معرفی مهندسی مکانیک

[.Ghazal.]

مهندسی مکانیک شاخه‌ای از مهندسی است که فیزیک مهندسی و ریاضیات را با دانش مواد تلفیق نموده و با طراحی، آنالیز، ساخت سیستم‌های مکانیکی سروکار دارد.[۱] این رشته کهن‌ترین و گسترده‌ترین علوم مهندسی می‌باشد و به مادر علوم مهندسی‌ شهرت دارد.مهندسی مکانیک نیازمند درک مفاهیمی همانند مکانیک، دینامیک، ترمودینامیک، دانش مواد، آنالیز سازه‌ها و الکتریسیته است.

 

[.Ghazal.]

علاوه بر مفاهیم اصلی فوق، مهندسین مکانیک ابزاری چون طراحی به کمک رایانه ،تولید به کمک رایانه، مدیریت چرخه عمر محصول را برای طراحی تجهیزات صنعتی و ماشین آلات، سیستم‌های گرمایش و خنک‌کننده، ترابری، هواپیما، شناورها، رباتیک، تجهیزات پزشکی، جنگ‌افزار بکار می‌گیرند

 

[.Ghazal.]

مهندسی مکانیک نخست در طی انقلاب صنعتی در اروپا در قرن ۱۸ میلادی به عنوان یک شاخهٔ مجزا شناخته شد؛ لکن توسعه آن در دنیا طی چندین هزار سال طول کشیده‌است. دانش مهندسی مکانیک در قرن ۱۹ میلادی در نتیجهٔ پیشرفت‌های فیزیک نشأت گرفت. این شاخه به طور پیوسته‌ای تکامل یافته تا پیشرفت‌های فناوری را به‌کار گیرد و امروزه مهندسان مکانیک به دنبال گسترش دانش در رشته‌هایی مانند مواد مرکب، مکاترونیک و نانوتکنولوژی هستند.

 

[.Ghazal.]

مهندسی مکانیک به میزان زیادی هم‌پوشانی‌هایی با مهندسی هوافضا، مهندسی خودرو، مهندسی مکاترونیک، مهندسی برق، مهندسی پزشکی (بیومکانیک)، مهندسی شیمی، مهندسی عمران، مهندسی متالورژی، مهندسی دریا، مهندسی راه‌آهن ، مهندسی رباتیک، مهندسی صنایع، مهندسی معدن، مهندسی نفت و مهندسی مکانیک بیوسیستم دارد.

 

[.Ghazal.]

چند تن از مهندسان مکانیک معروف که پیش از این می‌زیسته‌اند، عبارت‌اند از:

جیمز وات (۱۷۳۶–۱۸۱۹): تکمیل‌کننده موتور بخار و پدر انقلاب صنعتی.
گوتلیب دایملر (۱۸۳۴–۱۹۰۰): مهندس و طراح صنعتی، به همراه می‌باخ مخترع اولین موتور سیکلت (دوچرخه موتور دار) و پیشرو در گسترش موتورهای احتراق داخلی، پدر بزرگ موتورهای احتراق داخلی.
کارل بنز (۱۸۴۴–۱۹۲۹): مخترع موتورهای دیزلی و بنیان‌گذار موتورهای احتراق داخلی (هم دوره با دایملر و می‌باخ) و سازنده اولین خودروی تجاری، مبدع پدال گاز در خودرو و سیستم جرقه زنی با استفاده از شمع و باتری، مخترع کلاچ و مکانیزم تعویض دنده، کاربراتور و رادیاتور نیز از اختراعات اوست.
ویلهلم می باخ(۱۸۴۶–۱۹۲۹): مهندس و طراح صنعتی، صاحب نشان می باخ، همکاری با دایملر در ساخت موتورهای احتراق داخلی و موتورهای چهار زمانه، دارنده دکترای افتخاری از دانشگاه اشتوتگارت، عضو افتخاری انجمن مهندسین آلمان.
فردیناند پورشه (۱۸۷۵–۱۹۵۱): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی پورشه.
فرانتس جوزف پوپ (۱۸۸۶–۱۹۵۴): یکی از سه بنیان‌گذار شرکت خودروسازی ب ام و.
علی کریمیان ساخت یک دستگاه میخکش
آگوست هورش (۱۸۶۸–۱۹۵۱): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی آئودی.
آدام اوپل (۱۸۳۷–۱۸۹۵): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی اوپل.
انزو فراری (۱۸۹۸–۱۹۸۸): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی فراری.
فروچیو لامبورگینی (۱۹۱۶–۱۹۹۳): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی لامبورگینی.
اتوره بوگاتی (۱۸۸۱–۱۹۴۷): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی بوگاتی.
آرماند پژو (۱۸۴۹–۱۹۱۵): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی پژو.
آندره سیتروئن (۱۸۷۸–۱۹۳۵): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی سیتروئن.
لوئی رنو (۱۸۷۷–۱۹۴۴): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی رنو.
ویلیام سی. دورانت (۱۸۶۱–۱۹۴۷): بنیان‌گذار شرکت جنرال موتورز.
هنری فورد (۱۸۶۳–۱۹۴۷): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی فورد.
لوئیس شورولت (۱۸۷۸–۱۹۴۱): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی شورولت.
دیوید دانبار بیوک (۱۸۵۴–۱۹۲۹): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی بیوک.
والتر کرایسلر (۱۸۷۵–۱۹۴۰): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی کرایسلر.
هنری ام. لیلند (۱۸۴۳–۱۹۳۲): بنیان‌گذار شرکت‌های خودروسازی کادیلاک و لینکلن.
کیشیرو تویودا (۱۸۹۴–۱۹۵۲): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی تویوتا.
یوشیسوکه آیکاوا (۱۸۸۰–۱۹۶۷): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی نیسان.
جوجیرو ماتسودا (۱۸۷۵–۱۹۵۲): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی مزدا.
سوییشیرو هوندا (۱۹۰۶–۱۹۹۱): بنیان‌گذار شرکت خودروسازی هوندا.
چستر کارلسون (۱۹۰۶–۱۹۶۸): دستگاه زیراکس از نوآوری‌های اوست.
ساموئل کلت (۱۸۱۴–۱۸۶۲): سازندهٔ اسلحهٔ کلت.
آیزاک سینگر (۱۸۱۱–۱۸۷۵): سازندهٔ نخستین چرخ خیاطی خانگی.
رودولف دیزل(۱۸۵۸–۱۹۱۳): سازندهٔ موتورهای معروف دیزل که با گازوئیل کار می‌کنند.
نیکلاس اتو(۱۸۳۲–۱۸۹۱): مهندس و مخترع اولین موتور احتراق داخلی با بازدهی مطلوب، تعمیم دهنده مفهوم چهار زمانه به موتورهای احتراق داخلی.
فلیکس وانکل(۱۹۰۲–۱۹۸۸): مخترع موتور دورانی وانکل.
ویلیس کریر(۱۸۷۶–۱۹۵۰): مخترع تهویه مطبوع
نیکولا تسلا(۱۸۵۶–۱۹۴۳): مخترع جریان برق متناوب

 

[.Ghazal.]

کاربرد مهندسی مکانیک را می‌توان در آرشیوهای جوامع مختلف قدیمی و قرون وسطی مشاهده نمود. در دوران کهن، در خاور نزدیک شش ماشین ساده شناخته شده بودند. گُوِه و سطح شیب دار هر دو از ازمنه پیش از تاریخ شناخته شده بودند.[۴] چرخ و سازوکار چرخ و محور در هزارهٔ پنجم ق. م در بین‌النهرین (عراق کنونی) اختراع گردید.[۵] در حدود ۵ هزار سال پیش سازوکار اهرم در خاور نزدیک برای کاربری در ترازوی ساده،[۶] و در مصر برای حرکت دادن اشیاء حجیم به‌وجود آمد.[۷] همچنین در حدود …۳ سال ق.م. در بین‌النهرین، اهرم در نخستین جرثقیل به نام شادوف که برای بالا کشیدن آب بکار برده می‌شد، مورد استفاده قرار گرفت.[۶] قدیمی‌ترین مدارک در مورد قرقره ها به اوایل هزاره دوم قبل از میلاد در بین‌النهرین برمیگردد.

 

[.Ghazal.]

نخستین ماشینهای کاربردی که با نیروی آب کار می‌کردند یعنی چرخ آبی و آسیاب آبی در سده ۴ ق.م. در امپراتوری ایران در ایران و عراق امروزی، ظاهر شدند.[۸] در سنت غرب علم مکانیک تحت نفوذ کارهای ارشمیدس (۲۸۷–۲۱۲ ق. م) در یونان کهن قرار گرفته‌است. در زمان تسلط رومیان بر مصر، نخستین دستگاهی که با نیروی بخار کار می‌کرد بنام آیولیپایل توسط هرون اسکندرانی (حدود ۱۰–۷۰ م) ساخته شد.[۹] در چین، ژَنگ هِنگ (۷۸–۱۳۹ م) طرحی پیشرفته تر از ساعت آبی ارائه داده، لرزه سنج را اختراع نمود، و ما جون (۲۰۰–۲۶۵ م) ارابه ای با چرخ دنده‌های دیفرانسیل اختراع نمود. ستاره‌شناس و مهندس چینی سو سانگ (۱۰۲۰–۱۱۰۱ م) در قرون وسطی و دو سده قبل از کاربری چرخ دنگ در ساعتهای اروپائی، یک سازوکار چرخ دنگ را در ساختمان برج ساعت نجومی خود بکار گرفت. وی همچنین مخترع نخستین چرخ زنجیر دورانی برای انتقال نیرو می‌باشد

 

[.Ghazal.]

در دوران طلایی تمدن اسلامی (سده‌های ۷ تا ۱۵ میلادی)، مخترعین اسلامی تأثیر شایانی بر فن آوری مکانیک گزاردند. یکی از آنان بنام بدیع الزمان ابوالعز بن اسماعیل بن رزازجَزَری کتاب معروف خود را با عنوان «مبانی نظری و عملی مهندسی مکانیک در تمدن اسلامی» در سال۱۲۰۶ نگاشته و طرح‌های مکانیکی فراوانی را ارائه داد. جَزَری همچنین بعنوان نخستین طراح ابزاری همچون میل لنگ و میل بادامک که امروزه اساس سازوکارهای فراوانی می‌باشند، شناخته می‌شود

 

[.Ghazal.]

سده ۱۷ میلادی شاهد پیشرفتهای مهمی در اصول اساسی مهندسی مکانیک در انگلستان بود. در این سدهآیزاک نیوتن قوانین حرکت نیوتن را ارائه داده حساب دیفرانسیل و انتگرال را بعنوان اساس ریاضیِ علم فیزیک ابداع نمود. در بدو امر نیوتن در چاپ و انتشار کارهای خود مردد بود، لکن، بالاخره چند تن از همکارانش همچون ادموند هالی او را متقاعد به چاپ آثارش نمودند تا جامعه بشری از این آثار بهره‌مند گردد. گوتفرید ویلهلم لایبنیتس نیز بعنوان مبتکر حساب دیفرانسیل و انتگرال در این عصر شناخته شده‌است.

 

[.Ghazal.]

در اوائل انقلاب صنعتی در سده ۱۹، ساخت ماشین ابزار در کشورهای انگلستان، آلمان و اسکاتلند توسعه یافت. این امر باعث شناخته شدن مهندسی مکانیک به عنوان رشتهٔ مجزایی در مهندسی گردید. در پی آمد این گسترش، ماشینهای ساخت و تولید، و انواع موتورها جهت نیرو دادن به این ماشینها به‌وجود آمدند.[۱۲] نخستین انجمن مهندسان مکانیک بنام مؤسسه مهندسان مکانیک در ۱۸۴۷ در انگلستان تشکیل گردید. متعاقباً، سی سال بعد، نخستین انجمن حرفه ای همانند بنام مؤسسه مهندسان عمران توسط مهندسان عمران تشکیل گردید.[۱۳] در قاره اروپا، یوهان فون زیمرمن (۱۸۲۰–۱۹۰۱) نخستین کارخانه ساخت ماشین‌های تراش را در سال ۱۸۴۸ در شهر کمنیتس آلمان برپا نمود.