工程力学专业

2019-03-21

工程力学专业 (咨询电话:0451-86418100)

专业剖析

工程力学专业成立于1958年,是我国成立较早的工程力学专业之一,是当时我国工科力学学习前苏联的教学基地。60多年来,该专业已为我国航空航天部门、国防系统、国民经济各部门、各高校科研机构及大型企业培养了3000多名高级技术人才,是我国具有重要影响力的力学与结构强度的高水平人才培养基地之一。本专业强调理工结合、力学为主的多学科交叉与融合,发展国防、航天航空结构工程力学的新理论和方法,开展航天航空与国防领域中服役环境下的先进材料与结构的工程力学研究。

本专业主要研究方向包括:航天器结构振动与控制、飞行器结构强度与设计、功能梯度材料设计、非线性动力学、深空探测、空间碎片防护、火箭、卫星、飞船系统关键技术、水下高速兵器设计、机械故障分析与诊断、微纳米结构及力学性能分析与设计、结构振动主动控制、压电/电磁材料力学性能分析、弹性与波动力学、计算力学等。

专业特色

本专业拥有先进的教学与科研平台,建有国家工科力学教学基地、国家级力学实验教学示范中心、固体与结构强度黑龙江省重点实验室等。并与“宇航科学与技术”2011协同创新中心以及大科学工程紧密结合促进专业建设与发展。是全国首批设立的硕士点、博士点和博士后流动站,也是全国首批力学博士点。本专业2019年被评为国家级一流本科建设专业,所依托的力学学科为国家重点一级学科(力学),2012年教育部学科评估(力学)全国第一名(与清华北大并列),2017年教育部学科评估(力学)全国第三名,也是工信部重点专业。

本专业具有鲜明的航天航空特色,课程设置、教学内容与教学方法等始终瞄准航天航空等工程的新需求和新发展,着重培养学生掌握力学的基础理论和方法的同时,并加强力学专业知识的应用和创新能力的培养,尤其加强解决航天航空工程力学与结构等实际问题的能力培养,致力于培养基础扎实,技术过硬的高水平人才。

本专业强调理工结合、学科交叉,重视将力学与材料、物理、化学、机械等学科的结合,力学是基础学科,力学的理论和方法在其他众多学科都有重要应用。教学过程中除注重传统力学基础知识的同时,注重学科交叉新结合点、新方法和新应用等新知识的教授与传播。

 

培养目标

满足国民经济、国防和航空航天发展需要,培养一批掌握工程力学前沿发展,具有扎实的自然科学基础知识、力学基础知识和专业知识、结构强度与设计专业知识;具备健全人格,良好的综合素质、科学素质和人文素质;具有对力学、结构与强度问题表达、建模和分析求解的能力;具有本专业必要的设计、计算、实验等工程实践能力;具有较强的组织管理能力和团队合作能力;具有创新意识和初步的科学研究与技术开发能力;具有开阔的国际视野,德智体全面协调发展、理工结合的具有国际竞争力的高素质创新型人才。培养具备可在航空航天、材料、机械、建筑、能源、动力、交通运输以及国防等工程部门及研究单位从事结构与强度设计、力学性能分析等相关的技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的专门技术人才。

师资力量

专业师资队伍力量雄厚,有两院院士共2人(中国工程院院士黄文虎教授、陈予恕教授),国家级教学名师1人(孙毅教授,同时入选国家万人计划教学名师),长江学者讲座教授(朱伟东教授)等国内顶尖实力的科研教学队伍。其中孙毅教授先后担任教育部基础力学教学指导委员会委员、副主任委员、中国力学学会教育工作委员会副主任。教育部跨/新世纪优秀人才3人, “优青”1人。拥有国家级教学团队1个。本专业现有专职教师56人。其中正教授26人、副教授19人。45岁以下中青年教师博士化率达到100%,并几乎都有国外留学经历,部分还有国外著名大学博士学位。师资队伍知识结构、年龄结构合理。

黄文虎,中国工程院院士。1949年毕业于浙江大学,1950年进入哈尔滨工业大学研究生班,1953年毕业留校。1981年被批准为首批一般力学博士生导师。曾任哈工大理论力学教研室副主任,图书馆副主任,工程数理软科学系副主任,飞行器结构强度教研室主任,副校长,校长,研究生院院长。曾任国家自然科学基金委员会委员,国务院学位委员会学科评议组成员,人事部博士后管委会专家组成员,航天工业总公司科技委委员,国家教委科技委力学组成员,黑龙江省科协名誉主席,中国振动工程学会理事长,中国宇航学会和中国航空学会名誉理事,《振动工程学报》副主编,《振动与冲击》名誉主编,西安交大和上海交大兼职教授。先后获国家科技进步二等奖一项,部科技进步一等奖2项、二、三等奖6项。发表论文150 余篇。主编大型工具书《振动与冲击手册》三卷250万字,主编及编著《一般力学(动力学、振动与控制)最新进展》、《多柔性体系统动力学》、《设备故障诊断原理、技术及应用》。先后培养博士生50人及硕士生多人,已获博士学位26人。

陈予恕,中国工程院院士。1963年毕业于前苏联科学院机械所,获副博士学位。曾任天津大学理论力学教研室主任、中国振动工程学会常委理事,1998年当选为俄罗斯应用科学院外籍院士,目前为哈尔滨工业大学双聘院士。40余年来完成了重要国家项目20余项,结合机械装备的现代化设计研究,发展了非线性动力学理论,并应用于大型旋转机械和振动机械的现代设计和故障治理技术,解决了一系列关键技术问题,取得了突出的科技成就和重大的经济效益。为解决机械振动失稳难题创建了分岔理论方法,揭示了解的拓扑结构与系统参数间的联系,发展了非线性振动学科,在国际上受到重视,被称为C-L(陈-Longford)方法,获国家2003年自然科学二等奖、天津市自然科学一等奖。对旋转机械运行中振动故障频发的技术难题,在故障建模和机理分析中,突破了传统线性方法,采用非线性分析技术,搞清故障发生的原因,治愈了七省市18台大型火电机组的重大振动故障,获经济效益4.4亿元;对国产4台20万千瓦励磁机支撑系统进行非线性设计改造,使振动失稳的顽疾得到根治,获教育部进步一等奖1项和二等奖2项。建立的共振筛非线性设计技术,用于我国最大的30平方米非线性共振筛研制,同比节能50%、筛分率高20%,获2004年天津市进步一等奖。发表的论著收入SCI、EI共108篇。培养的58名硕士、博士研究生已成为我国工程非线性动力学领域的科技骨干。

孙毅教授,博士生导师。1961年生。1989年在哈工大获得工学博士学位,1989年-1991年赴法国电力公司研究与发展部做博士后研究工作,1995年晋升为教授,1997年被评为博士生导师,现任哈工大航天科学与力学系主任,国家工科力学基地负责人,教育部力学教学指导委员会副主任委员,中国力学学会教育工作委员会副主任,力学学科大类专业教学委员会主任。2018年被评为全国教学名师,2017年入选全国“教学名师”万人计划。主要研究方向为微纳米、损伤与断裂力学,先后承担了国家自然科学基金、国家“973”课题等20余项国家及省部级科研基金研究项目,有百余篇论文被SCI和EI收录。先后获得国家教学名师奖、国防科学技术进步奖、黑龙江省青年科技奖、黑龙江省杰出青年基金、宝钢优秀教师奖、国防科工委优秀教师奖等奖励与荣誉。

于开平教授,博士生导师。1968年生,1989年毕业于上海交通大学,2000年获哈尔滨工业大学动力学与控制学科博士学位,先后赴俄罗斯萨马拉航空航天大学进修空间站设计关键技术,莫斯科鲍曼国立技术大学运载火箭和航天器专业访问学者。2006年获教育部“新世纪优秀人才”计划支持。现为哈尔滨工业大学力学学科“结构动力学”团队责任教授,航天科学与力学系副主任、力学学科大类专业教学委员会副主任。中国振动工程学会模态分析与试验分会副理事长,中国振动工程学会理事,总装专家组成员,《力学与实践》杂志编委。主要研究方向为航天器结构动力学与振动控制、计算力学与软件开发。承担国家重大基础研究、国家科技工程、国家自然科学基金、中俄国际合作等国家级科研项目十多项,发表学术论文150余篇,其中半数被SCI、EI检索。主编工信部“十二五”规划教材一部,黑龙江省精品课程负责人。

徐敏强教授,工学博士,一般力学与力学基础学科博士生导师,哈尔滨工业大学航天学院飞行器动力学与控制研究所所长,深空探测基础研究中心主任,深空探测着陆与返回控制技术国防重点学科实验室主任,力学学科深空探测方向研究团队责任教授。目前担任 COSPAR 中国委员会委员、中国振动工程学会理事、中国振动工程学会故障诊断专业委员会委员、国防科工局空间碎片减缓及应急合作专业技术组成员。目前主要从事航天器自主技术、航天器故障诊断技术、振动信号处理、机械设备故障诊断、空间碎片演化模型等方面的研究,获省部级科技进步二、三等奖6项。发表文章120余篇,其中SCI 检索 30余篇、EI检索80余篇。作为项目负责人完成了国家自然科学基金、863、科工委基础研究等科研项目。

胡恒山教授,物理学博士,博士生导师,航天科学与力学系教授委员会主任,力学学科航天学院材料力学与弹性动力学团队责任教授。哈工大首批研究生精品课程弹性动力学负责人和国家精品资源课程材料力学哈工大负责人。以地球物理和资源勘探为背景,从事固体的力学与声学研究,主持完成了国家自然基金项目4项,在国际上最早理论模拟了震电测井理论全波,并基于地震动电效应解释了同震电磁场,在国际期刊重要期刊JMPS、JGR、GJI、JASA 等上发表论文30多篇,是中国声学学会检测声学分会委员、中国地震学会地震电磁专业委员会委员。培养的研究生曾获省优秀硕士论文奖和国际权威期刊Geophys. J.Int. 优秀作者奖,是黑龙江省优秀研究生导师。

曹登庆教授,现任哈尔滨工业大学航天学院飞行器动力学与振动控制团队责任教授、“动力学与控制”学科教授委员会主任、博士生导师、动力学与振动控制实验室主任。兼任中国振动工程学会非线性振动专业委员会副主任、中国力学学会动力学与控制专业委员会委员,《振动与冲击》杂志编委。主要从事航天器、近空间飞行器、航空发动机等复杂机构与结构的非线性耦合动力学与振动控制方面的研究工作。1996年、1999年两次赴香港理工大学土木与结构工程系进行合作研究;2000年至2006年与英国Lancaster大学物理系Robin W Tucker教授合作从事细长结构非线性动力学建模、仿真及其应用方面的研究。主持完成国家自然科学基金、国家973、国防973、国防预研等多项科研课题。在国内外期刊杂志以及国际国内会议上发表论文260余篇,SCI、EI收录120余篇次。

王聪教授,博士生导师,哈尔滨工业大学航天学院飞行器动力学与控制研究所书记、副所长,力学学科水下高速航行体动力学团队责任教授。《兵工学报》《哈尔滨工业大学学报》编委,国防科工局国防基础科研应用力学组专家,兵工学会应用力学专业委员会委员。主要研究方向:航天大型柔性结构动力学、振动与控制,运动体多相流动力学,水下发射技术等。主持或承担国防基础科研重点/一般项目、国防973项目子项、航天科技创新基金以及航天领域基础与预先研究项目等科研项目30余项,获得国防科技进步二等奖两项,三等奖两项,发表学术论文80余篇,参编专著一部,获授权专利10余项。

课程体系

本专业培养的学生具有更系统,更扎实的数学、力学基础,更强的理论分析、数值计算与实验能力。与国内兄弟院校同类专业相比,有鲜明的航天、航空特色和优势。

学生主要学习五大系列课程:力学系列、数理系列、航空宇航系列、电工电子及计算机系列、机械设计系列课程。

特色课程

专业具有鲜明的航天背景和特色,主要体现在:(1)所开设的课程包含多种航天及国防特色课程;(2)学生的实习和课外创新活动基地多以航天院所为依托;(3)学生所从事的科研项目多具备航天应用背景;(4)大三导师制和多种创新训练课使学生具有较强的创新和实践能力。

材料力学和理论力学都先后于2003年和2004年被评为国家级精品课程,其中材料力学是第一批(仅有清华大学和哈工大两校)国家精品课程。哈工大理论力学教研组编写的《理论力学》教材是国内最有影响力的力学教材之一,先后再版7次,被200多所院校采用。理论力学和材料力学两门线上课程也同时被评为国家精品资源共享课(2016)和国家精品在线开放课程(2017)。《结构动力学》与《弹性力学》两门主干专业课程获得黑龙江省精品课程称号。

科研实践

拥有国家工科机械基础课程教学基地、国家级实验教学示范中心、国家级工程实践教育中心、国家级精品资源共享课程等多个国家级基础教学平台。

近五年科研项目近百项,其中包括国家安全重大基础研究项目、国家重大专项工程项目、国家高技术研究863计划项目、国家自然科学基金项目、国际合作项目等国家级科研项目,科研经费充足,年均科研经费近2000万元。多项研究成果获国家级科技奖,对高新科技和工业的发展及社会进步发挥了重要的引领和推动作用。

国际交流

专业学者与国外大学和研究机构有较为广泛的合作,提供了方便的留学渠道。学生可根据自己的意愿参与学校的各类国际交流和申请留学项目。本专业与美国西北大学、佐治亚理工大学、斯坦福大学、哈佛大学、MIT、日本东京大学、京都大学、加拿大阿尔伯特大学、新布伦兹维克大学、俄罗斯科学院、莫斯科国立鲍曼技术大学等建立了学术交流和互访,聘请上述学校有关教授为本专业兼职教授和博导,每年定期来本专业进行授课和学术交流。近5年来,本专业已通过国家建设高水平大学公派研究生项目陆续派出21名博士研究生到美国东北大学、哈佛大学、西北大学、耶鲁大学、MIT、密苏里大学、加州大学洛杉矶分校、伊利诺伊香槟分校、英国南安普顿大学、澳大利亚悉尼大学等进行了学术交流。在这些合作的基础上,学生毕业后还有更多机会出国继续深造和继续研究工作。实验室与多个国家的大学和研究机构建立了合作关系,与美国通用汽车公司签署合作开发协议,与美国约翰迪尔公司合作建立校园工作坊,为学生量身打造最为真实的就业指导平台。

毕业去向

与一般工程专业比较,本专业培养的学生具有更系统,更扎实的数学、力学基础,更强的理论分析、数值计算与实验能力。与国内兄弟院校同类专业相比,有鲜明的航天、航空特色和优势。学生继续深造读研能力强,机会多。近几年学生毕业后有近80%可保送、考取硕士研究生,并有硕博连读,直接攻博等机会。直接就业的学生大都到国内一线城市的工程设计与研究院从事结构总体设计、结构强度与刚度计算、工程软件设计与开发、力学环境实验分析等工作。通过对近十年来本专业的就业分析,主要体现以下三个方面的特点:

(1)鲜明的航空、航天特色

专业具有鲜明的航天背景和特色,与国家重大工程和需求结合紧密,专业课程建设与学生培养,始终坚持需求牵引和提高实践能力为导向,主要体现在:(1)所开设的课程包含多种航天及国防特色课程;(2)学生的实习和课外创新活动基地多以航天院所为依托;(3)学生所从事的科研项目多具备航天应用背景;(4)大三导师制和多种创新训练课使学生具有较强的创新和实践能力;(5)重视并培养学生用力学的理论和方法解决航天工程、新材料与新结构等实际应用中问题的能力和兴趣。所以本专业的毕业生在系统内有很好的口碑,就业呈现出明显的航空航天特色。少量参与就业的本科生几乎全部去了这些部门,如中国商飞、航天四院、七院、九院、工程物理研究院等。就业的应届硕士研究生中几乎一半进了航空、航天系统,如上飞、沈飞、哈飞;航天五院、二院、三院三部、33所、一院一部、一院703、四院、七院、八院、九院、中科院下属各院所等。可以说,航天、航空系统是本专业最大的就业基地。不过近两年的就业趋势是越来越多的博士毕业后进入到这些部门,随着就业门槛的提高,今后博士毕业生将会是这些部门的主流。

(2)浓厚的科研特色

由于本专业的毕业生具备非常扎实的数学、力学基础,具备很强的理论分析、数值计算与实验能力,因此学生的就业也体现出很强的科研特色。直读博士机会多,出国机会多是本专业的一个显著优势,因此学生的学术水平较高,毕业后在各高校、科研院所和出国从事科研工作的比列很高。近十年以来,近一半的博士毕业生分布在国内的各大著名高校和研究机构,如清华大学、上海交通大学、南京大学、哈尔滨工业大学、中山大学、大连理工大学、哈尔滨工程大学、燕山大学、华侨大学、中科院力学所、水声所等。很多博士毕业后去了国外著名大学如美国西北大学、哈佛大学、日本京都大学等。

(3)显著的民用特色

由于本专业的毕业生具备扎实的数学、力学基础,具备很强的理论分析与数值计算能力,因此普遍受到很多对结构、强度分析有需求的部门,如中广核、中建、中国地震局、北车、南车、广汽、上汽、上海大众、一汽大众、安世亚太、Autodesk、中海油所亲睐。从近十年的毕业生就业情况来看,大约四分之一的硕士和博士毕业生选择在这些部门就业。

知名校友

火箭总设计师刘竹生院士,广东省省长马兴瑞,万达文化产业集团副总裁兼国际事业部首席执行官高群耀。