近几年,我国交叉学科发展迅速,2020年,交叉学科成为第14个学科门类。2021年12月6日,国务院学位委员会印发了《交叉学科设置与管理办法(试行)》,首次明确对交叉学科的内涵进行了界定:它是多个学科相互渗透、融合形成的新学科,具有不同于现有一级学科范畴的概念、理论和方法体系,已成为学科、知识发展的新领域。
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交叉学科的分类
交叉学科是指在两个或多个学科领域之间的交叉点上发展的学科,是新学科门类或新交叉学科门类,属于哲学、经济学和社会学、法学和政治学中涉及不同专业领域方向的分支学科。交叉学科主要有三大类型。
一是自然科学与社会科学之间相互交叉形成的各种学科,如生物学与心理学之间以及经济学与管理学之间。
二是技术科学与工程科学之间产生的新技术科学和工程技术科学。
三是生物医学等自然科学与人文社会科学相互交叉形成的多个专业领域。
之前的十三大学科门类为哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、军事学、管理学、艺术学,目前增加交叉学科正式变更为十四大学科门 类。
不仅是我国,海外的很多院校也开展了许多交叉学科专业,普遍的交叉学科有金融工程、人机交互技术、生物统计、工业产品设计、生物化学、金融工程等。放眼全球,各个国家的交叉学科发展情况各异。南开大学材料科学与工程学院教授、智能传感交叉科学中心副主任罗锋在接受采访时指出,以欧洲为例,早期的学术交叉更多是由科学家自身兴趣激发出的。他们热衷学术交流,以学生交换体系和教师交换体系为支撑,研究人员经常进行学术上的短期交流,各个课题组之间互换博士生。这种交叉更注重交流,而非具体课题。不同领域的研究人员,围绕一个大家关心的问题,在交流中碰撞出交叉学科方向。
美国的学术交叉则与欧洲不同,更多是源于国家的需求,以及大型公司的需求,体现出更为明显的需求导向,围绕着未来需求重点,形成学术交叉的资源配置。
其中以一门运用型学科与其他学科交叉为特点,分别有四个发展趋势。第一个是数学学科与其他学科的交融,例如加州大学洛杉矶分校(UCLA),大学本科环节开设了数学课与社会经济学、数学课与金融业精算师、数学课与计量检定、数学课与课堂教学这四个专业。第二个是计算机与其他学科的融合,例如卡耐基梅隆大学这所以计算机专业而闻名的院校,开设了计算机科学、统计分析、人工神经网络、计算机与造型艺术、计量检定金融业、计量检定微生物等一系列专业。第三个是经济发展与别的学科的融合。例如宾夕法尼亚大学借助自身强劲的金融系和农业科学院,开设了农村经济、运用经济管理等专业。而卡耐基梅隆则是开始了经济发展与统计分析、行为经济学与现行政策和机构、经济发展与数学科学。第四个是微生物或是医药学与其他学科的融合。莱斯大学本科环节开设了细胞生物学与体细胞、生物学与演变微生物、人体运动学、身心健康科学合理、体育文化诊疗、生物科技与生物技术、有机化学与生物分子工程项目等。此外,美国高校也会开设一些有趣的交叉学科,供学生们探索学习。
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交叉学科的优势
当前,我国已经进入新一轮科技革命和产业变革孕育、形成与爆发阶段,迫切需要大批既熟悉自然科学又熟悉社会科学的复合型人才,海归人才便是符合其标准的不二之选。同时,由于社会需求的快速增长,不同学科之间的交叉融合程度不断加深,学科之间的交叉与融合已成为当前国内外学术研究领域中最热门的话题之一。从全球范围来看,各发达国家都在大力发展交叉学科,以实现人才培养与科学研究的双重突破。
交叉学科的优势在于可以对人才的知识结构进行更有效的整合,对各种社会现象的认识更加深刻,对各种不同学科背景的人具有更大影响。还可以通过交叉学科的合作研究,对学科之间的关系进行重新审视。例如对于经济学与数学交叉,可以通过数据分析发现新的市场结构,并据此设计出新的金融模型。又如对于生命科学与生物技术交叉,可以为人类基因研究提供全新的思路。
而相较于其他传统学科,交叉学科专业是多项学科的交叉与融合。所以,与传统专业对于学生的学科背景要求对比,交叉学科专业对于学生的学科背景更宽泛,这也在无形之中增加了大家对于专业的选择范畴。同时,这对于未来的就业也有一定的促进作用,学习交叉学科专业的学生由于同时掌握了两门甚至更多的学科知识,属于市场上的稀缺人才,有着较高的不可替代性,在求职时将具有更强的竞争力。
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报考交叉学科需要注意哪些问题?
作为新兴学科,目前可作为参考的数据可能还不多,需要在报考时对要报考的交叉专业分别进行调研,例如生物化学,则可以分别调研生物与化学两门学科的发展趋势,在选择专业时有很大的灵活性,如果实在不知道如何选择,则可以根据自己的兴趣出发,充分考虑自己的个性与兴趣等因素进行选择。往更长远看,可以看看这些交叉学科的培养路径,有的交叉学科是放在本科阶段培养,也有的是到了研究生阶段再做交叉,如果一开始就有志于继续深造,也可以选择在本科生阶段用某个传统学科打基础,或许等到读研究生的时候,这个专业的交叉学科也已经走向成熟了。
如果本科时所选的学科不是很想继续,想要转换其他专业的话,要考虑到专业之间相互转换而造成的学习过程浪费,最好的方式是可以选择一门与本科所学专业交融的交叉学科,既可以满足学生本身意愿,还能最大限度利用以前学到的知识。
由于每个国家的政策不同,有些学科对于海外留学生的接纳程度有所不同,而交叉学科的出现则可以让学生有选择的余地,例如生物制药专业的学生,由于政策的某些规定,往往在国内学习此专业的同学无法在美国接受此专业教育,现在出现了交叉学科,学生们则可以退而求其次,选择生物管理或是生物统计专业进行学习。
2021年青塔研究院发布的《高校自设交叉学科研究报告》显示,目前我国在交叉学科建设进程中,“双一流”高校抢先布局,自设交叉学科数占全国交叉学科总数56.67%。其中,一流大学建设高校共有153个交叉学科,占比27.97%,一流学科建设高校共有157个交叉学科,占比28.70%。其中现有的交叉学科布局以自然科学类交叉学科为主流,数据科学、人工智能等领域迎来了良好的发展机遇,“智能+”逐渐融入制造、教育、医疗、交通等各领域,成为热门交叉方向。站在世界百年未有之大变局、新一轮工业革命浪潮袭来的历史交汇点,相信交叉学科的发展能够带来创造性的重大科学突破,成为推动培养新一代复合型人才的加速器。
来源:《留学》杂志总第211期
监制:李璨
编辑:刘煜
校审:田江含
值班编委:郑楠
倒三角是车辆让速的标志,一般出现在交叉路口。车辆行驶到有倒三角标志的区域需要减速慢行,有过马路行人时要注意避让。在倒三角标线的附近会有让行的标志牌,可以进行判断。另外倒三角的前方会出现两横虚线,一起组成让行的图案。对于驾驶人来说看到倒三角的标志,可以把它当成菱形标志一样处理,都是需要减速慢行通过。
从交通法规上来看,倒三角不仅仅是一个图案,它代表着两种含义。一种是停车让行,另一种则是减速让行,是一种警示的图案。另外出现此图案的区域,交叉路口有其它车辆通行时,也需要减速慢行,防止交通事故的出现。这也意味着从道路优先权来说,有减速倒三角图案通行的车辆需要让其它方向的车辆先通行。
为了能够更好的达到警示作用,在交通法规里,采用了不同的图案来表示不同的意思。对于三角形而言,它的能够比其它图案更加吸引驾驶人的注意。所以在道路不方便标示文字的位置,会采用倒三角来提醒驾驶人。而圆形标志的图案会更大一些,可以在圆圈里安排适当的文字,达到指示或者是禁止的目的。
平行虚线和倒三角形
这是组合图形,经常出现在路口。需要注意的是这组合图案往往会出现在没有交警的路口,在这样的路口通行没有其它的警示提示也很容易出现交通事故。为了防止事故的出现,会在不同的路口划上平行的虚线加上倒三角,提醒过往的车辆在此路段需要减速慢行。此图案也会出现在主干道的附近,也是提醒进入主干道时一定要减速,避免交通事故的出现。
三角形锯齿标线
这种标线往往出现在路边,在公共交通站台附近出现的几率也很大。这用来引导车辆进入临时停车区域或者是停车位,要注意的是上面不能通行,也不能在上面临时停车。需要在虚线以外的区别行驶,如果有监控拍下在实线区域行驶的话,属于违章的行为,会面临罚款,还会被扣分。这也提醒我们在路边看到有三角形标志的路段,避让就对了。
菱形标志
这种标志也是很常见的,它也是一种提醒的标志。表示前方有人行横道,自然是需要减速慢行。它一般会在人行横道前大约三十米左右设置,很多路段都会有这种标志,但注意到它们的驾驶人其实并不多。所以我们会看到有些车辆经过此路段的时候还是没有减速,目前这种图案还只是警示作用,最好可以养成习惯,看到它们就减速,不行的话哪天突然开始处罚就麻烦了。
温馨提示
类似的标线还有像潮汐车道等等,也是为了警示作用,提示驾驶人注意这样的车道与众不同。潮汐车道在规定的时间内车辆的行驶方向相反,是需要特别注意的。如果在陌生的城市看到潮汐车道,又没有留意到标识的时候,尽量避开不要驶入即可,防止驶错方向,否则会当作逆行来处罚。
交叉滚子轴承是一种内圈分割、外圈旋转的特殊型号轴承。因被分割的内环或外环,在装入滚柱和间隔保持器后,与交叉滚柱轴环固定在一起,以防止互相分离,故安装交叉滚柱轴环时操作简单。由于滚柱为交叉排列,因此只用1套交叉滚柱轴环就可承受各个方向的负荷,与传统型号相比,刚性提高3~4倍。同时,因交叉滚子轴承内圈或外圈是两分割的构造,轴承间隙可调整,即使被施加预载,也能获得高精度地旋转运动。而且,由于其特殊的结构,在工业机器人中通常用作关节轴承。
滚动体是圆柱滚子的向心滚动轴承。圆柱滚子轴承内部结构采用滚子呈平行排列,滚子之间装有间隔保持器或者隔离块,可以防止滚子的倾斜或滚子之间相互摩擦,有效防止了旋转扭矩的增加。
交叉滚子轴承带有可转动的台面、用以装夹工件并实现回转和分度定位的机床附件,简称转台或第四轴。转台按功能的不同可分为通用转台和精密转台两类。
交叉滚子轴承在循环加载情况下,材料产生疲劳破坏所需的应力或应变的循环数。对实际构件,常以工作小时计。构件在出现工程裂纹(宏观可见或可检的裂纹,长度约0.2~1.0mm)以前的疲劳寿命称为裂纹形成寿命。自工程裂纹扩展至完全断裂的疲劳寿命称为裂纹扩展寿命。总寿命是二者之和。材料在疲劳破坏前所经历的应力循环数称为疲劳寿命。对实际构件,常以工作小时计。在给定重复荷载作用下使材料破损所必需的应力或应变循环次数。通常分为裂缝形成寿命和裂缝扩展寿命。现在普遍认为应力变化范围是影响疲劳寿命的主要因素,前者大则后者短,反之亦然。
交叉滚子轴承游隙即轴承在未安装于轴或轴承箱时,将其内圈或外圈的一方固定,然后便于未被固定的一方做径向或轴向移动时的移动量。根据移动方向,可分为径向游隙和轴向游隙。
交叉滚子轴承是一种新型轴承,有其特殊结构特点和优势。虽然在国外,无论其理论研究还是生产技术均相当成熟,但在国内,对此类轴承的研究是寥寥无几。在轴承的设计和应用中,轴承的承载能力和寿命问题是必须考虑的问题。因此,研究交叉滚子轴承的机理具有十分重要的学术和实用价值。对交叉滚子轴承的材料﹑特点和国内研究现状作了详细介绍,并对交叉滚子轴承未来的研究方向进行了展望。
首先,通过刚性假设和经典Herz理论,对交叉滚子轴承的滚子与内、外圈接触问题进行了研究,确定了内圈与轴,外圈与轴承座之间过盈配合对游隙的影响公式,推导了接触套圈的应力计算公式以及线接触椭圆柱面应力分布的一些重要公式。其次,基于以上理论,对轴承载荷分布进行了研究,建立了轴承静态径向载荷和偏心轴向载荷分析模型。分析了外加径向和轴向载荷、力矩载荷以及滚子数目对轴承载荷分布的影响规律。此外还建立了动态径向载荷分析模型,得出了转速、外载荷和径向游隙变化条件下的载荷分布规律。
其次,根据滚动轴承载荷分布理论和经典接触理论,推导了交叉滚子轴承的额定动负荷和额定静负荷公式。依据Lundberg-palmgren疲劳寿命理论,建立了疲劳寿命计算模型,并结合工程用的交叉滚子轴承寿命计算模型,计算得出了不同结构参数和载荷参数对轴承疲劳寿命的影响规律。
最后,利用优化设计理论,提出滚动轴承寿命优化的目标函数,并且根据理论和实际使用情况确定边界条件,结合Matlab遗传优化算法工具箱编制程序,并利用Matlab中的GUI模块编写人机交互界面,从而使普通工程技术人员不必了解Matlab语言即可使用本文编写的优化程序,方便在实际设计工作时使用,得出优化结果,提高了轴承寿命。
综上所述,本文对交叉滚子轴承载荷分布、疲劳寿命和结构优化三方面问题做了