تبلیغات
تحقیقات دبیرستان و راهنمایی - مهندسی مکانیک
آرشیو موضوعی
نظرسنجی
نظر شما در مورد این وبلاگ چیست؟






صفحات وبلاگ
خبرنامه
لینكستان
درباره ...

Designed By : DavoodSysteM
Powered By : MihanBlog

:: مهندسی مکانیک

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 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 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 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:

زمینه‌های فعالیّت در مهندسی مکانیک

زمینه‌های فعالیّت مهندسی مکانیک به طور مفصّل‌تر عبارت‌اند از:

  • در زمینهٔ طراحی:

    • ماشین‌ها و دستگاه‌هایی که هر نوع محصولی را ساخته و بسته‌بندی می‌کنند.

    • تجهیزات گردنده مانند پمپ‌ها، فشرده‌سازها (کمپرسورها)، دمنده‌ها، توربوماشین‌ها (توربین‌ها و ...).

    • موتورهای درون‌سوز (موتورهای احتراق داخلی)

    • مخزن‌های تحت فشار، رآکتورها، مبادله‌کن‌های گرمایی، دیگ‌های بخار

    • سامانه‌های لوله‌کشی

    • وسیله‌های نقلیه مانند خودرو (اتومبیل)، کامیون، اتوبوس، هواپیما و ...

    • تجهیزات حمل مواد مانند تسمه نقّاله‌ها، روبات‌ها و ...

  • در زمینهٔ تحلیل:

    • شکست دستگاه‌ها

    • بهبود عملکرد و قابلیّت اطمینان

    • انتقال گرما

    • ارتعاشات مکانیکی

  • در زمینهٔ آزمایش:

    • آزمایش کیفیّت، امنیّت و قابلیّت اطمینانِ فرآورده‌ها، دستگاه‌ها و فرآیندها

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

روند تأثیرپذیری مهندسی مکانیک

ظهور رایانه‌ها و توسعهٔ فن‌آوری رایانه‌ای، مهندسی مکانیک را تا حدّ زیادی تحت تأثیر قرار داده است. تخته‌های ترسیم مهندسی جای خود را به روش‌های طراحی به کمک رایانه (CAD) داده‌اند و نرم‌افزارهای محاسباتی پیچیده و توانمند، مهندسان مکانیک را قادر ساخته‌اند تا بتوانند مسئله‌های تخصصی پیچیده را به گونه‌ای مطلوب و کارا حل نمایند.

هم‌چنین، نگرانی‌هایی فزاینده‌ای که در مورد محیط زیست و حفظ آن برای نسل‌های آینده وجود دارد، سبب شده است تا مهندسان مکانیک، در طراحی‌ها و فرآیندهای ساخت خود، مسئلهٔ حفظ محیط زیست و بهره‌وری بهینه از انرژی‌ها و تولید فرآورده‌های قابل بازیافت و دوست‌دار محیط زیست را لحاظ کنند.

آیندهٔ شغلی مهندسی مکانیک

چشم‌انداز شغلی مهندسان مکانیک، امیدبخش و بااستحکام است. برای مثال، در ایالات متحدهٔ امریکا، 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، رایانه و
الکترونیک، 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.

مباحث اساسی در مهندسی مکانیک

مبحث‌ها و موضوع‌های اساسی مهندسی مکانیک عبارت‌اند از: ایستایی‌شناسی (استاتیک)، پویایی‌شناسی (دینامیکمکانیک ماده‌ها (مقاومت مصالح)، مهندسی ترمودینامیک ، مکانیک شاره‌ها (مکانیک سیالات)، انتقال گرما (انتقال حرارتنظریهٔ کنترل، شاره‌شناسی (هیدرولیک)، گازشناسی (پنوماتیک) و مکاترونیک.
هم‌چنین انتظار می‌رود یک مهندس مکانیک بتواند مفاهیم اساسی
شیمی و مهندسی برق را درک کرده و در طراحی به کار بندد.

ایستایی‌شناسی

ایستایی‌شناسی یا استاتیک، شاخه‌ای از فیزیک است که به بحث درباره‌ی سامانه‌های فیزیکی در حال تعادل ایستا (یا تعادل استاتیکی) می‌پردازد. تعادل ایستا حالتی است که در آن، مکان نسبیِ زیرسامانه‌ها نسبت به یک‌دیگر تغییر نکند یا آن‌که اجزا و سازه‌ها در اثر اعمال نیروهای خارجی، در حال ایستا و سکون باقی بمانند. در حالت تعادل ایستا، سامانهٔ مورد نظر یا در حال سکون است یا مرکز جرم (گرانیگاه) آن با سرعت ثابت حرکت می‌کند.

با استفاده از قانون دوم نیوتون به این نتیجه می‌رسیم که در یک سامانهٔ در حال تعادل ایستا، نیروی خالص و نیز گشتاور خالص وارد بر هر یک از جرم‌های درون سامانه برابر با صفر است، و این بدان معناست که در ازای هر نیرویی که بر یک جزء یا مؤلفه از سامانه وارد می‌شود، نیرویی به همان اندازه ولی در جهت مخالف به آن جزء اعمال می‌گردد. این‌که نیروی خالص وارد بر سامانه برابر با صفر باشد، به عنوان شرط اول تعادل شناخته می‌شود. این شرط که گشتاور خالص وارد بر سامانه برابر با صفر باشد، به شرط دوم تعادل موسوم است.

ایستایی‌شناسی از جمله مباحثی است که در تجزیه و تحلیل سازه‌ها، مثلاً در مهندسی سازه یا معماری، کاربرد بسیار دارد. مقاومت مصالح (مکانیک ماده‌ها) شاخه‌ای مرتبط از علم مکانیک است که مبحث تعادل ایستا در آن بسیار به کار می‌رود.

پویایی شناسی

پویایی شناسی یا دینامیک نام یکی از شاخه‌های دانش فیزیک است که با نیروها و تأثیر آن‌ها بر حرکت اجسام سر و کار دارد.

در حالت کلی حرکت یک ذره از دو دیدگاه مختلف می‌تواند مورد بررسی قرار گیرد به بیان دیگر می‌توان گفت، بطور کلی مکانیک کلاسیک که در آن حرکت اجسام مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد، شامل دو قسمت سینماتیک و دینامیک است. در بخش سینماتیک از علت حرکت بخشی به میان نمی‌آید و حرکت بدون توجه به عامل ایجاد کننده آن بررسی می‌شود. بنابراین در سینماتیک حرکت بحث بیشتر جنبه هندسی دارد.

اما در دینامیک علتهای حرکت مورد توجه قرار می‌گیرند. یعنی هر ذره یا جسم همواره در ارتباط با محیط اطراف خود و متاثر از آنها فرض می‌شود محیط اطراف حرکت را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به عنوان مثال فرض کنید، جسمی با جرم معین بر روی یک سطح افقی در حال لغزش است. در این مثال سطح افقی به عنوان یکی از محیطهای اطراف جسم با اعمال نیروی اصطکاک در مقابل حرکت جسم مقاومت می‌کند.

مکانیک ماده‌ها                                                                         

مکانیک ماده‌ها یا مکانیک مواد یا مقاومت مصالح، بخشی از علم مواد است که به مطالعهٔ استحکام مواد مهندسی و رفتار مکانیکی آن‌ها در حالت کلی (مانند تنش، کرنش، تغییر شکل و رابطه‌های میان تنش و کرنش) می‌پردازد. استحکام یا تاب در جملهٔ اخیر به معنای استحکام فشاری، استحکام کششی و استحکام برشی می‌باشد که هریک از این عبارت‌ها خود به ترتیب، به مفهوم حالت حدّ نهایی تنش فشاری، تنش کششی و تنش برشی می‌باشند.

ترمودینامیک

ترمودینامیک علم بررسی رفتار مواد در برابر کار و انرژی (معمولا به شکل گرما) است.

ترمودینامیک حالت تعادل سیستم را بررسی می‌کند و ارتباطی به زمان ندارد.

ترمودینامیک برای دانشجویان رشته‌های شیمی، فیزیک، علم مواد و شاخه‌های مهندسی مرتبط تدریس می‌شود

مکانیک شاره‌ها

مکانیک شاره‌ها یا مکانیک سیالات، در واقع بخش پیشرفته‌تر مکانیک اجسام صلب است و با همان اصول سادهٔ مکانیک مواد صلب آغاز می‌شود. ولی آن‌چه آن دو را از هم متمایز می‌سازد این است که آن‌چه با عنوان سیال از آن یاد می‌شود بر خلاف اجسام صلب قادر به تحمل تنش برشی نیست. با دانستن این مسئله می‌توان معادله‌هایی را برای تحلیل حرکت این مواد طرح‌ریزی کرد. به جز چند اصل اساسی مکانیک سیالات، بقیهٔ اصل‌های آن به صورت تجربی استخراج و استفاده می‌شود.

انتقال گرما

علم انتقال گرما به تحلیل آهنگ انتقال گرما در سیستم می‌پردازد. انتقال انرژی از طریق شارش گرما را نمی‌توان مستقیما اندازه‌گیری کرد ولی این انتقال چون به یک کمیت قابل اندازه‌گیری به نام دما ارتباط دارد، دارای مفهوم فیزیکی است.

از قدیم در اثر مشاهده پی بردند که در صورت وجود اختلاف دما در یک سیستم، گرما از ناحیهٔ پر دما به ناحیهٔ کم دما چریان می‌یابد. چون گرما به دلیل و

:: نوع مطلب : فیزیک ,

:: نوشته شده توسط : شوتوکان در پنجشنبه 17 فروردین 1385 و ساعت 05:04 ق.ظ

:: ویرایش شده در جمعه 18 فروردین 1385 و ساعت 01:04 ب.ظ

لینك ثابت   نظرات ( )

:: مطالب پیشین