پنج شنبه, 31 خرداد 1397

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. این رشته یکی از قدیمی‌ترین و گسترده‌ترین رشته‌های مهندسی است.

مهندسی مکانیک نیازمند فهم مفاهیمی همانند مکانیک، دینامیک، ترمودینامیک، دانش مواد، تحلیل سازه‌ها و الکتریسیته است.

مهندسان مکانیک، اصول اساسی نیرو، انرژی، حرکت و گرما را به کار برده و با دانش تخصصی خود، سیستم‌های مکانیکی و دستگاه‌ها و فرایندهای گرمایی را طراحی کرده و می‌سازند. مهندسان مکانیک، گسترهٔ وسیعی از دستگاه‌ها، فراورده‌ها و فرایندها را تولید می‌کنند؛ از آن جمله می‌توان به موتورها و سیستم‌های کنترل، نیروگاه‌های الکتریکی، دستگاه‌های پزشکی، چرخ‌دنده‌ها، فناوری لیزر، طراحی به کمک رایانه، مهندسی به کمک رایانه و تولید 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 کرده‌است. دانش مهندسی مکانیک در قرن ۱۹ میلادی درنتیجهٔ پیشرفت‌های فیزیک نشأت گرفت. این شاخه به‌طور 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 میزان زیادی هم‌پوشانی‌هایی با مهندسی هوافضا، مهندسی خودرو، مهندسی مکاترونیک، مهندسی برق، مهندسی پزشکی (بیومکانیک)، مهندسی شیمی، مهندسی عمران، مهندسی متالورژی، مهندسی دریا، مهندسی راه آهن (ماشینهای ریلی)، مهندسی رباتیک، مهندسی صنایع، مهندسی معدن، مهندسی نفت و مهندسی هسته‌ای دارد.

 

چند تن از مهندسان مکانیک معروف که پیش از این می‌زیسته‌اند، عبارت‌اند از:

 

جیمز وات (۱۷۳۶–۱۸۱۹): تکمیل‌کننده موتور بخار و پدر انقلاب صنعتی.

 

گوتلیب 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.

 

کارل بنز (۱۸۴۴–۱۹۲۹): مخترع موتورهای دیزلی و بنیان‌گذار 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.

 

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.

 

فردیناند پورشه (۱۸۷۵–۱۹۵۱): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی پورشه.

 

فرانتس جوزف پوپ (۱۸۸۶–۱۹۵۴): یکی از سه بنیان‌گذار شرکت خودروسازی ب ام و.

 

آگوست هورش (۱۸۶۸–۱۹۵۱): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی آئودی.

 

آدام اوپل (۱۸۳۷–۱۸۹۵): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی اوپل.

 

انزو فراری (۱۸۹۸–۱۹۸۸): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی فراری.

 

فروچیو لامبورگینی (۱۹۱۶–۱۹۹۳): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی لامبورگینی.

 

اتوره بوگاتی (۱۸۸۱–۱۹۴۷): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی بوگاتی.

 

آرماند پژو (۱۸۴۹–۱۹۱۵): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی پژو.

 

آندره سیتروئن (۱۸۷۸–۱۹۳۵): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی سیتروئن.

 

لوئی رنو (۱۸۷۷–۱۹۴۴): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی رنو.

 

ویلیام سی. دورانت (۱۸۶۱–۱۹۴۷): بنیان‌گذار شرکت جنرال موتورز.

 

هنری فورد (۱۸۶۳–۱۹۴۷): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی فورد.

 

لوئیس شورولت (۱۸۷۸–۱۹۴۱): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی شورولت.

 

دیوید دانبار بیوک (۱۸۵۴–۱۹۲۹): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی بیوک.

 

والتر کرایسلر (۱۸۷۵–۱۹۴۰): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی کرایسلر.

 

هنری ام. لیلند (۱۸۴۳–۱۹۳۲): بنیان‌گذار شرکت‌های خودروسازی کادیلاک و لینکلن.

 

کیشیرو تویودا (۱۸۹۴–۱۹۵۲): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی تویوتا.

 

یوشیسوکه آیکاوا (۱۸۸۰–۱۹۶۷): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی نیسان.

 

جوجیرو ماتسودا (۱۸۷۵–۱۹۵۲): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی مزدا.

 

سوییشیرو هوندا (۱۹۰۶–۱۹۹۱): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی هوندا.

 

چستر کارلسون (۱۹۰۶–۱۹۶۸): دستگاه زیراکس از نوآوری‌های اوست.

 

ساموئل کلت (۱۸۱۴–۱۸۶۲): سازندهٔ اسلحهٔ کلت.

 

آیزاک سینگر (۱۸۱۱–۱۸۷۵): سازندهٔ نخستین چرخ خیاطی خانگی.

 

رودولف دیزل(۱۸۵۸–۱۹۱۳): سازندهٔ موتورهای معروف دیزل که با گازوئیل کار می‌کنند.

 

نیکلاس اتو(۱۸۳۲–۱۸۹۱): مهندس و مخترع 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(۱۸۷۶–۱۹۵۰): مخترع تهویه مطبوع

 

*ابراهیم اسماعیل زاده(۱۹۴۴-تاکنون) پدر علم مکانیک ایران.

 

زمینه‌های فعالیّت مهندسی مکانیک به‌طور جامع‌تر عبارت‌اند از:

در زمینهٔ طراحی:

ماشین‌ها و دستگاه‌هایی که هر نوع محصولی را ساخت و تولید می‌کنندتجهیزات دوار مانند توربوماشین‌ها (توربین‌ها، پمپ‌ها، کمپرسورها، دمنده‌ها و …)

موتورهای درون‌سوز، موتور جت و موتور موشک مخزن‌های تحت فشار، رآکتورهای شیمیایی و رآکتورهای هسته‌ایمبدلهای حرارتی (بویلرها، کندانسورها، اواپراتورها و …) سامانه‌های لوله‌کشی

وسیله‌های نقلیه مانند خودرو، کامیون، اتوبوس، هواپیما، کشتی، قطار و …تجهیزات حمل مواد مانند تسمه‌نقّاله‌ها، رباتها و …طراحی کنترلر برای سیستمهای دینامیکی

طراحی سیستم‌های اچ‌وی‌ای‌سی، تهویه مطبوع، گرمایش و سرمایش در ساختمان‌ها  تصویر یک کشتی

در زمینهٔ تحلیل:

خستگی، خزش و شکست دستگاه‌هاروش اجزاء محدود و دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)انتقال گرما، مکانیک سیالاتارتعاشات مکانیکی، آکوستیککمانش ستون‌ها، تیرها، ورق و پوسته‌ها یک میل‌لنگ CAD

در زمینهٔ آزمایش:'

آزمایش کیفیت، بهبود عملکرد و قابلیّت اطمینان فراورده‌ها، دستگاه‌ها و فرایندهاآزمون‌های غیرمخربدایره مور

در زمینه فرایندهای ساخت و تولید:

فرایندهای ماشینکاری سنتیفرایندهای ماشینکاری غیر سنتیفرایندهای شکل‌دهی شامل شکل‌دهی ورقی و حجمیطراحی و ساخت قالبها و قیودروش‌های اتصال و جوشکاریعملیات حرارتی روش‌های ریخته‌گری

مترولوژی و سیستم‌های اندازه‌گیری  ک دستگاه ماشینکاری

زمینه‌های نوین:

فناوری نانو bسیستم‌های میکرو الکترومکانیکی و سیستم‌های نانو الکترومکانیکی (حسگری و عملگری)سیستم‌های دارو رسانی در ابعاد نانوسیستم‌های میکرو و نانو سیالاتی

نانو کامپوزیتها، نانوکریستالها، نانولوله‌های کربنینانو روباتها

میکرو توبول‌ها و نانو توبول‌ها کامپوزیت فیبر کربن

همکاری با مهندسان دیگر رشته‌ها (مانند مهندسی عمران، برق، شیمی و …) به منظور طراحی واحدهای تولیدکنندهٔ انواع گوناگون فراورده‌ها

آینده شغلی مهندسی مکانیک

چشم‌انداز شغلی مهندسان مکانیک، امیدبخش و با استحکام است. برای مثال، در ایالات متحد آمریکا، رشد شغل‌ها و حرفه‌های مربوط به مهندسی مکانیک، هر سال حدود ۱۶٪ (۳۵ هزار شغل) است و انتظار می‌رود این آهنگ رشد تا سالهای آینده حفظ شود. مهندسان مکانیک از روزگاران گذشته تا به امروز، اغلب در بخش‌های صنعتی زیر نقش عمده‌ای ایفا می‌کنند:

هوا فضا، خودروسازی، واحدهای شیمیایی، فناوری نانو، رایانه و الکترونیک، ساختمان‌سازی، انواع فراورده‌های مصرفی، انرژی، مشاوره 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 رشته‌های دیگر بسیار مناسب است.

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 آیرودینامیکی، هوافضا، طراحی سیستم‌های هیدرولیکی و نیوماتیکی، نیروگاه‌های حرارتی، گازی و آبی، پالایشگاه‌های نفت و گاز، پتروشیمی و تأسیسات مکانیکی ساختمان و…)

مکانیک - ساخت و تولید (فعالیت در کارگاه‌های قالب سازی، ابزارسازی، ماشین ابزار و ساخت و تولید ماشین آلات صنعتی و…)

گرایش‌های خاص

مکانیک - خودرو

مکانیک - هوافضا

مکانیک - دریا

مکانیک - ماشینهای ریلی

مکانیک - تأسیسات حرارتی و برودتی

مکانیک - نیروگاه

مکانیک - بیومکانیک

مکانیک - مکاترونیک

مکانیک - سیستم‌های انرژی

مکانیک- بایوسیستم (کشاورزی)

مباحث اساسی در مهندسی مکانیک

مبحث‌ها و موضوع‌های اساسی مهندسی مکانیک عبارت‌اند از:

ایستایی (استاتیک)

پویایی (دینامیک)

مکانیک مواد (مقاومت مصالح)

طراحی اجزاء ماشین

ترمودینامیک

مکانیک شاره‌ها (مکانیک سیالات)

انتقال گرما (انتقال حرارت)

ارتعاشات مکانیکی

دینامیک ماشین

کنترل خودکار (کنترل اتوماتیک)

علم مواد و روش‌های تولید

ریاضیات مهندسی