机械设计教研室成立于上世纪50年代，初期隶属于机械工程系，后并入基础科学部由学校统一管理。改革开放后重新调整后隶属于机械工程系。1997年，由机械设计教研室、公差教研室、制图教研室和电工教研室合并组成机电科学基础部，隶属机械工程与自动化学院；2001年，机械工程学院与车辆工程学院合并，机械设计教研室随机电科学基础部并入新成立的机械与车辆工程学院。机械设计教研室学科隶属于机械工程一级学科下的机械设计及理论二级学科。

机械设计教研室目前共有在编教师15人，包括教授3人，副教授7人，讲师5人（博士生导师5人，硕士生导师12人）。其中入选教育部新世纪优秀人才支持计划2人，国家重点研发计划青年项目首席科学家3人，北京市科技新星2人，特立青年学者1人、北京市青年教学名师1人，必赢线路检测3003教学名师2人。

一、人才培养

机械设计教研室在教学方面主要承担机械相关专业基础课的本科和研究生的教学任务。主要本科生课程包括《机械原理》、《机械设计》、《几何精度规范学》、《机械设计基础》、《设计与制造基础II》、《机械工程基础I》、《仿生机械学》、《仿生机器人》等，其中《机械原理》及其MOOC先后获评/认定为北京市精品课程、国家精品在线开放课程、国家级线下一流本科课程、国家级线上一流本科课程、慕课十年典型案例；承担研究生课程《高等机构学》、《高等机械设计》、《摩擦学理论》等。

在承担的多项省部级及学校教研项目支持下，教研室教师积极开展教学研究，探索教学实践创新，并取得丰硕成果。编写了包括国家级规划教材、国家重点出版物等在内的系列教材十余部，多部教材荣获北京市优质教材、中国机械工业科技进步奖、兵工高校优秀教材、必赢线路检测3003优秀教材、必赢线路检测3003精品教材等；编制了课程习题库、实践案例库、机构动画库等一批课程资源库，为相关课程的教学起到了很好的支持作用；多项教学实践获得北京市高等教育教学成果奖、必赢线路检测3003优秀教育教学成果奖、北京市优质教案等；多位教师荣获北京市教学创新大赛奖、北京市教学基本功比赛奖、卓越联盟高校教学能力大赛奖、卓越联盟高校教学创新大赛奖、必赢线路检测3003T-more优秀教师奖、必赢线路检测3003迪文优秀教师奖、必赢线路检测3003师德先进个人、必赢线路检测3003优秀共产党员、必赢线路检测3003优秀班主任等。

二、科学研究

机械设计教研室建有摩擦学实验室和生物力学实验，拥有开展摩擦学和生物力学研究的主要设备。包括表面表征相关设备、润滑油流变性质测量设备、摩擦磨损润滑测量设备，如接触/光学双模式表面轮廓仪，超剪切粘度测定仪，原子力显微镜，UMT-III通用摩擦磨损实验机（包含高温模块），多功能环块式摩擦试验机等；注重实验装置的自主研发，创新研发了高速球环弹流实验台、高速滚动轴承实验台、摩擦纳米发电机测试平台等。自主开发了滚动轴承等关键基础零部件润滑接触分析算法和性能优化软件。

教研室在新型微纳器件与系统的设计、典型零件/结构的失效机理与可靠性设计、现代机构创新设计与性能综合、机械表面/界面行为与调控机理、仿生学等方面开展了具有鲜明特色的研究。近年来承担国家科技部973、国防973、国家自然基金、国家重点研究计划项目/课题、教育部新世纪优秀人才基金、国防科技领域基金等资助项目，在国际著名学术刊物上发表SCI论文200余篇，受到国内外同行高度关注。

教研室主要科研方向如下：

关键基础零部件动力学建模、摩擦润滑理论及机理研究和微纳尺度检测

针对重大装备用滚动轴承、齿轮等关键基础零部件，开展多场耦合动力学建模研究；采用多信息融合的方法，发展润滑介质追踪技术和跨尺度膜厚测量方法，实现轴承等内部润滑行为可视化测量。以滚动轴承内部润滑油层的定量测量为基础，揭示滚动轴承受内部几何结构、滚子类型和保持架等不同于经典球盘接触理论的润滑成膜规律及机理，为滚动轴承润滑优化设计提供直接理论依据和技术手段。

微纳能源与自驱动传感、微纳摩擦学以及黏着接触力学

从原子及电子层面揭示金属-聚合物接触起电机理，发展高起电材料改性关键技术和摩擦纳米发电机表面织构的定量设计理论与方法，进而实现通过设计表面织构而使接触起电性能可控。揭示界面摩擦系数及磨损率与摩擦电荷的映射关系；提出多级织构微纳制造工艺及电源管理电路新方案；研制车辆悬架系统振动能量收集系统，以及智能轴承在线监测、柔性手爪触觉等自驱动传感系统。

仿生学

探索自然界生物的特殊结构与行为机理，研发智能仿生机械与机器人系统，具体包含：仿生机械学——探索生物的结构及机理，设计具有相似功能或结构的机械系统，构建动力学模型与控制理论；智能生物机械——开发具有较高生物相容性的材料与结构，探索生物与机械电子智能融合体的设计与开发；仿生界面与软体机器人——研究生物的界面力学行为机理，研制高灵敏度的多场感知响应材料，开展功能表面设计、软体驱动器和智能机器人系统开发。

超滑及电控超滑

研制特种润滑材料，实现轮毂电机轴承等关键零部件运行条件下有效润滑减摩；揭示物化耦合的电场润滑机理，进而在宏观电场环境实现超滑。开展环境自适应固体润滑涂层设计及超滑机理研究、环境友好型水基润滑材料制备及摩擦磨损机理研究、宏观摩擦界面结构调控诱导的超低摩擦磨损研究。

仿生超疏水表面减阻

基于仿生超疏水表面的气相减阻技术，就是通过模仿荷叶等生物表面的超疏水特性，加工制备不同的超疏水表面，使得固体表面形成气相，从而以气固剪切来代替固液剪切，实现摩擦阻力的显著降低。针对动态的阻力特性，开展流场作用下气液界面演化过程研究，探究界面力学效应的仿生超疏水表面减阻机理，为获得长时间高效的水下气相减阻提供理论和实验依据。

滑动电接触磨损，接触及磨损演化，热-力-电-磁多场耦合摩擦学

建立粗糙表面微凸体粘着磨损模型，揭示了微凸体尺度磨粒形成过程。发展高效半解析方法求解多层/功能梯度磁-电-热-弹多物理场耦合接触问题，实现了热-力-电全耦合滑动电接触问题半解析建模求解。揭示金涂层滑动电接触下的两种磨损模式，为电接触涂层设计提供依据。将粗糙表面接触研究扩展到接触斑点形貌学细节分析，通过形貌学图像处理技术揭示了加载过程中斑点演化规律。

高精度电涡流传感器多物理场耦合研究及基础元器件与控制系统研制

利用电涡流方法的非接触无损检测优势，开展基于电涡流原理的多物理场同步感知技术的研究；围绕摩擦副润滑油膜参数在线测试技术难点及关键科学问题，拓展自研传感器件应用领域及设计方法，创新油膜厚度、温度、压力等多场参数一体式测量单元设计，为摩擦副油膜润滑状态智能检测提供解决思路。

机械设计教研室联系方式

更新时间：2023年11月