کتاب جایگاه مهندسی مکانیک در تولید فناوری

عنوان صفحه
فصل 1 11
مهندسی مکانیک 11
آینده‌ی شغلی مهندسی مکانیک 13
مباحث اساسی در مهندسی مکانیک 13
مهندسي مكانيك (در سطح كارشناسي) 14
گرايش حرارت و سيالات 14
گرايش طراحي جامدات 15
گرايش ساخت و توليد 16
گرايش مهندسي دريا 17
توانايي‌هاي مورد نياز و قابل توصيه 19
وضعيت ادامه تحصيل در مقاطع بالاتر 20
مفهوم مهندسی مکانیک 20
تاریخچه مهندسی مکانیک 21
اهداف مهندسی مکانیک 23
نرم‌افزارهای رشته مکانیک شاخه CAE, CAD و CAM 29
طراحی به کمک رایانه (CAD) 29
مهندسی به کمک رایانه (CAE) 29
ساخت به کمک رایانه (CAM) 30
نرم‌افزارهای طراحی به کمک رایانه (CAD) 30
بخش‌های مهم برنامه CATIA 30
ماتریس و طراحی قالبهای مختلف 32
مقایسه دو نرم‌افزار CATIA و SOLIDWORKS 33
نرم‌افزارهای مهندسی به کمک رایانه (CAE) 33
نرم‌افزار ABAQUS 33
نرم‌افزار ANSYS 34
توانمندی‌های نرم‌افزار انسیس 35
نرم‌افزار ADAMS 35
بخش‌های مختلف برنامه ADAMS 36
بخش Adams/view 36
بخش Adams/Solver 36
بخش Adams/Post-processor 37
نرم‌افزارهای GAMBIT & FLUENT 38
فصل 2 41
فناوری 41
تأثیر بر زندگی 45
تأثیر بر صنعت و بازار کار 45
فناوري نانو چيست؟ 46
تاریخچه فناوری 47
کنترل آتش توسط انسان‌های اولیه 47
لباس و سرپناه انسان‌های اولیه 48
نقد فناوری 48
فصل 3 51
جایگاه مهندسی مکانیک با در نظر گرفتن وضعیت فناوری 51
داده‌های آماری ثبت اختراعات 52
داده‌های آماری هزینه تحقیق و توسعه 57
داده‌های آماری نیروی انسانی‌بخش تحقیق و توسعه 59
ارزیابی وضعیت فناوری 61
ارزیابی بودجه تحقیق و توسعه 62
ارزیابی نیروی انسانی 63
بررسی نقاط قوت و ضعف تولید فناوری 63
کاربردهای فناوری همزاد دیجیتال در مهندسی مکانیک 66
همزاد دیجیتال 68
کاربرد همزاد دیجیتال در مهندسی مکانیک 73
فرایند طراحی 73
فرایند ساخت 75
فرایند تعمیر و نگهداری 77
فرایند تخمین سلامت سیستم مکانیکی 79
فصل 4 83
فناوری نوین 83
فناوری نوین چیست؟ 83
کاربرد فناوری‌های نوین چیست؟ 84
آشنایی با عملکرد تکنولوژی‌های نوظهور و تأثیر آن بر نیازهای شغلی 84
شاخه‌های مختلف علوم فناوری نوین 90
فناوری نوین نیرو 90
فناوری نوین ارتباطی 90
شبکه‌های نرم‌افزار محور (SD-WAN) 91
مهندسی مکانیک و فناوری نوین 91
آموزش مهندسی مکانیک و پیچیدگی صنعتی 92
واقعیت‌ها در آموزش مهندس مکانیک 94
روند تغییرات در آموزش مهندسی مکانیک 95
نمونه‌هایی از آموزش مهندسی مکانیک نوین 98
هسته و اصول فنی مهندسی مکانیک 101
برنامه مهندسی مکانیک اروپا (Engin Europe) 102
فناوری متاورس در مهندسی مکانیک 103
کارهای گذشته 106
مکاورس: متاورس تخصصی مهندسی مکانیک 107
فصل 5 113
فناوری نانو 113
تاریخچه فناوری نانو 115
فناوری نانو در دوران باستان 115
فناوری نانو در زمان مدرن 117
فناوری نانو در مهندسی مکانیک 121
سیستم‌های میکروالکترومکانیکی 123
سنسورهای اینرسی 123
سنسورهای فشار 127
میکرو روبات ها 129
میکرو آینه ها 132
سیستمهای میکروالکترومکانیکی در آینده 134
سیستمهای نانوالکترومکانیکی 135
مشکلات سیستمهای نانوالکترومکانیکی 138
منابع 141

نرم‌افزارهای رشته مکانیک شاخه CAE, CAD و CAM

دنیای امروز دنیای گسترده‌ی نرم‌افزارهاست دنیایی که مبتنی بر سرعت محاسبات می‌باشد و برای این هدف استفاده از نرم‌افزارها بهترین گزینه می‌باشد.

برای آشنایی با نرم‌افزارهای مکانیکی لازم است که ابتدا با شاخه‌های کلی نرم‌افزاری آشنا شویم.

طراحی به کمک رایانه (CAD)

معنای لغوی Computer Aided Design طراحی به کمک رایانه است. واژه CAD یعنی ابتدایی‌ترین مرحله برای ساخت یک قطعه و معرفی آن به یک رایانه است که این کار توسط یک اپراتور (کاربر) صورت می‌گیرد که با طراحی سه بعدی توسط نرم‌افزاری خاص خود انجام می‌شود یا حتی توسط اسکن سه بعدی اجسام صورت می‌گیرد. اگر قطعه پیچیده باشد هر قسمت آن را جداگانه طراحی کرده و سپس اسمبل می‌کنند.

مهندسی به کمک رایانه (CAE)

معنای لغوی Computer Aided Engineering مهندسی به کمک رایانه است. واژه CAE به این معنی است که تحلیل‌های استاتیکی، دینامیکی و حرارتی روی قطعات شبیه‌سازی شده در رایانه انجام می‌گیرد. در این مرحله توزیع تنش، تغییر مکان و در مواردی دما در حین عملکرد قطعه و مجموعه بدست می‌آید.

ساخت به کمک رایانه (CAM)

معنای لغوی Computer Aided Manufacturing ساخت به کمک رایانه است. واژه CAM مرحله‌ای است که در آن روش ساخت مورد بررسی قرار می‌گیرد و توسط نرم‌افزارهای خاص کدهایی به نام جی کد G Cod به دستگاه می‌فهماند که چه مراحلی را برای ماشین‌کاری باید طی کند که شامل مراحل خشن کاری و اتمام کار (Finishing) است و توسط راهبردهای به خصوص صورت می‌گیرد.

نرم‌افزارهای طراحی به کمک رایانه (CAD)

نرم‌افزار CATIA

نرم‌افزار کتیا (CATIA) اولین بار در سال ۱۹۷۷ توسط هواپیمایی فرانسه (Avions Marcel Dassault) برای ارتقا دادن هواپیمای جنگنده میراژ و سپس در هوافضا،  خودرو‌سازی و

کشتی‌سازی تحت عنوان CATI)Conception Assistée Tridimensionnelle Interactive) مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۹۸۱ به CATIA تغییر نام داد. در سال ۱۹۸۴ شرکت بویینگ تصمیم به استفاده از CATIA V3 به عنوان نرم‌افزار اصلی خود گرفت و بدین ترتیب بزرگترین مصرف‌کننده‌ی این نرم‌افزار نامیده شد؛ و در سال ۱۹۹۰ شرکت کشتی‌سازی آمریکا برای طراحی ناو جنگی از این نرم‌افزار استفاده کرد. در سال ۱۹۹۸ نسخه ۵ به بازار ارائه شد که توسط UNIX و Windows NT و Windows XP تا سال ۲۰۰۱ پشتیبانی شد و به همین ترتیب در سال‌های ۲۰۰۸ و ۲۰۱۰ و ۲۰۱۲ نسخه‌های بعدی و پیشرفته‌تر این نرم‌افزار ارائه گردید.

بخش‌های مهم برنامه CATIA

Part design: طراحی قطعه

Assembly design: مونتاژ

Composite design: طراحی کامپوزیت

Weld design: برای نشان دادن اتصالات جوش

Sheet metal design: برای ورق کاری

Structure design: برای طراحی سازه‌ها

Aerospace sheet metal design: برای طراحی قطعات هوافضا

Wire frame & surface: برای طراحی سطوح پیچیده

Cast & forged part optimizer: برای بهینه‌سازی قطعات قالبگیری شده

Generative drafting: برای ایجاد نقشه‌های مهندسی

Shape free style: طراحی سطوح خاص

Automotive body: برای طراحی بدنه‌ی اتومیبل

Piping diagram: طراحی نقشه‌ی لوله‌ها در کارخانه‌ها

Hanger design: طراحی آویزها

Tubing design: برای تعیین محل عبور آویزها

HVAC design: برای طراحی سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع

Imagine & shape: طراحی حجم‌ها خاص

نرم‌افزار SOLIDWORKS

نرم‌افزار سه بعدی کامل است که به منظور طراحی، شبیه‌سازی و گردآوری اطلاعات طراحی شده‌است. امکانات این محصول این شرایط را ایجاد می‌کند تا قطعه هرچه راحت‌تر و سریعتر طراحی شود و با همکاری قسمت‌های مختلف با سرعت و دقت محصولی مقرون به صرفه ارائه گردد. یکی از نرم‌افزارهای مطرح که تقریباً به تمامی نیازهای یک مهندس طراح جامه‌ی عمل پوشانده است.  سالیدورکس [1] ساخت شرکتی به همین نام است که البته چند سالی است که زیر مجموعه Dassault System ,سازنده CATIA قرار گرفته‌است. این نرم‌افزار شامل سه‌بخش اساسی و مهم است که هر یک وظیفه خاص به خود را دارا می‌باشد این‌بخش ها عبارتند از:

part برای ایجاد قطعه

surface: جهت ایجاد صفحات فلزی

shell and #loft: جهت ایجاد سنبه و

ماتریس و طراحی قالبهای مختلف

sheet metal: ورقکاری

weldment: سازهای جوشکاری شده و مونتاژی

Tool box: پیچها و مهره هاو تجهیزلت اماده در بازار به صورت استاندارد

solid express: تحلیل مقاومتی

simulstion: حرکت و تنتختب موتور فنر و تجهیزات ایجاد نیرو

bill of material: انتخاب نوع ماده‌ی سازنده ومحاسبه وزن

hole wizard: ایجاد انواع سوراخ استاندارد رزوه دار و بدون رزوه

توانایی تهیه‌ی انیمیشن سازه‌ی ساخته شده‌ی متحرک در نرم افزار و نحوه‌ی جداشون قطعات مونتاژ شده و مونتاژ ان بصورت انیمشن و ویدئو

Assembly برای مونتاژ قطعات ایجاد شده

Drawing ایجاد نقشه‌ی دو بعدی

و همینطور توانایی گرفتن جی کد برای دستگاه اای nc و cnc؛ و طرح