معرفي جامع و كامل رشته ي مهندسی مکانیک - گروه ریاضی-فنی مهندسی

[Borna66]

هدف:

رشته مكانیك بخشی از علم فیزیك است كه با استفاده از مفاهیم پایه علم فیزیك و به تبع آن ریاضی به بررسی حركت اجسام و نیروهای وارد بر آنها می پردازد و می كوشد 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 مكانیك ، رشته پیاده كننده علم فیزیك است چون برای مثال بررسی حركت خودرو و عوامل موثر برروی آن برعهده فیزیك است . اما اینكه چگونه سرعت اتومبیل های در حال حركت ، كم یا زیاد شود و یا چگونه حركت آن تنظیم گردد بر عهده مكانیك است. علم مكانیك به تحلیل حركت و عوامل ایجاد كننده حركت مانند نیروها و گشتاورها و شكل حركت می پردازد اما مهندسی مكانیك تا حدودی با علم مكانیك تفاوت دارد چرا كه یك مهندس مكانیك باید بسیاری از علوم دیگر را یاد گرفته و بعضی از هنرها را نیز كسب كند. شاید بتوان گفت كه رشته مهندسی مكانیك، رشته تحلیل و طراحی سیستم های دینامیكی و استاتیكی 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 تكیه بر توانایی مهندسان مكانیك انجام می گیرد.

[Borna66]

توانایی‌های مورد نیاز و قابل توصیه:

مكانیك بهشت ریاضیات است. این جمله زیبا از لئونارد اولر ریاضی‌دان بزرگ سوئیسی ، بیانگر ارتباط تنگاتنگ ریاضیات با مكانیك است. در واقع مهندسی مكانیك بخصوص در گرایش حرارت و سیالات از مباحث و مسایل ریاضی بسیار استفاده می‌كند. از سوی دیگر همان‌طور كه پیش از این گفتیم مكانیك بخشی از علم فیزیك است و حتی دانش‌آموزان دوره متوسطه نیز با علم مكانیك در كتاب فیزیك خود آشنا می‌شوند و این علم بخصوص در گرایش طراحی جامدات اهمیت بسیاری دارد. به همین دلیل دانشجوی مهندسی مكانیك باید در دو درس ریاضی و فیزیك قوی بوده و همچنین از هوش، استعداد و قدرت تجسم خوبی برخوردار باشد.
فعالیت در رشته مهندسی مكانیك بسیار متنوع است و در نتیجه هم دانشجوی علاقمند به كارهای تئوریك می‌تواند جذب این رشته شده و در بخش‌های نظری و تئوری فعالیت كند و هم دانشجوی خلاق و علاقمند به طراحی و ساخت وسایل و دستگاههای مختلف می‌تواند این رشته را انتخاب نماید. اما بدون شك یك مهندس مكانیك موفق كسی است كه به یاری دو بال علم و عمل پیشرفت كند. به همین خاطر در دانشگاه ، دانشجویان به پروژه های تحقیقاتی که تلفیقی از كار تئوریك و عملی باشد تشویق می شوند.
دانشجوی این رشته باید از نظر جسمی آمادگی كار در محیطهای پرجمعیت و كارخانجات دور از شهر را داشته باشد.
رشته مهندسی مكانیك دارای واحدهایی ملموس و كاربردی است ولی داشتن شناخت كافی نسبت به این رشته قبل از انتخاب آن ضروری است. اغلب واحدهای این رشته دارای ریاضیات دیفرانسیلی پیچیده و تجسم فیزیكی هستند كه منجر به سخت‌شدن این واحدها می‌شوند. ضمنا واحدهای كارگاهی و فعالیت در واحدهای تولیدی نیز از ویژگی‌های این رشته می‌باشد كه داوطلبان آن را با محیطهای صنعتی آشنا كرده و پیوند می‌زند.

[Borna66]

توضیح تكمیلی:

یكی از گرایش‌های مهندسی مكانیك كه تنها در دانشگاه صنعتی شریف ارائه می‌گردد، مهندسی دریا (كشتی‌سازی) است چرا كه در دانشگاههای دیگر از جمله دانشگاه صنعتی امیركبیر، دانشگاه خلیج فارس و دانشگاه سیستان و بلوچستان، مهندسی دریا به عنوان یك رشته مستقل با سه گرایش مهندسی كشتی‌سازی ، مهندسی كشتی و دریانوردی ارائه می‌شود.
اما چرا دانشگاه صنعتی شریف، مهندسی دریا را به عنوان یكی از گرایش‌های مهندسی مكانیك ارائه می‌دهد؟
مهندس دریا، گرایش كشتی‌سازی مسائلی از قبیل طراحی بدنه، استحكام بدنه، سیستم‌های پیشرانه (موتور گیربكس) ، پایداری كشتی در مقابل امواج كناری و جانبی كشتی و طراحی مربوط به ناوبری (مسیریابی كشتی) را مطالعه می‌كند كه همه این مسائل در گرایش‌های دیگر مكانیك نیز مطرح می‌شود و فقط مهندسی كشتی‌سازی این مسائل را به صورت تخصصی در ارتباط با كشتی و سازه‌های دریایی مثل اسكله‌ها و سكوهای نفتی متحرك مطالعه می‌كند. به عبارت دیگر یك مهندس دریا ، مهندس مكانیكی است كه در كاربردهای دریایی مشغول به كار می‌باشد.
بدون شك چون مهندسی دریا نسبت به گرایش‌های دیگر رشته مكانیك تخصصی‌تر است، فرصت‌های شغلی آن نیز محدودتر می‌باشد اما با این وجود فارغ‌التحصیلان این گرایش می‌توانند در كارخانه‌های كشتی‌سازی كشور مثل كارخانه كشتی‌سازی صدرا در بوشهر ، كارخانه نكا در شمال و اروندان در خلیج فارس مشغول به كار گردند و یا در سازمان بنادر و كشتی‌رانی وظیفه ساخت سكوهای شناور را بر عهده بگیرند.
رشته مهندسی علمی كاربردی مكانیك - نیروگاه ، گرایشی از مهندسی مكانیك است كه تنها در دانشكده صنعت آب و برق شهید عباسپور وابسته به وزارت نیرو ارائه می گردد. این رشته كه تلفیقی از مهندسی مكانیك در طراحی سیالات (بیشتر) و مهندسی مكانیك ساخت و تولید(كمتر) است دارای تعهد كار به میزان 2 برابر مدت تحصیل برای فارغ التحصیلانش می باشد و محتوای این دوره بیشتر جنبه كارگاهی و عملی دارد تا تئوری و دارای پذیرش از هر دو جنس زن و مرد می باشد.

[Borna66]

معرفی گرایش‌های مقطع کارشناسی:

در شروع آموزش مهندسی در ایران ، مهندسی مكانیك با برق یكی بود و الكترومكانیك 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 مكانیك جدا شد و مهندسی مكانیك به عنوان رشته مهندسی مكانیك عمومی ارائه گردید. ولی با پیشرفت صنعت و نیاز صنایع به تخصص‌های مختلف در این زمینه، از مهندسی مكانیك 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 كرد كه هنوز در دانشگاه صنعتی شریف به عنوان یكی از گرایشهای مهندسی مكانیك ارائه می‌شود. ما در این‌جا به معرفی اجمالی هر یك از گرایشهای فوق می‌پردازیم.

[Borna66]

مکانیک در طراحی جامدات

گرایش طراحی جامدات به بررسی انواع نیروها، حركتها و تاثیر آنها بر اجزاء مختلف ماشین می‌پردازد. در واقع مهندس طراحی جامدات با توجه به نیازهای جامعه ، دستگاهها و ماشین‌های مختلف را طراحی می‌كند.
هر ماشین از دو قسمت متحرك و ثابت تشكیل شده است. حال بررسی این مطلب كه حركت مورد نیاز ماشین از چه راهی تامین شده و چگونه از منبع تولید به جایگاه مورد استفاده انتقال پیدا كند و بالاخره چگونه از این حركت 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 كه به هر عضو ماشین وارد می‌شود بررسی كرده و بهترین حالت قطعه مورد نظر را برای تمامی آن نیروها و گشتاورها و همچنین برای داشتن بهترین كارایی به دست آورده و كارایی مناسب آن قطعه را در زمان طولانی تضمین كند.
طراحی سیستم ، طراحی ماشین‌های تراش، فرز، چاپ و قسمت‌های تعلیق ، سیستم‌های انتقال قدرت و دینامیك یك خودرو، توسط مهندسان این گرایش صورت می پذیرد. همچنین در یك هواپیما قسمتهای مربوط به فرود، پرواز، كنترل پرواز به نحوی مربوط به طراحی جامدات می‌گردد.
گرایش طراحی جامدات به طراحی ماشین‌آلات و اجزای آنها، ارتعاشات ماشین‌آلات، دینامیك آنها و كنترل سیستم‌ها می‌پردازد.
گفتنی است كه دو گرایش طراحی جامدات و حرارت و سیالات بسیار نزدیك به هم هستند و تنها در 20 واحد درسی با یكدیگر تفاوت دارند. بنابراین فارغ‌التحصیلان آنها نیز توانایی‌های مشترك زیادی دارند.
هدف این گرایش تربیت متخصصانی است كه بتوانند در مراكز تولید و كارخانه‌ها اجزاء و مكانیزم ماشین‌آلات مختلف را طراحی كنند. دروس این دوره شامل دروس نظری، آزمایشگاهی، كارگاه و پروژه و كارآموزی است. فارغ‌التحصیلان می‌توانند در كارخانجات 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 ، فیزیك و مكانیك همچنین آشنایی و تسلط آنان به زبان خارجی بستگی فراوان دارد. از جمله دروس این دوره می‌توان دروس مقاومت مصالح، طراحی و دینامیك را نام برد. در این رشته زمینه اشتغال و بازاركار خوب وجود دارد و مطالب ارائه شده در طول تحصیل برای دانشجویان محسوس و قابل لمس است.

[Borna66]

مکانیک در حرارت و سیالات

همان‌طور كه از نام این گرایش پیداست مهندسی مكانیك 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 حركت سیال بخصوص سیال داغ مطالعه شده و اثر عبور سیال بر محیط محل عبور مانند نیروهایی كه در اثر عبور خود در محل ایجاد می‌كند و یا طول‌های ناشی از اثر افزایش و یا كاهش دما در اعضای مختلف یك دستگاه، بررسی می‌شود. همچنین از دروس اصلی این رشته می‌توان به مكانیك سیالات اشاره كرد كه نیروهای وارد بر جسم متحرك در سیال را بررسی می‌كند.
گرایش حرارت و سیالات به فیزیك حرارت و مكانیك سیالات می‌پردازد و وظیفه‌اش تحلیل و طراحی سیستم‌ها از دیدگاه حرارتی و سیالاتی است . برای مثال در طراحی یك موتور احتراق داخلی، مسائل مربوط به تبدیل حرارت به انرژی ، انتقال حرارت، حفظ موتور در حرارت مناسب و سرد نگه‌داشتن موتور توسط یك مهندس مكانیك حرارت و سیالات بررسی می‌شود.
همچنین مسائل مربوط به تاسیسات ساختمان و رآكتورها، انتقال آب ، نفت و گاز ، طراحی نیروگاههای مختلف ، طراحی توربو ماشین‌ها (ماشین‌های دوار) مثل توربین‌های بخار، توربین‌های گاز و فن‌كویل‌ها به گرایش سیالات مربوط می‌شود.
این رشته در به كاربردن علوم و تكنولوژی مربوط جهت طرح و محاسبه اجزاء سیستمهایی كه اساس كار آنها مبتنی بر تبدیل انرژی ، انتقال حرارت و جرم است به متخصصان كارآیی لازم را می‌دهد و آنها را جهت فعالیت در صنایع مختلف مكانیك 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 فیزیك تسلط داشته و با یك زبان خارجی آشنا باشند . دروس این رشته شامل مطالبی در زمینه‌های حرارت وسیالات ، می‌باشد.
با توجه به اینكه 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 مكانیك مانند ریاضی ، فیزیك ، مكانیك ، 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 ركورد شدید در تحصیلات خواهد شد.

[Borna66]

ساخت و تولید

یك قطعه باید به چه روشی ساخته شود تا دارای تولیدی سریع و ارزان و همچنین كیفیت مناسب و وقت و كارایی مطلوب باشد؟
پاسخ به این سوال مهم بر عهده مهندسان گرایش ساخت و تولید است. چرا كه یك مهندس ساخت و تولید به مسائل مربوط به ساخت بهینه و تولید با كیفیت بالا می‌پردازد. در واقع این گرایش بیشتر به مشكلات 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 كاربردی مهندسی مكانیك می‌پردازد و مهندس این گرایش در زمینه شكل دادن فلزات ، طراحی قالب‌ها و ساخت قطعه‌های گوناگون فعالیت می‌كند.
هدف تربیت كارشناسانی است كه با به كاربردن تكنولوژی مربوط به ابزارسازی، ریخته‌گری ، جوشكاری، فرم دادن فلزات ، طرح كارگاه یا كارخانه‌های تولیدی آماده كار در زمینه ساخت و تولید ماشین‌آلات صنایع (كشاورزی ، نظامی، ماشین‌سازی، ابزارسازی ، خودروسازی و ... ) باشند. فارغ‌التحصیلان این دوره قادر خواهند بود در صنایعی مانند ماشین‌سازی، ابزارسازی، خودروسازی ، صنایع كشاورزی، صنایع هوایی و تسلیحاتی به ساخت و تولید ماشین‌آلات، طراحی كارگاه و یا كارخانه تولیدی بپردازند و نظارت و بهره‌برداری و اجرای صحیح طرحها را عهده‌دار شوند. داوطلبان این رشته باید در دروس ریاضی، فیزیك و مكانیك از آگاهی كافی برخوردار باشند. دروس این دروه شامل مطالبی در مورد نحوه تولید، طراحی قالبهای پرس، طراحی قید و بندها، كار و برنامه‌ریزی با ماشینهای اتوماتیك، اصول كلی و نحوه كار 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 كارهای كارگاهی را به خوبی انجام دهد و استعداد كارهای فنی را داشته باشد. با توجه به خودكفایی صنایع كشور این رشته دارای بازار كار خوبی است.

[Borna66]

وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر:

امكان ادامه تحصیل در مقاطع كارشناسی ارشد و دكترای تخصصی میسر می‌باشد. در دوره كارشناسی ارشد 32 واحد و در دوره دكترا 48 واحد درسی ارائه می‌گردد.

رشته‌های مشابه و نزدیك به این رشته:

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

[Borna66]

آینده شغلی و بازار كار:

درحال حاضر دانشجوی توانمند مهندسی مكانیك پس از فارغ‌التحصیلی مشكل كاریابی ندارد چرا كه توسعه سخت‌افزاری و رشد مسائل مهندسی، گرایش به سمت تولید داخل و ایجاد تكنولوژی تولید تجهیزات و وسایل در داخل كشور و روی آوردن به خدمات مهندسی در داخل كشور به علت محدودیت‌های ارزی و كاهش درآمدهای نفتی، باعث رشد چشمگیر بازاركار مهندسان مكانیك در ایران شده است.
یك مهندس مكانیك در حال حاضر در زمینه‌های مختلفی فعالیت می‌كند كه از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره كرد:
- طراحی و ساخت تمامی ماشین‌آلات و قطعات آنها (اعم از ماشین‌آلات تولیدی تمامی صنایع)، لوازم خانگی و تجهیزات پزشكی.
- طراحی و ساخت تجهیزات مكانیكی نیروگاههای فسیلی، اتمی ، خورشیدی ، بادی و آبی.
- طراحی و ساخت تجهیزات و سیستم‌های انتقال و تصفیه آب، سیستم‌های مكانیكی و كنترلی پالایشگاهها و كارخانجات شیمیایی.
- طراحی و ساخت تاسیسات حرارتی و برودتی ساختمانها و اماكن، بالابرها و آسانسورها و سیستم‌های حمل و نقل.
- ساخت ماشین‌آلات تغلیظ و بازیافت مواد مثل كارخانجات قند، كاغذسازی ، سیمان ، نساجی ، نمك و كنسانتره .
- طراحی و ساخت وسایل و تجهیزات حمل و نقل زمینی، دریایی و هوایی.
- ساخت تجهیزات دفاعی مانند تانك، راكت، اژدر و پلهای متحرك.
- ساخت روبات‌ها ، بازوهای مكانیكی و سیستم‌های تولید.
در ضمن یك مهندس مكانیك می‌تواند به عنوان كارشناس و مشاور فنی در بانك‌ها ، شركت‌های سرمایه‌گذاری، بیمه و شركت‌های بازرسی و نظارت امور بین‌المللی فعالیت نماید.
در همه جای دنیا یك فارغ‌التحصیل مهندسی مكانیك مثل یك موم خام است كه دانش كافی دارد و در هر زمینه‌ای كه كار كند 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 كامپیوتری فعالیت نماید. یعنی رشته مكانیك زمینه كار و زمینه انتخاب بسیار گسترده‌ای را در مقابل فارغ‌التحصیلان این رشته قرار می‌دهد.

[Borna66]

وضعیت نیاز كشور به این رشته در حال حاضر:

دانش مكانیك دانش زندگی است . در هر مجتمع و كارگاه صنعتی نیاز به فارغ‌التحصیلان این رشته امری ضروری و مشهود است و با توجه به حركتهای صنعتی این چندساله اخیر كشور مهندسین مكانیك بیش از پیش در گرداندن چرخ صنعت دخیل شده‌اند و راه همواره برای رشد و ترقی آنها گشاده است.