مهندسی مکانیک 

تعریف

مهندسی مکانیک شاخه ای از مهندسی است که با طراحی، ساخت و راه اندازی دستگاه ها و ماشین ها سروکار دارد. همچنین این در رشته در ارتباط نزدیک با ماشینهایی است که کارهای متنوع بسیار و یا تبدیل انرژی های مختلف نظیر انرژی خورشید، انرژی هسته ای و انرژی شیمیایی را به انرژی حرکتی انجام می دهند. مهندسی مکانیک نقش بسزایی در بالا بردن امنیت زندگی، بهبود کیفیت کلی زندگی، و نیز ایجاد شور و نشاط اقتصادی ایفا می کند. مهندسی مکانیک در نقش زمینه ای برای سایر علوم فیزیکی می باشد. به جرئت می توان گفت که مهندسی مکانیک گسترده ترین رشتهٔ مهندسی از نظر دامنهٔ فعالیت ها و کاربردها است.

مهندسان مکانیک، اصول اساسی نیرو، انرژی، حرکت و گرما را به کار برده و با دانش تخصصی خود، سیستم های مکانیکی و دستگاه ها و فرآیندهای گرمایی را طراحی کرده و می سازند. مهندسان مکانیک، گسترهٔ وسیعی از دستگاه ها، فرآورده ها و فرآیندها را تولید می کنند؛ به عنوان نمونه:
موتورها و سیستم های کنترل خودرو و هواپیما، نیروگاه های الکتریکی، دستگاه های پزشکی، اجزا و قطعه های گوناگون از موتورهای با ابعاد میکروسکوپی گرفته تا چرخ دنده های غول آسا، فناوری لیزر، طراحی و ساخت به کمکرایانه، ماشینی کردن یا خودکارسازی (اتوماسیون) و روباتیک، انواع گوناگونی از فرآورده های مصرفی از دستگاه های تهویهٔ مطبوع گرفته تا رایانه های شخصی و تجهیزات ورزشی، ماشین ها و دستگاه هایی که هر یک از فرآورده های بالا را به صورت انبوه تولید می کنند.

می توان گفت تقریباً همهٔ جنبه های زندگی، در ارتباط با مهندسی مکانیک هستند. هر چیزی که حرکت کند یا انرژی مصرف نماید، احتمالاً یک مهندس مکانیک در طراحی یا ساخت آن نقش داشته است.

مهندسان مکانیک معروف

چند تن از مهندسان مکانیک معروف که پیش از این می زیسته اند، عبارت اند از:

• کارل (فردریش) بنز (۱۸۴۴-۱۹۲۹): مخترع موتور های دیزلی و بنیان گذار موتور های احتراق داخلی ( هم دوره با دایملر و می باخ)و سازنده اولین خودروی تجاری ، مبدع پدال گاز در خودرو و سیستم جرقه زنی با استفاده از شمع و باتری، مخترع کلاچ و مکانیزم تعویض دنده ، کاربراتور و رادیاتور نیز از اختراعات اوست.
• گوتلیب ویلهلم دایملر (۱۸۳۴-۱۹۰۰): مهندس و طراح صنعتی ، به همراه می باخ مخترع اولین موتور سیکلت (دوچرخه موتور دار)و پیشرو در گسترش موتور های احتراق داخلی، پدر بزرگ موتور های احتراق داخلی.
• چستر کارل سون (۱۹۰۶-۱۹۶۸): دستگاه زیراکس از نو آوری های اوست.
• ساموئل کولت (۱۸۱۴-۱۸۶۲): سازندهٔ اسلحهٔ کولت.
• سویچیرو هوندا (۱۹۰۶-۱۹۹۱): بنیان گذار شرکت معروف هوندا.
• آیزاک سینگر (سینجر) (۱۸۱۱-۱۸۷۵): سازندهٔ نخستین چرخ خیاطی خانگی.
• آلفرد برنارد نوبل: پایه گذار اندیشهٔ جایزهٔ نوبل.
• رودولف دیزل: سازندهٔ موتورهای معروف دیزل که با گازوئیل کار می کنند.
• ویلیس کریر: مخترع تهویه مطبوع
• دونالد کرن:در زمینه مبدلهای حرارتی خدمات ارزنده ای بر جای نهاد و مولف کتاب heat exchanger design نیز می باشد.
• می باخ ویلهلم(1846-1929):مهندس و طراح صنعتی، صاحب نشان میباخ، همکاری با دایملر در ساخت موتور های احتراق داخلی و موتور های چهار زمانه،دارنده دکترای افتخاری از دانشگاه اشتوتگارت، عضو افتخاری انجمن مهندسین آلمان.
• نیکلاس اتو(1832-1891):مهندس ومخترع اولین موتور احتراق داخلی با بازدهی مطلوب ،تعمیم دهنده مفهوم چهار زمانه به موتورهای احتراق داخلی.
• جیمز وات : تکمیل کننده موتور بخار و پدر انقلاب صنعتی

زمینه های فعالیّت در مهندسی مکانیک

زمینه های فعالیّت مهندسی مکانیک به طور جامع تر عبارت اند از:

• در زمینهٔ طراحی:
• ماشین ها و دستگاه هایی که هر نوع محصولی را ساخته و بسته بندی می کنند.
• تجهیزات گردنده مانند پمپ ها، فشرده سازها (کمپرسورها)، دمنده ها، توربوماشین ها (توربین ها و ...).
• موتورهای درون سوز
• مخزن های تحت فشار، رآکتورها، مبادله کن های گرمایی، دیگ های بخار
• سامانه های لوله کشی
• وسیله های نقلیه مانند خودرو، کامیون، اتوبوس، هواپیما، قطار و ...
• تجهیزات حمل مواد مانند تسمه نقّاله ها، روبات ها و ...
• طراحی کنترلر برای سیستمهای دینامیکی

• در زمینهٔ تحلیل:
• شکست دستگاه ها
• بهبود عملکرد و قابلیّت اطمینان
• انتقال گرما
• ارتعاشات مکانیکی، آکوستیک
• پیزوالکتریک

• در زمینهٔ آزمایش:
  • آزمایش کیفیّت، امنیّت و قابلیّت اطمینانِ فرآورده ها، دستگاه ها و فرآیندها

• در زمینه فرآیندهای ساخت و تولید
• فرایندهای ماشینکاری سنتی
• فرایندهای ماشینکاری غیر سنتی
• فرایندهای شکل دهی شامل شکل دهی ورقی و حجمی
• طراحی و ساخت قالبها و قیود
• روشهای اتصال و جوشکاری
• عملیات حرارتی
• روشهای ریخته گری
• مترولوژی و سیستم های اندازه گیری

• زمینه های نوین
• فن آوری نانو
• سیستم های میکروالکترومکانیکی (حسگری و عملگری)
• سیستم های دارو رسانی در ابعاد نانو
• سیستم های میکرو و نانو سیالاتی
• نانو روباتها

• همکاری با مهندسان دیگر رشته ها (مانند مهندسی عمران، برق، شیمی و ...) به منظور طراحی واحدهای تولیدکنندهٔ انواع گوناگون فرآورده ها

آینده شغلی مهندسی مکانیک

چشم انداز شغلی مهندسان مکانیک، امیدبخش و بااستحکام است. برای مثال، در ایالات متحد آمریکا، رشد شغل ها و حرفه های مربوط به مهندسی مکانیک، هر سال حدود ۱۶٪ (۳۵ هزار شغل) است و انتظار می رود این آهنگ رشد تا سال ۲۰۰8 میلادی حفظ شود. مهندسان مکانیک از روزگاران گذشته تا به امروز، اغلب در بخش های صنعتی زیر نقش عمده ای ایفا می کنند:
هوا فضا، خودروسازی، واحدهای شیمیایی، فن آوری نانو، رایانه و الکترونیک، ساختمان سازی، انواع فرآورده های مصرفی، انرژی، مشاوره مهندسی و بخش های دولتی.
هم چنین صنعت پزشکی و داروسازی، فرصت های شغلی هیجان انگیزی را برای مهندسان مکانیک به وجود آورده اند تا نیروها و دانش های زیستی را در هم بیامیزند. همچنین فرصت شغلی این رشته در ایران نسبت به رشته های دیگر بسیار مناسب است.

گرایشهای مهندسی مکانیک در دانشگاههای ایران

• مکانیک - حرارت و سیالات (فعالیت در زمینه ی نیروگاههای حرارتی و برودتی و پالایشگاههای نفت و... )
• مکانیک - طراحی جامدات (فعالیت در طراحی ماشین آلات صنعتی و صنعت خودرو سازی و... )
• مکانیک - ساخت و تولید (فعالیت در کارگاههای ابزارسازی ، جوشکاری و ساخت و تولید ماشین الات صنعتی و ...)
• مکانیک - دریا ( تنها در دانشگاه صنعتی شریف از حدود 3 سال پیش تدریس میشود)

مباحث اساسی در مهندسی مکانیک

مبحث ها و موضوع های اساسی مهندسی مکانیک عبارت اند از:

• ایستایی شناسی (استاتیک)
• پویایی شناسی (دینامیک)
• مکانیک ماده ها (مقاومت مصالح)
• ترمودینامیک مهندسی
• مکانیک شاره ها (مکانیک سیالات)
• دینامیک سیّالات
• انتقال گرما (انتقال حرارت)
• نظریهٔ کنترل
• سیستم های کنترل شامل:
• سیستم های هیدرولیکی کنترل
• سیستم های نیوماتیکی کنترل
• سیستم های ارتعاشی کنترل
  • سیستم های مکاترونیکی کنترل

مهم ترین نرم افزارهای مورد استفاده در مهندسی مکانیک

Adams

LS-DYNA

AUTODYN

pro-engineer پرو/اینجینیر(نرم افزار طراحی قطعات)

Marc (نرم افزار تحلیل نیروها و تنشها)

Ansys نرم افزاری برای تحلیل مهندسي قطعات در تحليل هاي ديناميكي

cad نرم افزار طراحي 2d و3d

Catia(نرم افزار طراحی قطعات)

Gambit

MasterCAm (تولید به کمک کامپیوتر)

Fluent(نرمافزار تحلیل و بر رسی حرکت سیالات)

Matlab(نرم افزاری برای نوشتن برنامه و محاسبات ریاضی در مهندسی)

Mathcad

Working Model

Nastran

PATRAN

Abaqus

Solidworks (نرم افزار طراحی قطعات) PDMS

Autocad(نرم افزار طراحی قطعات)

برچسب: نویسنده: hasan تاريخ: چهارشنبه 2 بهمن 1392 ساعت: 14:01