رشته مهندسی مکانیک، رشته پیاده کننده علم فیزیک است چون حرکت خودرو و عوامل موثر بر روی آن برعهده فیزیک است. اما چگونگی حرکت بر عهده مکانیک است.
مهندس مکانیک، اصول اساسی نیرو، انرژی، حرکت و گرما را می‌آموزد و با دانش تخصصی خود، سیستم‌های مکانیکی و دستگاه‌ها و فرایندهای گرمایی را طراحی کرده و می‌سازد. مهندس مکانیک گستره وسیعی از دستگاه‌ها، فرآورده‌ها و فرایندها را تولید می‌کند؛ از قالب ساخت سوزن ته‌گرد تا مدل‌سازی حرکت ماهواره‌ها در فضای خارج از جو، موتورها و سیستم‌های کنترل خودرو و هواپیما، نیروگاه‌های الکتریکی، دستگاه‌های پزشکی و اجزا و قطعه‌های گوناگون و….
هر جا که از مهندس مکانیک صحبت می‌شود افراد یاد فردی با دست های آلوده به بنزین می افتند و این به خاطر تفکر غلط و عدم شناخت این رشته می باشد. رشته مهندسی مکانیک هیچ ارتباطی با مکانیکی ماشین ندارد و دانشجویان این رشته با اصول طراحی و طرز کار اجزای مختلفی که در اتومبیل به کار می رود آشنا می شوند و خودرو تعمیر نمی کنند.
باید گفت که رشته مهندسی مکانیک یک بخش بسیار مهم از علم فیزیک است که از مفاهیم پایه ای علم فیزیک استفاده می کند و آنها را به کار می‌گیرد تا بتوانند به پیشرفت انسان کمک کند. شاید بتوان این رشته را یکی از جامع‌ترین رشته های مهندسی دانست که همه علوم و فنون را برای تولید، تبدیل و استفاده از انرژی و تبدیل حرکت آنها به کار گیرد.
گرایش‌های مقطع کارشناسی رشته مهندسی مکانیک عبارتند از:
- مکانیک در طراحی جامدات: طراحی انواع مکانیزم‌ها و ماشین آلات صنعتی از نظر جامداتی، دینامیکی و ارتعاشاتی
- مکانیک در حرارت و سیالات: طراحی انواع سیستم‌های انتقال انرژی و جرم از نظر سیالاتی، ترمودینامکی و انتقال حرارتی
- مکانیک در ساخت و تولید: ساخت و تولید انواع ماشین آلات صنعتی با بکار بردن تکنولوژی مربوط به ابزارسازی، ریخته‌گری، جوشکاری، فرم دادن فلزات و غیره
- تاسیسات حرارتی و برودتی: طراحی سیستم‌های حرارتی، سردخانه‌ای، تهویه مطبوع و غیره
- مکانیک خودرو: طراحی، تعمیر و نگهداری انواع قطعات خودرو؛ مکانیک نیروگاه شامل طراحی و تعمیر و نگهداری انواع نیروگاه‌ها
گرایش‌های مقطع کارشناسی ارشد و دکتری مهندسی مکانیک نیز عبارتند از:
- گرایش طراحی کاربردی (ادامه گرایش طراحی جامدات)
- گرایش تبدیل انرژی (ادامه گرایش حرارت و سیالات)
- گرایش ساخت و تولید (ادامه گرایش ساخت و تولید)
- گرایش مهندسی پزشکی–بیومکانیک: طراحی و ساخت تجهیزات و مواد لوازم پزشکی، ایمپلنت‌ها، اورتزها و پروتزهای مناسب و سازگار با بدن موجود زنده
- گرایش سیستم محرکه خودرو: طراحی بهینه موتور برای کاهش مصرف سوخت و بهبود پارامترهای عملکردی موتور نظیر توان و گشتاور
- گرایش سیستم‌های تعلیق ترمز و فرمان: طراحی کارآمد خودرو از جنبه‌های فرمان پذیری، قابلیت کنترل، پایداری و جذب ارتعاشات و نوسانات جاده
- گرایش سازه بدنه خودرو: طراحی خودروهایی با عملکرد بهتر در تصادفات، کمترین مقاومت در مقابل جریان هوا و همچنین مواد بکار رفته در ساخت بدنه خودرو
- سیستم‌های انرژی و محیط زیست: طراحی سیستم‌های بهینه مصرف سوخت بر اساس معیارهای اقتصادی
- مهندسی هسته‌ای: طراحی و استفاده از انرژی هسته‌ای، شامل سه گرایش پرتوپزشکی، طراحی راکتور و چرخ سوخت
- مهندسی دریا: شامل طراحی کشتی و سازه‌های دریایی (مثل اسکله‌ها و سکوهای نفتی متحرک)، سیستم‌های موتور گیربکس، پایداری کشتی در مقابل امواج جانبی و طراحی مربوط به ناوبری (مسیریابی کشتی)
- مکاترونیک: گرایش مکاترونیک (مهندسی مکانیک-الکترونیک) ترکیب سه رشته مهندسی مکانیک، مهندسی الکترونیک و مهندسی کامپیوتر است. در این رشته رسیدن به نگاهی یکپارچه برای سیستم‌های متشکل از اجزای مکانیکی، الکترونیکی، کنترلی و نرم‌افزاری دنبال می‌شود. به عبارتی دیگر، ایجاد و استفاده از ارتباط داخلیِ میان رشته‌های مهندسی مرتبط با اتوماسیون و خودکارسازی با هدف به خدمت‌گیری یک نمایه از کنترلِ پیشرفته در سیستم‌های ترکیبی، اصلی‌ترین رسالت مکاترونیک است که می‌تواند در نهایت باعث رسیدن به سیستم‌های ساده‌تر، ارزان‌تر، راحت‌تر و انعطاف‌پذیرتر شود.
مهارت های مهندس مکانیک
به طور کلی محاسبات فنی، طراحی، تهیه نقشه، روش‌های تولید، ساخت قطعات مختلف، آزمایش ماشین‌آلات مختلف، محاسبه و ساخت خودروها، قطارها، هواپیماها، ساخت و طراحی دستگاه‌های فاضلاب، گرم کننده‌های ساختمان، موتورهای احتراق، فناوری لیزر و … ساخت تمامی تاسیسات صنعتی در دنیا از جمله مهارت‌های مهندسان مکانیک می باشد.
وظایف مهندس مکانیک
زمینه های مختلف فعالیت یک مهندس مکانیک عبارتند از :
- طراحی : ماشین‌ها و دستگاه‌هایی که هر نوع محصولی را ساخته و بسته‌بندی می‌کنند، تجهیزات گردنده مانند پمپ‌ها، فشرده‌سازها (کمپرسورها)، دمنده‌ها، توربو ماشین‌ها (توربین‌ها و …)، موتورهای درون‌سوز، مخزن‌های تحت فشار، رآکتورها، مبادله‌کن‌های گرمایی، دیگ‌های بخار، سامانه‌های لوله‌کشی، وسیله‌های نقلیه مانند خودرو، کامیون، اتوبوس، هواپیما، قطار وغیره، تجهیزات حمل مواد مانند تسمه‌نقاله‌ها، روبات‌ها و طراحی کنترلر برای سیستم‌های دینامیکی.
- تحلیل : شکست و فرسودگی دستگاه‌ها، بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان قطعات، سیستم‌های انتقال حرارت، ارتعاشات مکانیکی، آکوستیک و پیزوالکتریک.
- ساخت و تولید : فرایندهای ماشین‌کاری سنتی، فرایندهای ماشین‌کاری غیر سنتی، فرایندهای شکل‌دهی شامل شکل‌دهی ورقی و حجمی، طراحی و ساخت قالب‌ها و قیود، روش‌های اتصال و جوشکاری، عملیات حرارتی، روش‌های ریخته‌گری، مترولوژی و سیستم‌های اندازه‌گیری.
- کنترل کیفیت : آزمایش کیفیت، امنیت و قابلیت اطمینانِ فرآورده‌ها، دستگاه‌ها و فرایندها،
- زمینه های نوین : فناوری نانو، سیستم‌های میکروالکترومکانیکی (حسگری و عملگری)، سیستم‌های دارو‌رسانی در ابعاد نانو، سیستم‌های میکرو و نانو سیالاتی، نانو‌روبات‌ها
دروس مشترک در گرایش‌های مختلف مهندسی مکانیک
ریاضیات
فیزیک عمومی
شیمی عمومی
برنامه‌نویسی کامپیوتر
محاسبات عددی
معادلات دیفرانسیل
ریاضی مهندسی
مبانی مهندسی برق
نقشه‌کشی صنعتی
استاتیک
دینامیک
مقاومت مصالح
علم مواد
ترمودینامیک
مکانیک سیالات
طراحی اجزا
انتقال حرارت
دینامیک ماشین
ارتعاشات مکانیکی
کنترل اتوماتیک.
دروس تخصصی گرایش حرارت و سیالات
توربوماشین، توربین گاز و موتور جت، موتورهای احتراق داخلی، سوخت و احتراق، نیروگاه، تهویه مطبوع، سیستم‌های تبرید و سردخانه، سیستم‌های انتقال سیال، کنترل آلودگی محیط زیست.( بسیاری از درس‌های مهندسی مکانیک در گرایش‌های مختلف همراه با آزمایشگاه و کارگاه است.)
دروس تخصصی گرایش طراحی جامدات
روش‌های تولید و کارگاه، طراحی مکانیزم‌ها، یاتاقان و روغنکاری، روش‌های طراحی‌مهندسی، طراحی ماشین‌های ابزار و تولید، طراحی بدنه و شاسی خودرو، طراحی ماشین به کمک کامپیوتر، ساخت به کمک کامپیوتر، رباتیک.
دروس تخصصی مجموعه ساخت و تولید
قالب و پرس، ماشین‌های کنترل عددی، اندازه‌گیری، تولید مخصوص، هیدرولیک و پنوماتیک
فارغ التحصیل رشته مهندسی مکانیک در چه کارها و صنایعی می‌تواند شاغل شود؟
یک فارغ التحصیل رشته مهندسی مکانیک، می‌تواند به عنوان مهندس طراح، مهندس ناظر و کنترل کیفی در صنایع و سازمان‌های وابسته‌ای که در ادامه آمده‌اند، مشغول به کار شود.
- صنایع خودروسازی (بحث طراحی جامداتی و سیالاتی خودرو)
- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی (خصوصاً بخش طراحی مبدل و پایپینگ)
- صنایع نیروگاهی (بخش طراحی مبدل، طراحی توربو ماشین، آنالیز ارتعاشات و بحث شکست و خستگی)
- صنایع دفاعی (طراحی و تحلیل‌های جامداتی، دینامیک و ارتعاشاتی، سیالاتی، انتقال حرارتی)
- شرکت‌های تهویه مطبوع (خصوصاً طراحی مبدل، طراحی استراکچر دستگاه‌ها و تحلیل‌های انتقال حرارتی)
- سیستم‌های انتقال و تصفیه آب (خصوصاً مباحث مکانیک سیالاتی)
- تولید قطعه، نقشه‌کشی، تحلیل جامداتی و تحلیل سیالاتی در انواع کارخانجات صنعتی به اقتضا نوع کاربری، مانند کارخانه‌های تولید سیمان، روغن، آسفالت، نساجی، نمک، شرکت‌های استخراج سنگ‌های معدنی و غیره
- به عنوان کارشناس و مشاور فنی برخی بانک‌ها، شرکت‌های سرمایه‌گذاری، بیمه و شرکت‌های بازرسی و نظارت بر امور بین‌المللی
- شرکت‌های رباتیک و تولید انواع مکانیزم‌های صنعتی (خصوصاً مباحث دینامیک و کنترل)
- پژوهشکده‌های فضایی (طراحی و ساخت ماهواره، موشک، پهپاد و غیره)
امکان ادامه تحصیل در رشته مهندسی مکانیک در داخل ایران چگونه است؟
رشته مهندسی مکانیک در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری برای گرایش‌های طراحی کاربردی، تبدیل انرژی، ساخت و تولید، بیومکانیک، مهندسی دریا، مهندسی هسته‌ای، سیستم‌های انرژی و محیط زیست، سیستم محرکه خودرو، سیستم‌های تعلیق ترمز و فرمان، سازه بدنه خودرو و مکاترونیک قابل ادامه دادن است.
دانشگاه‌های برتر در رشته مهندسی مکانیک در مقاطع کارشناسی، ارشد و دکتری عبارتند از: دانشگاه تهران، صنعتی شریف، امیرکبیر (پلی تکنیک)، تربیت مدرس، علم و صنعت ایران، صنعتی خواجه نصیر‌الدین طوسی، صنعتی اصفهان، فردوسی مشهد.
امکان ادامه تحصیل در رشته مهندسی مکانیک در خارج از کشور به چه صورت است؟
عموماً کشورهای کانادا، ایتالیا و آمریکا با دارا بودن سطح بالای کیفیت آموزشی و استفاده از اساتید بسیار مجرب و معتبر، دارای مقبولیت بیشتری برای تحصیل در مقاطع کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکتری و پست دکتری رشته مهندسی مکانیک هستند. البته، کشورهای آلمان (به عنوان قطب اقتصاد و صنعت اروپا)، استرالیا، انگلیس، سوئیس و نیوزلند نیز زمینه‌های مساعدی از نظر ادامه تحصیل و موقعیت‌های شغلی برای مهندسان مکانیک دارند.
یک دیدگاه بنویسید