مهندسی مکانیک، شاخه ای از مهندسی که به طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی موتورها و ماشین آلات و فرآیندهای ساخت مربوط می شود. به ویژه با نیروها و حرکت سروکار دارد.

تاریخ

اختراع موتور بخار در اواخر قرن هجدهم که منبع کلیدی نیرو برای انقلاب صنعتی بود، انگیزه زیادی به توسعه ماشین آلات از همه نوع داد. در نتیجه، طبقه‌بندی عمده جدیدی از مهندسی که با ابزارها و ماشین‌ها سروکار دارد توسعه یافت و در سال 1847 در تأسیس مؤسسه مهندسین مکانیک در بیرمنگام، مهندسی، به رسمیت شناخته شد.

مهندسی مکانیک از تمرین مکانیک یک هنر که عمدتاً مبتنی بر آزمون و خطا است تا به کارگیری روش علمی توسط مهندس حرفه ای در تحقیق، طراحی و تولید تکامل یافته است. تقاضا برای افزایش بهره وری به طور مداوم کیفیت کار مورد انتظار از یک مهندس مکانیک را بالا می برد و به درجه بالاتری از آموزش و آموزش نیاز دارد.

توابع مهندسی مکانیک

چهار وظیفه مهندس مکانیک، مشترک در تمام شاخه های مهندسی مکانیک، قابل ذکر است. اولین مورد، درک و پرداختن به مبانی علم مکانیک است. اینها شامل دینامیک، مربوط به رابطه بین نیروها و حرکت، مانند ارتعاش است. کنترل خودکار؛ ترمودینامیک، که به روابط بین اشکال مختلف گرما، انرژی و نیرو می پردازد. جریان سیال؛ انتقال گرما؛ روانکاری؛ و خواص مواد

دوم، توالی تحقیق، طراحی و توسعه است. این تابع تلاش می کند تا تغییرات لازم را برای برآوردن نیازهای حال و آینده ایجاد کند. چنین کاری مستلزم درک روشنی از علم مکانیک، توانایی تجزیه و تحلیل یک سیستم پیچیده به عوامل اساسی آن، و اصالت برای سنتز و اختراع است.

سوم تولید محصولات و نیرو است که شامل برنامه ریزی، بهره برداری و نگهداری می شود. هدف تولید حداکثر ارزش با حداقل سرمایه گذاری و هزینه و در عین حال حفظ یا افزایش دوام و اعتبار طولانی مدت شرکت یا موسسه است.

چهارم، عملکرد هماهنگ کننده مهندس مکانیک، از جمله مدیریت، مشاوره و در برخی موارد بازاریابی است.

در این کارکردها یک گرایش طولانی مدت به سمت استفاده از روش های علمی به جای سنتی یا شهودی وجود دارد. تحقیق در عملیات، مهندسی ارزش، و PABLA (تحلیل مسئله با رویکرد منطقی) عناوین معمولی چنین رویکردهای منطقی هستند. با این حال، خلاقیت را نمی توان عقلانی کرد. توانایی برداشتن گام مهم و غیرمنتظره ای که راه حل های جدید را می گشاید، در مهندسی مکانیک، مانند جاهای دیگر، تا حد زیادی یک ویژگی شخصی و خود به خود باقی می ماند.

استاندارد بالای زندگی در کشورهای توسعه یافته مدیون مهندسی مکانیک است. مهندس مکانیک ماشین‌هایی را برای تولید کالا اختراع می‌کند و ماشین‌آلاتی را با دقت و پیچیدگی فزاینده برای ساخت ماشین‌ها توسعه می‌دهد.

خطوط اصلی توسعه ماشین آلات افزایش سرعت عملیات برای به دست آوردن نرخ های بالای تولید، بهبود دقت برای به دست آوردن کیفیت و صرفه جویی در محصول و به حداقل رساندن هزینه های عملیاتی بوده است. این سه الزام منجر به تکامل سیستم های کنترل پیچیده شده است.

موفق ترین ماشین آلات تولیدی آن است که در آن طراحی مکانیکی ماشین با سیستم کنترل ادغام شده است. یک خط انتقال (نقاله) مدرن برای ساخت موتورهای خودرو نمونه خوبی از مکانیزه کردن یک سری پیچیده از فرآیندهای تولید است. پیشرفت‌ها برای خودکارسازی بیشتر ماشین‌آلات تولید، با استفاده از رایانه‌ها برای ذخیره و پردازش حجم عظیمی از داده‌های مورد نیاز برای تولید انواع قطعات با تعداد کمی از ماشین‌ابزارهای همه کاره، در دست است.

توسعه ماشین آلات تولید برق

موتور بخار اولین وسیله عملی برای تولید نیرو از گرما برای تقویت منابع قدیمی نیرو از ماهیچه، باد و آب را فراهم کرد. یکی از اولین چالش‌های پیش روی حرفه جدید مهندسی مکانیک، افزایش بازده حرارتی و قدرت بود. این اساساً با توسعه توربین بخار و دیگهای بخار بزرگ مرتبط انجام شد. قرن بیستم شاهد رشد سریع و مداوم در توان خروجی توربین‌ها برای راندن ژنراتورهای الکتریکی، همراه با افزایش مداوم راندمان حرارتی و کاهش هزینه سرمایه در هر کیلووات نیروگاه‌های بزرگ بوده است. سرانجام، مهندسان مکانیک منبع انرژی هسته‌ای را به دست آوردند که کاربرد آن مستلزم استانداردی استثنایی از قابلیت اطمینان و ایمنی است که شامل حل مشکلات کاملاً جدید است (به مهندسی هسته‌ای مراجعه کنید).

مهندس مکانیک همچنین مسئول موتورهای احتراق داخلی بسیار کوچکتر، موتورهای رفت و برگشتی (بنزینی و دیزلی) و دوار (توربین گازی و وانکل) با کاربردهای حمل و نقل گسترده آنها است. در زمینه حمل و نقل به طور کلی، در هوا و فضا و همچنین در خشکی و دریا، مهندس مکانیک تجهیزات و نیروگاه را ایجاد کرده و به طور فزاینده ای با مهندس برق همکاری می کند، به ویژه در توسعه سیستم های کنترل مناسب.

توسعه تسلیحات نظامی

مهارت‌هایی که مهندس مکانیک در جنگ به کار می‌برد، مشابه مهارت‌های مورد نیاز در برنامه‌های غیرنظامی است، اگرچه هدف به جای افزایش کارآیی خلاق، افزایش قدرت مخرب است. با این حال، خواسته‌های جنگ، منابع عظیمی را به حوزه‌های فنی هدایت کرده و به پیشرفت‌هایی منجر شده است که منافع عمیقی در صلح دارد. هواپیماهای جت و راکتورهای هسته ای نمونه های قابل توجهی هستند.

کنترل محیطی

اولین تلاش مهندسان مکانیک کنترل محیط زیست انسانی از طریق زهکشی و آبیاری زمین و تهویه معادن بود. تبرید و تهویه مطبوع نمونه هایی از استفاده از دستگاه های مکانیکی مدرن برای کنترل محیط هستند.