ریاضی – فنی مهندسی >> مهندسی مکانیک

[Mᴏsᴇs]

هدف:

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 می پردازد و می کوشد تا با توجه به نتایج بررسی های خود ، طرحی نو در زمینه فن شناسی و صنعت ارائه 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 برروی آن برعهده فیزیک است . اما اینکه چگونه سرعت اتومبیل های در حال حرکت ، کم یا زیاد شود و یا چگونه حرکت آن تنظیم گردد بر عهده مکانیک است. علم مکانیک به تحلیل حرکت و عوامل ایجاد کننده حرکت مانند نیروها و گشتاورها و شکل حرکت می پردازد اما مهندسی مکانیک تا حدودی با علم مکانیک تفاوت دارد چرا که یک مهندس 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 سیستم های دینامیکی و استاتیکی است. به عبارت دیگر محاسبات فنی ، مدل سازی و شبیه سازی طراحی و تهیه نقشه ها ، تدوین روش ساخت ، تولید و آزمایش تمامی ماشین آلات و تاسیسات موجود در دنیا ، با تکیه بر توانایی مهندسان مکانیک انجام می گیرد.

توانایی‌های مورد نیاز و قابل توصیه:
مکانیک بهشت ریاضیات است. این جمله زیبا از لئونارد اولر ریاضی‌دان بزرگ سوئیسی ، بیانگر ارتباط تنگاتنگ ریاضیات با مکانیک است. در واقع مهندسی مکانیک بخصوص در گرایش حرارت و سیالات از مباحث و مسایل ریاضی بسیار استفاده می‌کند. از سوی دیگر همان‌طور که پیش از این گفتیم مکانیک بخشی از علم فیزیک است و حتی دانش‌آموزان دوره متوسطه نیز با علم مکانیک در کتاب فیزیک خود آشنا می‌شوند و این علم بخصوص در گرایش طراحی جامدات اهمیت بسیاری دارد. به همین دلیل دانشجوی مهندسی مکانیک باید در دو درس ریاضی و فیزیک قوی بوده و همچنین از هوش، استعداد و قدرت تجسم خوبی برخوردار باشد.
فعالیت در رشته مهندسی مکانیک بسیار متنوع است و در نتیجه هم دانشجوی علاقمند به کارهای تئوریک می‌تواند جذب این رشته شده و در بخش‌های نظری و تئوری فعالیت کند و هم دانشجوی خلاق و علاقمند به طراحی و ساخت وسایل و دستگاههای مختلف می‌تواند این رشته را انتخاب نماید. اما بدون شک یک مهندس مکانیک موفق کسی است که به یاری دو بال علم و عمل پیشرفت کند. به همین خاطر در دانشگاه ، دانشجویان به پروژه های تحقیقاتی که تلفیقی از کار تئوریک و عملی باشد تشویق می شوند.
دانشجوی این رشته باید از نظر جسمی آمادگی کار در محیطهای پرجمعیت و کارخانجات دور از شهر را داشته باشد.
رشته مهندسی مکانیک دارای واحدهایی ملموس و کاربردی است ولی داشتن شناخت کافی نسبت به این رشته قبل از انتخاب آن ضروری است. اغلب واحدهای این رشته دارای ریاضیات دیفرانسیلی پیچیده و تجسم فیزیکی هستند که منجر به سخت‌شدن این واحدها می‌شوند. ضمنا واحدهای کارگاهی و فعالیت در واحدهای تولیدی نیز از ویژگی‌های این رشته می‌باشد که داوطلبان آن را با محیطهای صنعتی آشنا کرده و پیوند می‌زند.

توضیح تکمیلی:

یکی از گرایش‌های مهندسی مکانیک که تنها در دانشگاه صنعتی شریف ارائه 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 ارائه می‌شود.
اما چرا دانشگاه صنعتی شریف، مهندسی دریا را به عنوان یکی از گرایش‌های مهندسی مکانیک ارائه می‌دهد؟
مهندس دریا، گرایش کشتی‌سازی مسائلی از قبیل طراحی بدنه، استحکام بدنه، سیستم‌های پیشرانه (موتور گیربکس) ، پایداری کشتی در مقابل امواج کناری و جانبی کشتی و طراحی مربوط به ناوبری (مسیریابی کشتی) را مطالعه می‌کند که همه این مسائل در گرایش‌های دیگر مکانیک نیز مطرح می‌شود و فقط مهندسی کشتی‌سازی این مسائل 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.
بدون شک چون مهندسی دریا نسبت به گرایش‌های دیگر رشته مکانیک تخصصی‌تر است، فرصت‌های شغلی آن نیز محدودتر می‌باشد اما با این وجود فارغ‌التحصیلان این گرایش می‌توانند در کارخانه‌های کشتی‌سازی کشور مثل کارخانه کشتی‌سازی صدرا در بوشهر ، کارخانه نکا در شمال و اروندان در خلیج فارس مشغول به کار گردند و یا در سازمان بنادر و کشتی‌رانی وظیفه ساخت سکوهای شناور را بر عهده بگیرند.
رشته مهندسی علمی کاربردی مکانیک - نیروگاه ، گرایشی از مهندسی مکانیک است که تنها در دانشکده صنعت آب و برق شهید عباسپور وابسته به وزارت نیرو ارائه می گردد. این رشته که تلفیقی از مهندسی مکانیک در طراحی سیالات (بیشتر) و مهندسی مکانیک ساخت و تولید(کمتر) است دارای تعهد کار به میزان 2 برابر مدت تحصیل برای فارغ التحصیلانش می باشد و محتوای این دوره بیشتر جنبه کارگاهی و عملی دارد تا تئوری و دارای پذیرش از هر دو جنس زن و مرد می باشد.
معرفی گرایش‌های مقطع کارشناسی:

در شروع آموزش مهندسی در ایران ، مهندسی مکانیک با برق یکی بود و الکترومکانیک نامیده می‌شد. اما این دو رشته حدود 45 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 ارائه 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 ارائه می‌شود. ما در این‌جا به معرفی اجمالی هر یک از گرایشهای فوق می‌پردازیم.

مکانیک در 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.
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 برای داشتن بهترین کارایی به دست آورده و کارایی مناسب آن قطعه را در زمان طولانی تضمین کند.
طراحی سیستم ، طراحی ماشین‌های تراش، فرز، چاپ و قسمت‌های تعلیق ، سیستم‌های انتقال قدرت و دینامیک یک خودرو، توسط مهندسان این گرایش صورت می پذیرد. همچنین در یک هواپیما قسمتهای مربوط به فرود، پرواز، کنترل پرواز به نحوی مربوط به طراحی جامدات می‌گردد.
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 20 واحد درسی با یکدیگر تفاوت دارند. بنابراین فارغ‌التحصیلان آنها نیز توانایی‌های مشترک زیادی دارند.
هدف این گرایش تربیت 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. 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 ارائه شده در طول تحصیل برای دانشجویان محسوس و قابل لمس است.

مکانیک در حرارت و سیالات
همان‌طور که از نام این گرایش پیداست مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات به مبحث حرارت و مسائل 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.
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، مسائل 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 مسائل 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.
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.
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 وسیالات ، می‌باشد.
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 مسائل باعث دلسردی و از دست‌دادن انگیزه تحصیل و رکورد شدید در تحصیلات خواهد شد.

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 یک مهندس ساخت و تولید به مسائل 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.
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.
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 تولید 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 ارائه 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.
وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر:
امکان ادامه تحصیل در مقاطع کارشناسی ارشد و دکترای تخصصی میسر می‌باشد. در دوره کارشناسی ارشد 32 واحد و در دوره دکترا 48 واحد درسی ارائه می‌گردد.

رشته‌های مشابه و نزدیک به این رشته:

رشته مهندسی مکانیک به عنوان جامع‌ترین رشته مهندسی دارای دروس مشترک با اغلب رشته‌های مهندسی دیگر نظیر مهندسی دریا ، مهندسی شیمی، مهندسی هوا فضا و … می‌باشد.

آینده شغلی و بازار کار:
درحال حاضر دانشجوی توانمند مهندسی مکانیک پس از فارغ‌التحصیلی مشکل کاریابی ندارد چرا که توسعه سخت‌افزاری و رشد مسائل 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.
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، بیمه و شرکت‌های بازرسی و نظارت امور بین‌المللی فعالیت نماید.
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.
برای مثال می‌تواند در تحلیل و طراحی خودرو، در طراحی و ساخت ماشین‌های ابزار و حتی در تدوین و تولید برنامه‌های کامپیوتری فعالیت نماید. یعنی رشته مکانیک زمینه کار و زمینه انتخاب بسیار گسترده‌ای را در مقابل فارغ‌التحصیلان این رشته قرار می‌دهد.

وضعیت نیاز کشور به این رشته در حال حاضر:
دانش مکانیک دانش زندگی است . در هر مجتمع و کارگاه صنعتی نیاز به فارغ‌التحصیلان این رشته امری ضروری و مشهود است و با توجه به حرکتهای صنعتی این چندساله اخیر کشور مهندسین مکانیک بیش از پیش در گرداندن چرخ صنعت دخیل شده‌اند و راه همواره برای رشد و ترقی آنها گشاده است.