مهندسی مکانیک

[Mohamad]

شاخهای از مهندسی است که با طراحی، ساخت و راهاندازی دستگاهاو 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 چرخ دندههای غولآسا، فناوری لیزر، طراحی و ساخت به کمک رایانه ، ماشینی کردن یاخودکار سازی (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:
کارال(فردیش)(۱۸۴۴-۱۹۲۹)
گوتلیب ویلهم دایملر (۱۸۳۴-۱۹۰۰): ماشینهای مرسدس بنز امروزی، حاصل کار او و کارل بنز است.
چستر کارال سوم (۱۹۰۶-۱۹۶۸): دستگاه زیراکس از نوآوریهای اوست.
ساموئل کولت (۱۸۱۴-۱۸۶۲): سازندهٔ اسلحهٔ کولت.
سویحرو هوندا (۱۹۰۶-۱۹۹۱): بنیانگذار شرکت معروف هوندا.
آیزاک سینگر (سینجر) (۱۸۱۱-۱۸۷۵): سازندهٔ نخستین چرخ خیاطی خانگی.
آلفرد بنارد هول : پایهگذار اندیشهٔ جایزهٔ نوبل.
رودلف دیزل: سازندهٔ موتورهای معروف دیزل که با گازوئیل کار میکنند.
ویلیس کریل : مخترع تهویه هوا

[Mohamad]

الف – گرایش مکانیک در طراحی جامدات

هدف تربیت آزمایشگاهی متخصصانی است که بتوانند در مراکز تولید و کارخانهها اجزاء و مکانیزم ماشینآلات مختلف را طراحی کنند. دروس این دوره شامل دروس نظری، آزمایشگاهی، کارگاه و پروژه و کارآموزی است. فارغالتحصیلان میتوانند در کارخانجات مختلف نظیر خودروسازی ، صنایع نفت، ذوب فلزات و صنایع غذایی و غیره مشغول شوند و برای این دوره امکان ادامه تحصیل تا سطح کارشناسی ارشد و دکتری در داخل یا خارج از کشور وجود دارد. موفقیت داوطلبان به آگاهی آنها در دروس جبر و مثلثات، هندسه ، فیزیک و مکانیک همچنین آشنایی و تسلط آنان به زبان خارجی بستگی فراوان دارد. از جمله دروس این دوره میتوان دروس مقاومت مصالح، طراحی و دینامیک را نام برد. در این رشته زمینه اشتغال و بازارکار خوب وجود دارد و مطالب ارایه شده در طول تحصیل برای دانشجویان محسوس و قابل لمس است.


ب – گرایش مکانیک در حرارت و سیالات

این رشته در به کاربردن علوم و تکنولوژی مربوط جهت طرح و محاسبه اجزاء سیستمهایی که اساس کار آنها مبتنی بر تبدیل انرژی ، انتقال حرارت و جرم است به متخصصان کارآیی لازم را میدهد و آنها را جهت فعالیت در صنایع مختلف مکانیک در رشته حرارت و سیالات (نظیر مولدهای حرارتی، انتقال سیال نیروگاههای آبی، موتورهای احتراقی و … ) آماده میسازد. فارغالتحصیلان این دوره قادر به طراحی و محاسبه اجزا و سیستمها در بخشهای عمدهای از صنایع نظیر صنایع خودروسازی ، نیروگاههای حرارتی و آبی، صنایع غذایی، نفت، ذوب فلزات و غیره هستند.

فارغالتحصیلان این دوره میتوانند تا مقطع کارشناسی ارشد و دکتری در داخل یا خارج از کشور ادامه تحصیل دهند. داوطلبان این رشته باید در دروس ریاضی و فیزیک تسلط داشته و با یک زبان خارجی آشنا باشند. دروس این رشته شامل مطالبی در زمینههای حرارت و سیالات ، میباشد.

نظر دانشجویان: با توجه به اینکه اصولا تحصیلات دانشگاهی به خصوص در زمینههای مهندسی نیاز صد در صد به علاقهمندی داوطلب دارد، بنابراین عدم داشتن علاقه و همچنین عدم تقویت دروس اساسی و پایهای در بخش مکانیک مانند ریاضی، فیزیک – مکانیک ، شیمی ، رسم فنی (تجسم بالا داشتن) و هوش نسبتا خوب و عدم روحیه تجزیه و تحلیل در مسایل باعث دلسردی و از دستدادن انگیزه تحصیل و رکورد شدید در تحصیلات خواهد شد.

ج - گرایش ساخت و تولید
هدف تربیت کارشناسانی است که با به کاربردن تکنولوژی مربوط به ابزارسازی، ریختهگری ، جوشکاری، فرم دادن فلزات ، طرح کارگاه یا کارخانههای تولیدی آماده کار در زمینه ساخت و تولید ماشینآلات صنایع (کشاورزی ، نظامی، ماشینسازی، ابزارسازی ، خودروسازی و … ) باشند. فارغالتحصیلان این دوره قادر خواهند بود در صنایعی مانند ماشینسازی، ابزارسازی، خودروسازی ، صنایع کشاورزی، صنایع هوایی و تسلیحاتی به ساخت و تولیدی ماشینآلات، طراحی کارگاه و یا کارخانه تولیدی بپردازند و نظارت و بهرهبرداری و اجرای صحیح طرحها را عهدهدار شوند. داوطلبان این رشته باید در دروس ریاضی، فیزیک و مکانیک از آگاهی کافی برخوردار باشند. دروس این دروه شامل مطالبی در مورد نحوه تولید، طراحی قالبهای پرس، طراحی قید و بندها، کار و برنامهریزی با ماشینهای اتوماتیک، اصول کلی و نحوه کار با ماشینهای دستی و تعمیر و نصب تمام سرویسهای صنعتی می باشد و درصد نسبتا بالایی از آنها به صورت عملی ارایه میگردد. داوطلب باید سالم باشد تا بتواند کارهای کارگاهی را به خوبی انجام دهد و استعداد کارهای فنی را داشته باشد. با توجه به خودکفایی صنایع کشور این رشته دارای بازار کار خوبی است.

در حقیقت رشته مکانیک بخشی از علم فیزیک است که با استفاده از مفاهیم پایه علم فیزیک و به تبع آن ریاضی به بررسی حرکت اجسام و نیروهای وارد بر آنها میپردازد و میکوشد تا با توجه به نتایج بررسیهای خود ، طرحی نو در زمینه فنشناسی و صنعت ارایه دهد و در راه پیشرفت انسان گامی به جلو بردارد.

به عبارت دیگر رشته مکانیک، رشته پیاده کننده علم فیزیک است چون برای مثال بررسی حرکت خودرو و عوامل موثر بر روی آن برعهده فیزیک است. اما این که چگونه حرکت آن تنظیم گردد بر عهده مکانیک میباشد.

دکتر آریا الستی استاد مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف در معرفی این علم میگوید:

«علم مکانیک به تحلیل حرکت و عوامل ایجاد کننده حرکت مانند نیروها و گشتاورها و شکل حرکت میپردازد. اما مهندسی مکانیک تا حدودی با علم مکانیک تفاوت دارد چرا که یک مهندس مکانیک علاوه بر علم مکانیک باید بسیاری از علوم دیگر را یاد گرفته و بعضی از هنرها را نیز کسب کند. شاید بتوان گفت که رشته مهندسی مکانیک ، رشته تحلیل و طراحی سیستمهای دینامیکی و استاتیکی است.»

دکتر محمد دورعلی یکی دیگر از اساتید مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف نیز در معرفی این رشته میگوید:

«رشته مهندسی مکانیک را شاید بتوان از نقطهنظر تنوع موضوعات تحت پوشش، جامعترین رشته مهندسی به شمار آورد. چون رشته مهندسی مکانیک در برگیرنده تمامی علوم و فنونی است که با تولید ، تبدیل و استفاده از انرژی، ایجاد و تبدیل حرکت و انجام کار، تولید و ساخت قطعات و ماشینآلات و به کارگیری مواد مختلف در ساخت آنها و همچنین طراحی و کنترل سیستمهای مکانیکی، حرارتی و سیالاتی مرتبط میباشد.

به عبارت دیگر محاسبات فنی، مدلسازی و شبیهسازی ، طراحی و تهیه نقشهها ، تدوین روش ساخت ، تولید و آزمایش تمامی ماشینآلات و تاسیسات موجود در دنیا ، با تکیه بر تواناییهای مهندسان مکانیک انجام میگیرد.»

[Mohamad]

گرایشهای مقطع لیسانس:

رشته مهندسی مکانیک دارای سه گرایش «طراحی جامدات ، حرارت و سیالات، ساخت و تولید» در مقطع لیسانس میباشد که البته دانشگاه صنعتی شریف دارای گرایشهای دیگری نیز هست.

مهندسی مکانیک ( در سطح کارشناسی)

در شروع آموزش مهندسی در ایران ، مهندسی مکانیک با برق یکی بود و «الکترومکانیک» نامیده میشد. اما این دو رشته حدود ?? 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. ما در اینجا به معرفی اجمالی هر یک از گرایشهای فوق میپردازیم.

گرایش حرارت و سیالات
همانطور که از نام این گرایش پیداست مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات به مبحث حرارت و مسایل مربوط به سیالات می پردازد. به عبارت دیگر در این رشته عوامل موثر بر خواص مختلف حرکت سیال بخصوص سیال داغ مطالعه شده و اثر عبور سیال بر محیط محل عبور مانند نیروهایی که در اثر عبور خود در محل ایجاد میکند و یا طولهای ناشی از اثر افزایش و یا کاهش دما در اعضای مختلف یک دستگاه، بررسی میشود. همچنین از دروس اصلی این رشته میتوان به مکانیک سیالات اشاره کرد که نیروهای وارد بر جسم متحرک در سیال را بررسی میکند.

دکتر الستی در معرفی این گرایش میگوید:

«گرایش حرارت و سیالات به فیزیک حرارت و مکانیک سیالات میپردازد و وظیفهاش تحلیل و طراحی سیستمها از دیدگاه حرارتی و سیالاتی است . برای مثال در طراحی یک موتور احتراق داخلی، مسایل مربوط به تبدیل حرارت به انرژی ، انتقال حرارت، حفظ موتور در حرارت مناسب و سرد نگهداشتن موتور توسط یک مهندس مکانیک حرارت و سیالات بررسی میشود.

همچنین مسایل مربوط به تاسیسات ساختمان و رآکتورها، انتقال آب ، نفت و گاز ، طراحی نیروگاههای مختلف ، طراحی توربو ماشینها (ماشینهای دوار) مثل توربینهای بخار، توربینهای گاز و فنکویلها به گرایش سیالات مربوط میشود.»

شهرداد صادق مهندس مکانیک گرایش حرارت و سیالات نیز در معرفی این رشته میگوید:

«دانشجویان این گرایش در زمینه تهویه مطبوع ، دستگاههای آب و فاضلاب و گرم کننده ساختمانها و به طور کلی مباحث «تاسیساتی» مطالعه میکنند. در ضمن در این رشته مباحث مربوط به طراحی نیروگاهها ، موتورهای احتراق داخلی و طراحی انواع موتورهای درونسوز اتومبیلها مطالعه می گردد.»

گرایش طراحی جامدات
گرایش طراحی جامدات به بررسی انواع نیروها، حرکتها و تاثیر آنها بر اجزاء مختلف ماشین میپردازد. در واقع مهندس طراحی جامدات با توجه به نیازهای جامعه ، دستگاهها و ماشینهای مختلف را طراحی میکند.

محمد رضوی مهندس مکانیک گرایش طراحی جامدات در معرفی این گرایش میگوید:

«هر ماشین از دو قسمت متحرک و ثابت تشکیل شده است. حال بررسی این مطلب که حرکت مورد نیاز ماشین از چه راهی تامین شده و چگونه از منبع تولید به جایگاه مورد استفاده انتقال پیدا کند و بالاخره چگونه از این حرکت استفاده گردد تا بیشترین بازدهی را داشته باشد، در حیطه وظایف مهندسی طراحی جامدات است. همچنین ابداع و پیشبینی دستگاه تنظیم ماشینآلات نیز از مسایل مطرح در این گرایش میباشد.

در واقع مهندس طراح جامدات باید تمامی نیروها و گشتاورهایی را که به هر عضو ماشین وارد میشود بررسی کرده و بهترین حالت قطعه مورد نظر را برای تمامی آن نیروها و گشتاورها و همچنین در برای داشتن بهترین کارایی به دست آورده و کارایی مناسب آن قطعه را در زمان طولانی تضمین کند.»

دکتر الستی در معرفی این گرایش میگوید:

« طراحی سیستم ، طراحی ماشینهای تراش، فرز، چاپ و قسمتهای تعلیق ، سیستمهای انتقال قدرت و دینامیک یک خودرو، توسط مهندسان این گرایش طراحی میشود. همچنین یک هواپیما قسمتهای مربوط به فرود، پرواز، کنترل پرواز به نحوی مربوط به طراحی جامدات میگردد.»

دکتر قرشی استاد دانشگاه صنعتی شریف نیز در معرفی این گرایش میگوید:

«گرایش طراحی جامدات به طراحی ماشینآلات و اجزای آنها، ارتعاشات ماشینآلات، دینامیک آنها و کنترل سیستمها میپردازد.»

گفتنی است که دو گرایش طراحی جامدات و حرارت و سیالات بسیار نزدیک به هم هستند و تنها در ?? واحد درسی با یکدیگر تفاوت دارند. بنابراین فارغالتحصیلان آنها نیز تواناییهای مشترک زیادی دارند.

گرایش ساخت و تولید
یک قطعه باید به چه روشی ساخته شود تا دارای تولیدی سریع و ارزان و همچنین کیفیت مناسب و وقت و کارایی مطلوب باشد؟

پاسخ به این سوال مهم بر عهده مهندسان گرایش ساخت و تولید است. چرا که به گفته دکتر الستی یک مهندس ساخت و تولید به مسایل مربوط به ساخت بهینه و تولید با کیفیت بالا میپردازد. در واقع این گرایش بیشتر به مشکلات و معضلات ساخت و تولید میپردازد و در نتیجه نسبت به دو گرایش حرارت و سیالات و طراحی جامدات علمیتر است و دو گرایش فوق جنبه عملیتر دارند.

دکتر قرشی نیز با تاکید بر کابردی بودن این گرایش میگوید:

«گرایش ساخت و تولید به زمینههای کاربردی مهندسی مکانیک میپردازد و مهندس این گرایش در زمینه شکل دادن فلزات ، طراحی قالبها و ساخت قطعههای گوناگون فعالیت میکند.»

گرایش مهندسی دریا
یکی از گرایشهای مهندسی مکانیک که تنها در دانشگاه صنعتی شریف ارایه میگردد، مهندسی دریا (کشتیسازی) است چرا که در دانشگاههای دیگر از جمله دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشگاه خلیج فارس و دانشگاه سیستان و بلوچستان، مهندسی دریا به عنوان یک رشته مستقل با سه گرایش مهندسی کشتیسازی ، مهندسی کشتی و دریانوردی ارایه میشود.

اما چرا دانشگاه صنعتی شریف، مهندسی دریا را به عنوان یکی از گرایشهای مهندسی مکانیک ارایه میدهد؟

دکتر الستی در پاسخ به این سوال میگوید:

«مهندس دریا گرایش کشتیسازی مسایلی از قبیل طراحی بدنه، استحکام بدنه، سیستمهای پیشرانه (موتور گیربکس) ، پایداری کشتی در مقابل امواج کناری جانبی کشتی و طراحی مربوط به ناوبری (مسیریابی کشتی) را مطالعه میکند که همه این مسایل در گرایشهای دیگر مکانیک نیز مطرح میشود و فقط مهندسی کشتیسازی این مسایل را به صورت تخصصی در ارتباط با کشتی و سازههای دریایی مثل اسکلهها و سکوهای نفتی متحرک مطالعه میکند. به عبارت دیگر یک مهندس دریا ، مهندس مکانیکی است که در کاربردهای دریایی مشغول به کار میباشد.»

گفتنی است که در دانشگاه صنعتی شریف، رشته مهندسی هوا و فضا نیز در دانشکده مکانیک ارایه میگردد و اساتید این دانشکده ، مهندسی هوا و فضا را یکی از گرایشهای مکانیک به شمار میآورند.

آینده شغلی ، بازارکار، درآمد:

در حال حاضر دانشجوی توانمند مهندسی مکانیک پس از فارغالتحصیلی مشکل کاریابی ندارد چرا که به گفته دکتر دورعلی توسعه سختافزاری و رشد مسایل مهندسی ، گرایش به سمت تولید داخل و ایجاد تکنولوژی تولید تجهیزات و وسایل در داخل کشور و روی آوردن به خدمات مهندسی در داخل کشور به علت محدودیتهای ارزی و کاهش درآمدهای نفتی، باعث رشد چشمگیر بازارکار مهندسان مکانیک در ایران شده است.

دکتر دورعلی در ادامه میگوید:

«یک مهندس مکانیک در حال حاضر در زمینههای مختلفی فعالیت میکند که از جمله آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

طراحی و ساخت تمامی ماشینآلات و قطعات آنها، اعم از ماشینآلات تولیدی تمامی صنایع، لوازم خانگی و تجهیزات پزشکی.

- طراحی و ساخت تجهیزات مکانیکی نیروگاههای فسیلی، اتمی ، خورشیدی ، بادی و آبی.

- طراحی و ساخت تجهیزات و سیستمهای انتقال و تصفیه آب، سیستمهای مکانیکی و کنترلی پالایشگاهها و کارخانجات شیمیایی.

- طراحی و ساخت تاسیسات حرارتی و برودتی ساختمانها و اماکن، بالابرها و آسانسورها و سیستمهای حمل و نقل.

- ساخت ماشینآلات تغلیظ و بازیافت مواد مثل کارخانجات قند، کاغذسازی ، سیمان ، نساجی ، نمک و کنسانتره .

- طراحی و ساخت وسایل و تجهیزات حمل و نقل زمینی، دریایی و هوایی.

- ساخت تجهیزات دفاعی مانند تانک، راکت، اژدر و پلهای متحرک

- ساخت روباتها ، بازوهای مکانیکی و سیستمهای تولید.

در ضمن یک مهندس مکانیک میتواند به عنوان کارشناس و مشاور فنی در بانکها ، شرکتهای سرمایهگذاری و بیمه و شرکتهای بازرسی و نظارت امور بینالمللی فعالیت بکند.»

دکتر الستی نیز در این زمینه میگوید:

«در همه جای دنیا یک فارغالتحصیل مهندسی مکانیک مثل یک موم خام است که دانش کافی دارد و در هر زمینهای که کار کند میتواند در آن زمینه متخصص بشود.