مهندسی مکانیک شاخه‌ای از مهندسی است که با طراحی، ساخت و راه‌اندازی دستگاه‌ها و ماشین‌ها سروکار دارد. تهیه و ساخت دستگاه‌هایی که انرژی‌های مختلف نظیر انرژی خورشید، انرژی هسته‌ای و انرژی شیمیایی را به کار می‌گیرند نیز در حوزهٔ این شاخه از دانش 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؛ از آن جمله می‌توان به موتورها و سیستمهای کنترل، نیروگاههای الکتریکی، دستگاه‌های پزشکی، چرخ‌دنده‌ها، فناوری لیزر، طراحی و ساخت به کمک رایانه، خودکارسازی و رباتیک، دستگاه‌های تهویهٔ مطبوع و تجهیزات کارخانه‌ها اشاره کرد.
مهندسی مکانیک ابتدا در طی انقلاب صنعتی در اروپا در قرن ۱۸ میلادی به عنوان یک شاخهٔ مجزا شناخته شد؛ با این وجود این شاخهٔ دانش در طی هزاران سال توسعه پیدا کرده است. دانش مهندسی مکانیک در قرن ۱۹ میلادی درنتیجهٔ پیشرفت‌های فیزیک نشأت گرفت. این شاخه به طور پیوسته‌ای تکامل یافته تا پیشرفت‌های فناوری را به‌کار گیرد و امروزه مهندسان مکانیک به دنبال گسترش دانش در رشته‌هایی چون مواد مرکب، مکاترونیک و نانوتکنولوژی هستند. مهندسی مکانیک به میزان‌های متفاوتی، هم‌پوشانی‌هایی با مهندسی هوافضا، مهندسی متالورژی، مهندسی دریا،مهندسی معدن، مهندسی عمران، مهندسی برق، مهندسی نفت و مهندسی شیمی دارد.
مهندسان مکانیک معروف
چند تن از مهندسان مکانیک معروف که پیش از این می‌زیسته‌اند، عبارت‌اند از:
- جیمز وات (۱۷۳۶-۱۸۱۹): تکمیل کننده موتور بخار و پدر انقلاب صنعتی.
- کارل بنز (۱۸۴۴-۱۹۲۹): مخترع موتورهای دیزلی و بنیان گذار موتورهای 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 موتورهای احتراق داخلی، پدر بزرگ موتورهای احتراق داخلی.
- ویلهلم می باخ(۱۸۴۶-۱۹۲۹):مهندس و طراح صنعتی، صاحب نشان میباخ، همکاری با دایملر در ساخت موتورهای احتراق داخلی و موتورهای چهار زمانه، دارنده دکترای افتخاری از دانشگاه اشتوتگارت، عضو افتخاری انجمن مهندسین آلمان.
- چستر کارل‌سون (۱۹۰۶-۱۹۶۸): دستگاه زیراکس از نوآوری‌های اوست.
- ساموئل 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 (۱۸۳۳-۱۸۹۶): پایه‌گذار اندیشهٔ جایزهٔ نوبل.
- رودولف دیزل(۱۸۵۸-۱۹۱۳): سازندهٔ موتورهای معروف دیزل که با گازوئیل کار می‌کنند.
- نیکلاس اتو(۱۸۳۲-۱۸۹۱):مهندس ومخترع اولین موتور احتراق داخلی با بازدهی مطلوب، تعمیم دهنده مفهوم چهار زمانه به موتورهای احتراق داخلی.
- فلیکس وانکل(۱۹۰۲-۱۹۸۸): مخترع موتور دورانی وانکل.
- ویلیس کریر: مخترع تهویه مطبوع
- دونالد کرن:در زمینه مبدلهای حرارتی خدمات ارزنده‌ای بر جای نهاد و مولف کتاب heat exchanger design نیز می‌باشد.
زمینه‌های فعالیّت در مهندسی مکانیک
زمینه‌های فعالیّت مهندسی مکانیک به طور جامع‌تر عبارت‌اند از:
- در زمینهٔ طراحی:
- ماشین‌ها و دستگاه‌هایی که هر نوع محصولی را ساخته و بسته‌بندی می‌کنند.
- تجهیزات گردنده مانند توربوماشین‌ها (توربین‌ها، پمپ‌ها ، کمپرسورها ، دمنده‌ها و ...).
- موتورهای درون‌سوز
- مخزن‌های تحت فشار، رآکتورها
- مبادله‌کن‌های گرمایی، دیگ‌های بخار ، کندانسورها ، اواپراتورها و ...
- سامانه‌های لوله‌کشی
- وسیله‌های نقلیه مانند خودرو، کامیون، اتوبوس، هواپیما، قطار و ...
- تجهیزات حمل مواد مانند تسمه‌نقّاله‌ها، روباتها و ...
- طراحی کنترلر برای سیستمهای دینامیکی
- طراحی سیستمهای تهویه مطبوع و گرمایش و سرمایش در ساختمان ها
- در زمینهٔ تحلیل:
- شکست دستگاه‌ها
- بهبود عملکرد و قابلیّت اطمینان
- انتقال گرما
- ارتعاشات مکانیکی، آکوستیک
- پیزوالکتریک
- در زمینهٔ آزمایش:
- آزمایش کیفیّت، امنیّت و قابلیّت اطمینانِ فرآورده‌ها، دستگاه‌ها و فرآیندها
- در زمینه فرآیندهای ساخت و تولید
- فرایندهای ماشینکاری سنتی
- فرایندهای ماشینکاری غیر سنتی
- فرایندهای شکل‌دهی شامل شکل‌دهی ورقی و حجمی
- طراحی و ساخت قالبها و قیود
- روشهای اتصال و جوشکاری
- عملیات حرارتی
- روشهای ریخته گری
- مترولوژی و سیستمهای اندازه گیری
- زمینه‌های نوین:
- فن آوری نانو
- سیستمهای میکرو و نانو الکترومکانیکی (حسگری و عملگری)
- سیستمهای دارو رسانی در ابعاد نانو
- سیستمهای میکرو و نانو سیالاتی
- نانو کامپوزیتها ، نانوكريستالها، نانولوله های کربنی
- نانو روباتها
- همکاری با مهندسان دیگر رشته‌ها (مانند مهندسی عمران، برق، شیمی و ...) به منظور طراحی واحدهای تولیدکنندهٔ انواع گوناگون فرآورده‌ها
گرایش‌های مهندسی مکانیک در دانشگاه‌های ایران
- گرایش‌های عمومی
- مکانیک - طراحی جامدات (فعالیت در طراحی ماشین آلات صنعتی، خطوط تولید کارخانجات، طراحی سیستمهای انتقال نیرو و...)
- مکانیک - حرارت و سیالات (فعالیت در زمینهٔ طراحی موتورهای احتراق داخلی، موتورهای جت، بررسی‌های ایرودینامیکی، هوافضا، طراحی سیستمهای هیدرولیکی و پنوماتیکی، نیروگاههای حرارتی و برودتی و پالایشگاههای نفت و تاسیسات مکانیکی ساختمان و...)
- مکانیک - ساخت و تولید (فعالیت در کارگاههای قالب سازی، ابزارسازی، جوشکاری و ساخت و تولید ماشین الات صنعتی و...)
- گرایش‌های خاص
- مکانیک - دریا
- مکانیک - تأسیسات
- مکانیک - نیروگاه
- مکانیک - مهندسی خودرو
- مکانیک - مکاترونیک
- مکانیک - هوافضا
- مکانیک - بیومکانیک
- مکانیک - سیستمهای انرژی
مباحث اساسی در مهندسی مکانیک
مبحث‌ها و موضوع‌های اساسی مهندسی مکانیک عبارت‌اند از:
- ایستایی‌شناسی (استاتیک)
- پویایی‌شناسی (دینامیک)
- مکانیک ماده‌ها (مقاومت مصالح)
- طراحی اجزاء ماشین
- ترمودینامیک
- مکانیک شاره‌ها (مکانیک سیالات)
- انتقال گرما (انتقال حرارت)
- ارتعاشات مکانیکی
- کنترل اتوماتیک
- سیستمهای کنترل شامل:
- سیستمهای هیدرولیکی کنترل
- سیستمهای نیوماتیکی کنترل
- سیستمهای ارتعاشی کنترل
- سیستمهای حرارتی کنترل
مهم‌ترین نرم‌افزارهای مورد استفاده در مهندسی مکانیک
- ADAMS (نرم‌افزار شبیه سازی و تحلیل سیستمهای دینامیکی)
- Working Model (نرم‌افزار شبیه سازی و تحلیل سیستمهای دینامیکی)
- LS-DYNA (نرم افزار شبیه سازی ضربه و فرایند های انفجاری)
- AUTODYN (نرم افزار شبیه سازی ضربه و فرایند های انفجاری)
- Ansys (نرم‌افزاری برای تحلیل مهندسی قطعات در تحلیل‌های دینامیکی)
- Abaqus (نرم‌افزار تحلیل نیروها و تنشها)
- Algor (نرم‌افزار تحلیل نیروها و تنشها)
- Cosmos (نرم‌افزار تحلیل نیروها و تنشها)
- NASTRAN (نرم‌افزار تحلیل نیروها و تنشها)
- PATRAN (نرم‌افزار تحلیل نیروها و تنشها)
- Marc (نرم‌افزار تحلیل نیروها و تنشها)
- Fluent (نرم افزار شبیه سازی حرکت سیالات ویا به عبارتی حل معادلات مومنتوم به صورت عددی )
- Gambit(نرم فزاری برای مدلسازی و ایجاد مدل ریاضی برای حل گر فلوئنت)
- +Star-ccm (نرم‌افزار محاسبات عددی سیالات)
- ++FLO (نرم‌افزار محاسبات عددی سیالات)
- ++CFD (نرم‌افزار محاسبات عددی سیالات)
- OpenFoam (نرم‌افزار محاسبات عددی سیالات)
- fidap (نرم‌افزار محاسبات عددی سیالات)
- Ansys CFX (نرم‌افزار محاسبات عددی سیالات)
- Autodesk Simulation CFD (نرم‌افزار محاسبات عددی سیالات)
- Matlab (نرم‌افزاری برای نوشتن برنامه و محاسبات ریاضی در مهندسی)
- Mathcad (نرم‌افزار محاسبات ریاضی و مهندسی)
- Maple (نرم‌افزار محاسبات ریاضی و مهندسی)
- Mathematica (نرم‌افزار محاسبات ریاضی و مهندسی)
- catia (نرم‌افزار طراحی قطعات)
- solidworks (نرم‌افزار طراحی قطعات)
- pro-engineer (نرم‌افزار طراحی قطعات)
- Autocad (نرم‌افزار طراحی قطعات)
- Autodesk inventor (نرم‌افزار طراحی قطعات)
- Mechanical Desktop (نرم‌افزار طراحی قطعات)
- Microstation (نرم‌افزار طراحی قطعات)
- PDMS (نرم افزار طراحی پلنت)
- PDS (نرم افزار طراحی پلنت)
- CaePipe (نرم افزار طراحی پایپینگ)
- AutoPipe (نرم افزار طراحی پایپینگ)
- AutoPlant (نرم افزار طراحی پلنت و پایپینگ)
- EES (نرم‌افزار شبیه سازی و تحلیل سیستمهای ترمودینامیکی و حرارتی)
- CATT2 (نرم‌افزار جداول ترمودینامیکی)
- Thermo-Calc (نرم‌افزار شبیه سازی و تحلیل سیستمهای ترمودینامیکی و حرارتی)
- Thermoflow (نرم افزار طراحی و شبیه سازی نیروگاههای حرارتی)
- Carrier HAP (نرم افزار قدرتمند طراحي سيستم هاي تهويه مطبوع از شركت كرير آمريكا)
- Aspen B-Jac (نرم افزار طراحی مبدلهای حرارتی)
- Aspen HTFS (نرم افزار طراحی مبدلهای حرارتی)
- CFTurbo (نرم افزار طراحی توربوماشین)
- Numeca FINE/Turbo (نرم افزار طراحی توربوماشین)
- Autodesk MEP (نرم افزار ترسیم نقشه تاسیسات ساختمان)
- Autodesk Alias Automotive (نرم افزار طراحی بدنه خودرو)
- GT Suite (نرم افزار طراحی موتور خودرو)
- Engine Analyzer Pro (نرم افزار طراحی موتور خودرو)
- CarSim (نرم‌افزار شبیه سازی و تحلیل دینامیکی حرکت خودرو)
- Power shape (نرم‌افزار مدلسازی تولید قطعات)
- Power mill (نرم‌افزار شبیه سازی تولید قطعات)
- MasterCAM (تولید به کمک کامپیوتر)
- SurfCAM (تولید به کمک کامپیوتر)
- Deform (نرم افزار آنالیز شکل دهی)
- Procast (نرم افزار شبیه سازی ریخته گری)
- COADE PVElite (نرم افزار طراحی مخازن تحت فشار)
- COADE CAESAR II (نرم افزار تحلیل تنش خطوط لوله)
- COADE CADWorx (نرم افزار طراحی پلنت)
- COADE TANK (نرم افزار طراحی مخازن ذخیره)
- pipenet-pipeflow-pipesys-pipesim-pipephase (نرم افزارهای تحلیل جریان پایپینگ)
- Piping systems fluid flow (نرم افزار تحلیل جریان پایپینگ)
- Epanet (نرم افزار طراحی لوله کشی منطقه ای و شهری)
منبع:ویکی
نظرات شما عزیزان:
:: برچسب‌ها:
معرفی مکانیک,
مکانیک,
معرفی مهندسی مکانیک,
تبادل
لینک هوشمند
