第1章 总论 1
1.1 机械工程学科的战略地位 1
1.1.1 机械工程学科为满足国家目标的物质需求基础提供技术科学支持 1
1.1.2 机械工程学科的突破将催生社会重大经济变革 7
1.1.3 机械工程学科拓宽自然科学的研究领域和视野，并为之提供有效的研究途径 8
1.2 机械工程学科的总体发展趋势 8
1.2.1 机械工程学科发展趋势 9
1.2.2 机械工程学科的研究特点 13
1.3 未来5～10年发展战略 16
1.3.1 发展布局的指导思想 16
1.3.2 部署学科优先领域的建议 18
1.4 人才队伍、资助现状、重要成果与存在问题分析 19
1.5 未来5～10年机械工程学科发展的保障措施 22
参考文献 23
第2章 机构学与机械振动学 24
2.1 内涵与研究范围 24
2.1.1 机构学内涵与研究范围 24
2.1.2 机械振动学内涵与研究范围 26
2.2 在国民经济、社会发展和学科发展中的重要意义 27
2.2.1 机构学在国民经济、社会发展和学科发展中的重要意义 27
2.2.2 机械振动学在国民经济、社会发展和学科发展中的重要意义 28
2.3 研究现状、存在问题和发展趋势分析 29
2.3.1 机构学研究现状、存在问题和发展趋势分析 29
2.3.2 机械振动学研究现状、存在问题和发展趋势分析 37
2.4 未来5～10年的研究前沿与重大科学问题 43
2.5 未来5～10年的发展规划 44
参考文献 46
第3章 机械的驱动与传动科学 48
3.1 内涵与研究范围 49
3.1.1 内涵 49
3.1.2 研究范围 49
3.2 在国民经济、社会发展和学科发展中的重要意义 54
3.3 研究现状、存在问题和发展趋势分析 56
3.3.1 高效高可靠机械驱动与传动共性基础理论和特性生成机理 56
3.3.2 精密驱动与传动的设计制造及控制基础研究 60
3.3.3 基于功能材料的新型驱动与作动原理与方法 63
3.4 未来5～10年的研究前沿与重大科学问题 67
3.4.1 研究前沿 67
3.4.2 重大科学问题 70
3.5 未来5～10年的发展规划 71
参考文献 74
第4章 复杂机电系统的集成科学 76
4.1 内涵与研究范围 76
4.1.1 复杂机电系统及其特点 76
4.1.2 内涵 78
4.1.3 究范围 79
4.2 在国民经济、社会发展和学科发展中的重要意义 81
4.3 研究现状、存在问题和发展趋势分析 83
4.3.1 复杂机电系统的工业发展现状 83
4.3.2 复杂机电系统的技术发展趋势 84
4.3.3 复杂机电系统的研究现状 86
4.3.4 复杂机电系统的研究趋势 89
4.4 未来5～10年的研究前沿与重大科学问题 98
4.4.1 研究前沿 98
4.4.2 重大科学问题 101
4.5 未来5～10年的发展规划 102
参考文献 105
第5章 零件与结构的失效与安全服役科学 107
5.1 内涵与研究范围 107
5.1.1 内涵 107
5.1.2 研究范围 110
5.2 在国民经济、社会发展和学科发展中的重要意义 112
5.3 研究现状、存在问题和发展趋势分析 115
5.3.1 失效评价与寿命预测 115
5.3.2 修复与再制造 120
5.3.3 安全检测与健康监测 123
5.3.4 相关研究方向的国际竞争力比较 125
5.4 未来5～10年的研究前沿与重大科学问题 127
5.4.1 研究前沿 127
5.4.2 重大科学问题 130
5.5 未来5～10年的发展规划 131
5.5.1 本领域发展布局的指导思想 131
5.5.2 主要资助方向的建议 132
参考文献 133
第6章 机械表面界面科学与摩擦学 136
6.1 内涵与研究范围 136
6.1.1 内涵 136
6.1.2 研究范围 139
6.2 在国民经济、社会发展和学科发展中的重要意义 140
6.3 研究现状、存在问题和发展趋势分析 141
6.3.1 机械产品设计中的表面界面科学研究 142
6.3.2 机械制造过程中的表面界面科学研究 144
6.3.3 机械系统中的摩擦学研究：摩擦、磨损、润滑、密封 145
6.3.4 生物医疗及仿生工程中的表面界面科学与摩擦学 150
6.3.5 机械表面界面科学与摩擦学的发展趋势分析 153
6.4 未来5～10年的研究前沿与重大科学问题 154
6.5 未来5～10年的发展规划 158
参考文献 160
第7章 生物制造与仿生制造科学 162
7.1 内涵与研究范围 163
7.1.1 内涵 163
7.1.2 研究范围 164
7.2 在国民经济建设和学科发展中的重要意义 166
7.3 研究现状、存在问题和发展趋势分析 168
7.3.1 生物制造科学 168
7.3.2 仿生制造 172
7.3.3 生物医疗装备与器件制造 179
7.4 未来5～10年的研究前沿与重大科学问题 184
7.5 未来5～10年的发展规划 185
参考文献 187
第8章 高性能精确成形制造科学 189
8.1 内涵与研究范围 190
8.1.1 内涵 190
8.1.2 研究范围 190
8.2 在国民经济、社会发展和学科发展中的重要意义 193
8.3 研究现状、存在问题和发展趋势分析 196
8.3.1 高性能凝固精确成形 196
8.3.2 轻质高强板材复杂件精确成形 199
8.3.3 高效高性能精确体积成形 203
8.3.4 超常条件下焊接与高效焊接 204
8.3.5 特大型构件成形成性一体化制造 206
8.3.6 低成本批量微成形 208
8.3.7 高性能精确成形过程的建模仿真与优化 210
8.4 未来5～10年的研究前沿与重大科学问题 213
8.4.1 研究前沿 213
8.4.2 重大科学问题 214
8.5 未来5～10年的发展规划 215
参考文献 219
第9章 高能束与特种能场制造科学 221
9.1 内涵与研究范围 221
9.1.1 内涵 223
9.1.2 研究范围 224
9.2 在国民经济、社会发展和学科发展中的重要意义 225
9.3 研究现状、存在问题和发展趋势分析 227
9.3.1 光制造 227
9.3.2 载能粒子束制造 235
9.3.3 特种能场制造 241
9.3.4 基础研究和发展趋势分析 243
9.3.5 我国高能束与特种能场制造研究存在的问题 249
9.4 未来5～10年的研究前沿与重大科学问题 250
9.5 未来5～10年的发展规划 252
参考文献 255
第10章 高精度数字化制造科学 258
10.1 内涵与研究范围 258
10.1.1 内涵 258
10.1.2 研究范围 259
10.2 在国民经济、社会发展和学科发展中的重要意义 261
10.3 研究现状、存在问题与发展趋势分析 263
10.3.1 数字化设计-加工-测量一体化 263
10.3.2 高效精密切削磨削加工 266
10.3.3 超高精度、高性能平面、曲面制造 270
10.3.4 特殊功能结构的特种加工 273
10.3.5 复杂机械系统装配性能保障 276
10.3.6 制造系统运行优化 278
10.4 未来5～10年的研究前沿与重大科学问题 280
10.4.1 研究前沿 280
10.4.2 重大科学问题 283
10.5 未来5～10年优先资助方向 283
参考文献 285
第11章 机械的制造与运行参数测量科学 288
11.1 内涵与研究范围 288
11.1.1 内涵 288
11.1.2 研究范围 289
11.2 在国民经济发展、社会发展和学科发展中的重要意义 292
11.3 研究现状、存在问题和发展趋势分析 295
11.3.1 新型传感器原理与仪器 295
11.3.2 计量与测试新原理、新方法 297
11.3.3 系统运行参数检测与表征 299
11.3.4 制造参数高精度测量与误差理论 302
11.4 未来5～10年的研究前沿与重大科学问题 304
11.4.1 研究前沿 304
11.4.2 重大科学问题 307
11.5 未来5～10年的发展规划 309
参考文献 314
第12章 微／纳制造科学与技术 316
12.1 内涵与研究范围 319
12.1.1 内涵 319
12.1.2 研究范围 320
12.2 在国民经济、社会发展和学科发展中的重要意义 322
12.2.1 对国民经济和社会发展具有重要的带动作用 322
12.2.2 对制造科学和技术的发展具有重要的推动作用 324
12.3 研究现状、存在问题和发展趋势分析 324
12.3.1 微／纳设计与器件原理 324
12.3.2 微加工 327
12.3.3 纳米加工 329
12.3.4 微／纳复合加工 331
12.3.5 微／纳操作、装配与封装 332
12.3.6 微／纳测试与表征 336
12.3.7 微／纳制造装备 338
12.4 未来5～10年的研究前沿与重大科学问题 340
12.5 未来5～10年的发展规划 341
参考文献 344
附录 机械工程学科资助重点项目一览表（2006～2010） 348