مهندسی مکانیک چیست؟
رشته مهندسی مكانیك را شاید بتوان از نقطه‌نظر تنوع موضوعات تحت پوشش،
جامع‌ترین رشته مهندسی به شمار آورد. رشته مهندسی مكانیك در برگیرنده تمامی
علوم و فنونی است كه با تولید تبدیل و استفاده از انرژی، ایجاد و تبدیل
حركت و انجام كار، تولید و ساخت قطعات و ماشین‌آلات و به كارگیری مواد
مختلف در ساخت آنها و همچنین طراحی و كنترل سیستم‌های مكانیكی، حرارتی و
سیالاتی مرتبط می‌باشد،به عبارت دیگر محاسبات فنی، مدلسازی و شبیه‌سازی
طراحی و تهیه نقشه‌ها ، تدوین روش ساخت ، تولید و آزمایش ماشین‌آلات و
تاسیسات مورد استفاده در جهان امروز، با تكیه بر توانایی‌های مهندسان
مكانیك انجام می‌گیرد.
تعریف و شرح
مهندسی
مکانیک شاخه‌ای از مهندسی است که با طراحی، ساخت و راه‌اندازی دستگاهها و
ماشین‌ها سروکار دارد. مهندسی مکانیک نقش به سزایی در بالا بردن امنیّت
زندگی، بهبود کیفیّت کلّی زندگی، و نیز ایجاد شور و نشاط اقتصادی ایفا
می‌کند. به جرئت می‌توان گفت که مهندسی مکانیک، گسترده‌ترین رشته? مهندسی
از نظر دامنه? فعالیّت‌ها و کاربردها است.
مهندسان مکانیک، اصول
اساسی نیرو، انرژی، حرکت و گرما را به کار برده و با دانش تخصصی خود،
سیستم‌های مکانیکی و دستگاهها و فرآیندهای گرمایی را طراحی کرده و
می‌سازند. مهندسان مکانیک، گستره? وسیعی از دستگاهها، فرآورده‌ها و
فرآیندها را تولید می‌کنند؛ به عنوان نمونه:
موتورها و سیستم‌های
کنترل خودرو و هواپیما، نیروگاههای الکتریکی، دستگاه‌های پزشکی، اجزا و
قطعه‌های گوناگون از موتورهای با ابعاد میکروسکوپی گرفته تا چرخ‌دنده‌های
غول‌آسا، فناوری لیزر، طراحی و ساخت به کمک رایانه، ماشینی کردن یا
خودکارسازی (اتوماسیون) و روباتیک، انواع گوناگونی از فرآورده‌های مصرفی از
دستگاه‌های تهویه? مطبوع گرفته تا رایانه‌های شخصی و تجهیزات ورزشی،
ماشین‌ها و دستگاه‌هایی که هر یک از فرآورده‌های بالا را به صورت انبوه
تولید می‌کنند.
می‌توان گفت تقریباً همه جنبه‌های 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.
کاربرد و زیر شاخه ها
رشته
مهندسی مكانیك دارای واحدهایی ملموس و كاربردی است ولی داشتن شناخت كافی
نسبت به این رشته قبل از انتخاب آن ضروری است. اغلب واحدهای این رشته دارای
ریاضیات دیفرانسیلی پیچیده و تجسم فیزیكی هستند كه منجر به سخت شدن این
واحدها می شوند. ضمنا واحدهای كارگاهی و فعالیت در واحدهای تولیدی نیز از
ویژگی های این رشته می باشد كه داوطلبان آن را با محیطهای صنعتی آشنا كرده و
پیوند می زند.
معرفی اجمالی زیر شاخه ها:
الف – گرایش مكانیك در طراحی جامدات
هدف
تربیت آزمایشگاهی متخصصانی است كه بتوانند در مراكز تولید و كارخانه ها
اجزاء و مكانیزم ماشین آلات مختلف را طراحی كنند. دروس این دوره شامل دروس
نظری، آزمایشگاهی، كارگاه و پروژه و كارآموزی است. فارغ التحصیلان می
توانند در كارخانجات مختلف نظیر خودروسازی ، صنایع نفت، ذوب فلزات و صنایع
غذایی و غیره مشغول شوند و برای این دوره امكان ادامه تحصیل تا سطح
كارشناسی ارشد و دكتری در داخل یا خارج از كشور وجود دارد. موفقیت داوطلبان
به آگاهی آنها در دروس جبر و مثلثات، هندسه ، فیزیك و مكانیك همچنین
آشنایی و تسلط آنان به زبان خارجی بستگی فراوان دارد. از جمله دروس این
دوره می توان دروس مقاومت مصالح، طراحی و دینامیك را نام برد. در این رشته
زمینه اشتغال و بازاركار خوب وجود دارد و مطالب ارائه شده در طول تحصیل
برای دانشجویان محسوس و قابل لمس است.
ب – گرایش مكانیك در حرارت و سیالات
این
رشته در به كاربردن علوم و تكنولوژی مربوط جهت طرح و محاسبه اجزاء
سیستمهایی كه اساس كار آنها مبتنی بر تبدیل انرژی ، انتقال حرارت و جرم است
به متخصصان كارآیی لازم را می دهد و آنها را جهت فعالیت در صنایع مختلف
مكانیك در رشته حرارت و سیالات (نظیر مولدهای حرارتی، انتقال سیال
نیروگاههای آبی، موتورهای احتراقی و … ) آماده می سازد. فارغ التحصیلان
این دوره قادر به طراحی و محاسبه اجزا و سیستمها در بخشهای عمده ای از
صنایع نظیر صنایع خودروسازی ، نیروگاههای حرارتی و آبی، صنایع غذایی، نفت،
ذوب فلزات و غیره هستند.
فارغ التحصیلان این دوره می توانند تا مقطع
كارشناسی ارشد و دكتری در داخل یا خارج از كشور ادامه تحصیل دهند. داوطلبان
این رشته باید در دروس ریاضی و فیزیك تسلط داشته و با یك زبان خارجی آشنا
باشند. دروس این رشته شامل مطالبی در زمینه های حرارت و سیالات ، می باشد.
نظر
دانشجویان: با توجه به اینكه اصولا تحصیلات دانشگاهی به خصوص در زمینه های
مهندسی نیاز صد در صد به علاقه مندی داوطلب دارد، بنابراین عدم داشتن
علاقه و همچنین عدم تقویت دروس اساسی و پایه ای در بخش مكانیك مانند ریاضی،
فیزیك – مكانیك ، شیمی ، رسم فنی (تجسم بالا داشتن) و هوش نسبتا خوب و عدم
روحیه تجزیه و تحلیل در مسائل باعث دلسردی و از دست دادن انگیزه تحصیل و
ركورد شدید در تحصیلات خواهد شد.
ج – گرایش ساخت و تولید
هدف
تربیت كارشناسانی است كه با به كاربردن تكنولوژی مربوط به ابزارسازی، ریخته
گری ، جوشكاری، فرم دادن فلزات ، طرح كارگاه یا كارخانه های تولیدی آماده
كار در زمینه ساخت و تولید ماشین آلات صنایع (كشاورزی ، نظامی، ماشین سازی،
ابزارسازی ، خودروسازی و … ) باشند. فارغ التحصیلان این دوره قادر
خواهند بود در صنایعی مانند ماشین سازی، ابزارسازی، خودروسازی ، صنایع
كشاورزی، صنایع هوایی و تسلیحاتی به ساخت و تولیدی ماشین آلات، طراحی
كارگاه و یا كارخانه تولیدی بپردازند و نظارت و بهره برداری و اجرای صحیح
طرحها را عهده دار شوند. داوطلبان این رشته باید در دروس ریاضی، فیزیك و
مكانیك از آگاهی كافی برخوردار باشند. دروس این دروه شامل مطالبی در مورد
نحوه تولید، طراحی قالبهای پرس، طراحی قید و بندها، كار و برنامه ریزی با
ماشینهای اتوماتیك، اصول كلی و نحوه كار با ماشینهای دستی و تعمیر و نصب
تمام سرویسهای صنعتی می باشد و درصد نسبتا بالایی از آنها به صورت عملی
ارائه می گردد. داوطلب باید سالم باشد تا بتواند كارهای كارگاهی را به خوبی
انجام دهد و استعداد كارهای فنی را داشته باشد. با توجه به خودكفایی صنایع
كشور این رشته دارای بازار كار خوبی است.
مهندسی مکانیک در ایران
دانشكده
مهندسی مكانیك از جمله اولین واحدهائی است كه در سال 1336 هجری شمسی و
همزمان با تأسیس دانشكده پلی تكنیك تهران فعالیتهای آموزشی خود را آغاز
نموده است. در سال 1340 نخستین دانش آموختگان آن موفق به اخذ گواهینامه
كارشناسی ارشد پیوسته در رشتة مهندسی مكانیك شدند.
در شروع آموزش
این مهندسی در ایران ، مهندسی مکانیک با برق یکی بود و «الکترومکانیک»
نامیده می‌شد. اما این دو رشته حدود 40 سال پیش از هم جدا شدند و به مرور
رشته‌های دیگری مانند مهندسی شیمی و مواد نیز از مهندسی مکانیک جدا شد و
مهندسی مکانیک به عنوان رشته مهندسی مکانیک عمومی ارایه گردید. ولی با
پیشرفت صنعت و نیاز صنایع به تخصص‌های مختلف در این زمینه، از مهندسی
مکانیک عمومی دو گرایش «طراحی جامدات» و «حرارت و سیالات» و بعد از آن
«ساخت و تولید» بیرون آمد و بالاخره باید به مهندسی دریا اشاره کرد که هنوز
در دانشگاه صنعتی شریف به عنوان یکی از گرایشهای مهندسی مکانیک ارایه
می‌شود.
مهندسی مکانیک چیست؟
مهندسی مکانیک شاخه‌ای از مهندسی است که با طراحی، ساخت و راه‌اندازی
دستگاهها وماشینها
سروکار دارد. مهندسی مکانیک نقش به سزایی در بالا بردن امنیّت زندگی،
بهبود کیفیّت کلّی زندگی، و نیز ایجاد شور و نشاط اقتصادی ایفا می‌کند. به
جرئت می‌توان گفت که مهندسی مکانیک، گسترده‌ترین رشتهٔ مهندسی از نظر
دامنهٔ فعالیّت‌ها و کاربردها است.
مهندسان مکانیک، اصول اساسی نیرو،انرژی،
حرکت و گرما را به کار برده و با دانش تخصصی خود، سیستم‌های مکانیکی و
دستگاهها و فرآیندهای گرمایی را طراحی کرده و می‌سازند. مهندسان مکانیک،
گسترهٔ وسیعی از دستگاهها، فرآورده‌ها و فرآیندها را تولید می‌کنند؛ به
عنوان نمونه:
موتورها و سیستم‌های کنترل خودرو و هواپیما، نیروگاههای
الکتریکی، دستگاه‌های پزشکی، اجزا و قطعه‌های گوناگون از موتورهای با ابعاد
میکروسکوپی گرفته تاچرخدنده های غول‌آسا، فناوری لیزر، طراحی و ساخت به
کمک رایانه، ماشینی کردن یاخودکارسازی (اتوماسیون) و روباتیک، انواع
گوناگونی از فرآورده‌های مصرفی از دستگاه‌های تهویهٔ مطبوع گرفته تا
رایانه‌های شخصی و تجهیزات ورزشی، ماشین‌ها و دستگاه‌هایی که هر یک از
فرآورده‌های بالا را به صورت انبوه تولید می‌کنند.
می‌توان
گفت تقریباً همهٔ جنبه‌های 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 می‌زیسته‌اند، عبارت‌اند از:
· کارل(فردریش)بنز(۱۸۴۴-۱۹۲۹)
· گوتلیب ویلهلم دایملر (۱۸۳۴-۱۹۰۰): ماشینهای مرسدس بنزامروزی، حاصل کار او و کارل بنز است.
· چستر کارلسون(۱۹۰۶-۱۹۶۸): دستگاه زیراکس از نو‌آوری‌های اوست.
· سامویل کولت(۱۸۱۴-۱۸۶۲): سازندهٔ اسلحهٔ کولت.
· سویچیرو هوندا (۱۹۰۶-۱۹۹۱): بنیان‌گذار شرکت معروف هوندا.
· آیزاک سینگر (سینجر) (۱۸۱۱-۱۸۷۵): سازندهٔ نخستین چرخ خیاطی خانگی.
· آلفرد برنارد نوبل : پایه‌گذار اندیشهٔ جایزهٔ نوبل.
· رودولف دیزل : سازندهٔ موتورهای معروف دیزل که با گازوئیل کار می‌کنند.
· ویلیس کریر:مخترع تهویه مطبوع
زمینه‌های فعالیّت در مهندسی مکانیک
زمینه‌های فعالیّت مهندسی مکانیک به طور جامع‌تر عبارت‌اند از:
· در زمینهٔ طراحی:
o ماشین‌ها و دستگاه‌هایی که هر نوع محصولی را ساخته و بسته‌بندی می‌کنند.
o تجهیزات گردنده مانند پمپ‌ها، فشرده‌سازها (کمپرسورها)، دمنده‌ها، توربوماشین‌ها (توربین‌ها و …).
o موتورهای درونسوز
o مخزن‌های تحت فشار، رآکتورها، مبادله‌کن‌های گرمایی، دیگ‌های بخار
o سامانه های لوله‌کشی
o وسیله‌های نقلیه مانندخودرو وکامیون،اتوبوس،هواپیما، قطار و …
o تجهیزات حمل مواد مانند تسمه‌نقّاله‌ها، روباتها و …
· در زمینهٔ تحلیل:
o شکست دستگاهها
o بهبودعملکرد و قابلیّت اطمینان
o انتقال گرما
o ارتعاشات مکانیکی، آکوستیک
o پیزوالکتریک
· در زمینهٔ آزمایش:
o آزمایش کیفیّت، امنیّت و قابلیّت اطمینانِ فرآورده‌ها، دستگاهها و فرآیندها
· در زمینه فرآیندهای ساخت و تولید
o فرایندهای ماشینکاری سنتی
o فرایندهای ماشینکاری غیر سنتی
o فرایندهای شکل‌دهی شامل شکل‌دهی ورقی و حجمی
o طراحی و ساخت قالبها و قیود
o روشهای اتصال و جوشکاری
o عملیات حرارتی
o روشهای ریخته گری
o مترولوژی و سیستم‌های اندازه گیری
· زمینه های نوین :
o فن آوری نانو
o سیستم های میکروالکترومکانیکی (حسگری و عملگری)
o سیستم های دارو رسانی در ابعاد نانو
o سیستم های میکرو و نانو سیالاتی
o نانو روباتها
· همکاری
با مهندسان دیگر رشته‌ها (مانند مهندسی عمران، برق، شیمی و …) به منظور
طراحی واحدهای تولیدکنندهٔ انواع گوناگون فرآورده‌ها
آیندهٔ شغلی مهندسی مکانیک
چشم‌انداز شغلی مهندسان مکانیک، امیدبخش و بااستحکام است. برای مثال، درایالات متحده آمریکا،
رشد شغل‌ها و حرفه‌های مربوط به مهندسی مکانیک، هر سال حدود ۱۶٪ (۳۵ هزار
شغل) است و انتظار می‌رود این آهنگ رشد تا سال ۲۰۰۶ میلادی حفظ شود.
مهندسان مکانیک از روزگاران گذشته تا به امروز، اغلب در بخشهای صنعتی زیر
نقش عمده‌ای ایفا می‌کنند:
هوا فضا، خودروسازی، واحدهای شیمیایی، فن آوری نانو، رایانه والکترونیک، ساختمان‌سازی، انواع فرآورده‌های مصرفی، انرژی، مشاورهٔ مهندسی و بخشهای دولتی.
همچنین
صنعت پزشکی و داروسازی، فرصت‌های شغلی هیجان‌انگیزی را برای مهندسان
مکانیک به وجود آورده‌اند تا نیروها و دانش‌های زیستی را در هم بیامیزند.
همچنین فرصت شغلی این رشته در ایران نسبت به رشته های دیگر بسیار مناسب
است.
مباحث اساسی در مهندسی مکانیک
مبحث‌ها
و موضوع‌های اساسی مهندسی مکانیک عبارت‌اند از:ایستایی
شناسی(استاتیک)،پویایی شناسی(دینامیک)،مکانیک ماده ها(مقاومت
مصالح)،ترمودینامیک مهندسی،مکانیک شاره ها(مکانیک سیالات)،دینامیک
سیالات،انتقال گرما(انتقال حرارت)،نظریه کنترل ، سیستم‌های کنترلی شامل هیدرولیک ونیوماتیک،ارتعاشات،مکاترونیک.
همچنین انتظار می‌رود یک مهندس مکانیک بتواند مفاهیم اساسی شیمی ومهندسی برق را درک کرده و در طراحی به کار بندد.
مهم‌ترین نرم افزارهای مورد استفاده در مهندسی مکانیک
- Adams LS-DYNA AUTODYN pro-engineer
- Ansys Catia Fluent Matlab
- Working Model Nastran PATRAN Abaqus
- Solidworks PDMS Autocad inventor
- Mechanical Desktop Microstation AutoPlant Maple
- CadPipe AutoPipe building systems Cosmus
- Ceasar II
