以后又用于汽车、
移动机械(如拖拉机、挖掘机械等)和轮船,到20世纪中期开始用于铁路机车。蒸汽机在
汽轮机和内燃机的排挤下,已不再是重要的动力机械。内燃机和以后发明的燃气涡轮发动
机、喷气发动机的发展,还是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。
在古代,以水为动力的简单机械也有了长足的发展,例如用水轮提水,或通过简单的
机械传动去碾米、磨面等。东汉杜诗任南阳太守时(公元37年)曾创造水排(水力鼓风机),
利用水力,通过传动机械,使皮制鼓风囊连续开合,将空气送入冶金炉,较西欧约早了一
千一百年。
古代的铜壶滴漏(铜壶刻漏)--计时工具,就是利用孔口出流使铜壶的水位变化来计算
时间的。说明当时对孔口出流已有相当的认识。
北宋(960-1126)时期,在运河上修建的真州船闸与十四世纪末荷兰的同类船闸相比,约早三百多年。
明朝的水利家潘季顺(1521-1595)提出了
20世纪中业以来,大工业的形成,高新技术工业的出现和发展,特别是电子计算机的出现、发展和广泛应用,大大地推动了科学技术的发展。由于工业生产和尖端 技术的发展需要,促使流体力学和其他学科相互浸透,形成了许多边缘学科,使这一古老的学科发展成包括多个学科分支的全新的学科体系,焕发出强盛的生机和活 力。这一全新的学科体系,目前已包括:(普通)流体力学,粘性流体力学,流变学,气体动力学,稀薄气体动力学,水动力学,渗流力学,非牛顿流体力学,多相 流体力学,磁流体力学,化学流体力学,生物流体力学,地球流体力学,计算流体力学等。
参考文献:《中国大百科全书》 ;《流体力学发展简史》;《中国机械发展史》;《中国机械动力学史》