- نویسنده : یزدان ایرانی
- بازدید : [۲۵] مشاهده
- دسته بندی : دسته: مهندسی , مهندسی مکانیک ,
زمینه های تحقیق
مهندسان مکانیک به منظور تولید ماشین آلات و سیستم های مکانیکی ایمن تر ، ارزان تر و کارآمدتر ، دائماً مرزهای ممکن را از نظر فیزیکی امکان پذیر می کنند. برخی از فن آوری های پیشرفته مهندسی مکانیک در زیر ذکر شده است (همچنین به مهندسی اکتشاف نیز مراجعه کنید).
سیستم های میکرو الکترو مکانیکی (MEMS)
اجزای مکانیکی در مقیاس میکرون مانند فنرها ، چرخ دنده ها ، سیالات و دستگاه های انتقال حرارت از انواع مواد بستر مانند سیلیکون ، شیشه و پلیمرها مانند SU8 ساخته می شوند. نمونه هایی از اجزای MEMS شتاب سنجهایی است که به عنوان سنسور کیسه هوا اتومبیل ، تلفن های همراه مدرن ، ژیروسکوپ برای موقعیت دقیق و دستگاه های میکروسیالی که در کاربردهای پزشکی استفاده می شوند ، استفاده می شود.
جوشکاری اصطکاکی (FSW)
مقاله اصلی: جوشکاری اصطکاکی
جوشکاری اصطکاکی با هم زدن ، نوع جدیدی از جوشکاری ، در سال 1991 توسط موسسه جوشکاری (TWI) کشف شد. روش ابتکاری جوشکاری حالت پایدار (غیر همجوشی) به موادی که قبلاً قابل جوشکاری نشده اند ، از جمله چندین آلیاژ آلومینیوم ، می پیوندد. این نقش مهمی در ساخت هواپیماها در آینده بازی می کند و بالقوه جایگزین پرچ ها می شود. کاربردهای فعلی این فناوری تا به امروز شامل جوشکاری درزهای مخزن اصلی آلومینیومی اصلی شاتل فضایی ، وسیله نقلیه خدمه Orion ، وسایل پرتاب قابل حمل Boeing Delta II و Delta IV و موشک SpaceX Falcon 1 ، آبکاری زرهی برای کشتی های حمله ای دوزیست و جوشکاری قطعات بال ها و پانل های بدنه هواپیمای جدید Eclipse 500 از Eclipse Aviation در میان مجموعه های کاربردی که به طور فزاینده ای رشد می کند.
کامپوزیت ها
پارچه کامپوزیتی متشکل از الیاف کربن بافته شده
مقاله اصلی: مواد مرکب
کامپوزیت ها یا مواد کامپوزیتی ترکیبی از مواد هستند که خصوصیات فیزیکی متفاوتی از هر دو ماده به طور جداگانه ارائه می دهند. تحقیقات مواد کامپوزیت در مهندسی مکانیک معمولاً بر روی طراحی (و متعاقباً یافتن برنامه های کاربردی برای) مواد محکم یا سفت و سخت در حالی که تلاش برای کاهش وزن ، حساسیت به خوردگی و سایر عوامل نامطلوب است ، متمرکز است. به عنوان مثال از کامپوزیت های تقویت شده با الیاف کربن در کاربردهای متنوعی مانند فضاپیماها و میله های ماهیگیری استفاده شده است.
مکاترونیک
مکاترونیک ترکیبی هم افزا از مهندسی مکانیک ، مهندسی الکترونیک و مهندسی نرم افزار است. رشته مکاترونیک به عنوان راهی برای ترکیب اصول مکانیک و مهندسی برق آغاز شد. مفاهیم مکاترونیک در اکثر سیستم های الکترومکانیکی استفاده می شود. سنسورهای الکترو مکانیکی معمولی مورد استفاده در مکاترونیک فشار سنجها ، ترموکوپل ها و مبدل های فشار هستند.
فناوری نانو
مقاله اصلی: فناوری نانو
در کوچکترین مقیاس ها ، مهندسی مکانیک به فناوری نانو تبدیل می شود - یکی از اهداف حدسی آن ایجاد یک مونتاژ کننده مولکولی برای ساختن مولکول ها و مواد از طریق مکانیوسنتز است. در حال حاضر این هدف در مهندسی اکتشاف باقی مانده است. زمینه های تحقیقات مهندسی مکانیک فعلی در فناوری نانو شامل نانو فیلترها ، نانو فیلم ها و ساختارهای نانو و سایر موارد است.
تحلیل اجزای محدود
مقاله اصلی: تحلیل اجزای محدود
تحلیل اجزای محدود ابزاری محاسباتی است که برای تخمین تنش ، فشار و انحراف اجسام جامد استفاده می شود. این از تنظیم شبکه با اندازه های تعریف شده توسط کاربر برای اندازه گیری مقادیر فیزیکی در یک گره استفاده می کند. هرچه تعداد گره ها بیشتر باشد ، دقت بالاتر نیز بیشتر می شود. این زمینه جدید نیست ، زیرا اساس تجزیه و تحلیل عناصر محدود (FEA) یا روش اجزای محدود (FEM) به سال 1941 برمی گردد. اما تکامل رایانه ها FEA / FEM را به گزینه ای مناسب برای تجزیه و تحلیل مشکلات ساختاری تبدیل کرده است. بسیاری از کدهای تجاری مانند NASTRAN ، ANSYS و ABAQUS به طور گسترده ای در صنعت برای تحقیق و طراحی قطعات استفاده می شوند. برخی از بسته های نرم افزاری مدل سازی 3D و CAD ماژول های FEA را اضافه کرده اند. در چند وقت اخیر ، سیستم عامل های شبیه سازی ابر مانند SimScale در حال رایج شدن هستند.
تکنیک های دیگری مانند روش اختلاف محدود (FDM) و روش حجم محدود (FVM) برای حل مشکلات مربوط به انتقال گرما و جرم ، جریان سیال ، اثر متقابل سطح سیال و غیره استفاده می شود.
