مکانیک و آهن

استفاده از آهن آلات در مکانیک

مکانیک و آهن

استفاده از آهن آلات در مکانیک

۳ مطلب در مرداد ۱۳۹۶ ثبت شده است

  • ۰
  • ۰


مهندسی مکانیک (به انگلیسی: Mechanical Engineering) شاخه‌ای از مهندسی است، که با طراحی، ساخت و راه‌اندازی دستگاه‌ها و ماشین‌ها سروکار دارد. تهیه و ساخت دستگاه‌هایی که انرژی‌های مختلف نظیر انرژی خورشید، انرژی هسته‌ای و انرژی شیمیایی را به کار می‌گیرند نیز در حوزهٔ این شاخه از دانش است. این رشته یکی از قدیمی‌ترین و گسترده‌ترین رشته‌های مهندسی است.

مهندسی مکانیک نیازمند فهم مفاهیمی همانند سینماتیک، دینامیک، ترمودینامیک، دانش مواد، تحلیل سازه‌ها و الکتریسیته است.

مهندسان مکانیک، اصول اساسی نیرو، انرژی، حرکت و گرما را به کار برده و با دانش تخصصی خود، سیستم‌های مکانیکی و دستگاه‌ها و فرایندهای گرمایی را طراحی کرده و می‌سازند. مهندسان مکانیک، گسترهٔ وسیعی از دستگاه‌ها، فراورده‌ها و فرایندها را تولید می‌کنند؛ از آن جمله می‌توان به موتورها و سیستم‌های کنترل، نیروگاه‌های الکتریکی،دستگاه‌های پزشکی، چرخ‌دنده‌ها، فناوری لیزر، طراحی به کمک رایانه، مهندسی به کمک رایانه و تولید به کمک رایانه، خودکارسازی و رباتیک، دستگاه‌های تهویهٔ مطبوع و تجهیزات کارخانه‌ها اشاره کرد.

مهندسی مکانیک ابتدا در طی انقلاب صنعتی در اروپا در قرن ۱۸ میلادی به عنوان یک شاخهٔ مجزا شناخته شد؛ با این وجود این شاخهٔ دانش در طی هزاران سال توسعه پیدا کرده است. دانش مهندسی مکانیک در قرن ۱۹ میلادی درنتیجهٔ 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 چون مواد مرکب، مکاترونیک و نانوتکنولوژی هستند. 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 راه آهن (ماشینهای ریلی)، مهندسی رباتیک، مهندسی صنایع، مهندسی معدن،مهندسی نفت و مهندسی هسته‌ای دارد.


چشم‌انداز شغلی مهندسان مکانیک، امیدبخش و با استحکام است. برای مثال، در ایالات متحد آمریکا، رشد شغل‌ها و حرفه‌های مربوط به مهندسی مکانیک، هر سال حدود ۱۶٪ (۳۵ هزار شغل) است و انتظار می‌رود این آهنگ رشد تا سالهای آینده حفظ شود. مهندسان مکانیک از روزگاران گذشته تا به امروز، اغلب در بخش‌های صنعتی زیر نقش عمده‌ای ایفا می‌کنند:
هوا فضا، خودروسازی، واحدهای شیمیایی، فناوری نانو، رایانه و الکترونیک، ساختمان‌سازی، انواع فراورده‌های مصرفی، انرژی، مشاوره مهندسی و بخش‌های دولتی.
هم‌چنین صنعت پزشکی و داروسازی، فرصت‌های شغلی هیجان‌انگیزی را برای مهندسان مکانیک به وجود آورده‌اند تا نیروها و دانش‌های زیستی را در هم بیامیزند. همچنین فرصت شغلی این رشته در ایران نسبت به رشته‌های دیگر بسیار مناسب است

مهم‌ترین نرم‌افزارهای مورد استفاده در مهندسی مکانیک[ویرایش]

  • Catia (نرم‌افزار طراحی قطعات به‌صورت سه‌بعدی 3D CAD/CAM/CAE)
  • NX (Unigraphics) (نرم‌افزار طراحی قطعات به‌صورت سه‌بعدی 3D CAD/CAM/CAE)
  • Creo (Pro/Engineer) (نرم‌افزار طراحی قطعات به‌صورت سه‌بعدی 3D CAD/CAM/CAE)
  • SolidWorks (نرم‌افزار طراحی قطعات به‌صورت سه‌بعدی 3D CAD)
  • Autodesk inventor (نرم‌افزار طراحی قطعات به‌صورت سه‌بعدی 3D CAD)

  • Solid Edge (نرم‌افزار طراحی قطعات به‌صورت سه‌بعدی 3D CAD)
  • Microstation (نرم‌افزار طراحی قطعات به‌صورت دو بعدی 2D CAD)
  • Autodesk Autocad (نرم‌افزار طراحی به‌صورت دو بعدی 2D CAD)
  • Autodesk Autocad Mechanical (نرم‌افزار طراحی مکانیکی قطعات)
  • Autodesk Autocad MEP (نرم‌افزار ترسیم نقشه تأسیسات ساختمان)

  • اسما دانشجو
  • ۰
  • ۰

آهن با نماد شیمیایی Fe (به لاتین: Ferrum)، نام یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۲۶ و چگالی ۷۸۷۴kg/m۳ است. آهن یک فلز است که در نخستین دورهٔ فلزهای واسطه جای دارد. آهن از دیدگاه جرم، بزرگترین عنصر سازندهٔ کرهٔ زمین است. آهن اصلی‌ترین عنصر سازندهٔ هستهٔ بیرونی و درونی زمین و چهارمین عنصر متداول در پوسته‌است. فراوانی آهن در سیاره‌های زمین‌سان و دیگر کره‌های سنگی مانند ماه، به خاطر پدیدهٔ همجوشی هسته‌ای در ستاره‌های بزرگ است، که در پروسهٔ همجوشی آهن آخرین عنصری‌است که با آزادسازی انرژی؛ پیش از فروپاشی خشونت‌آمیز آن ستاره به صورت یک ابرنواختر، و پراکندن آهن در فضا، ایجاد می‌شود.

در حدود ۱٬۴۰۰ پیش از میلاد، از ساخته‌های آهنی در قلمرو هیتی‌ها در ارمنستان کنونی استفاده می‌شد که این به عنوان نخستین شواهد مصرف این عنصر است.[۱]

مانند دیگر عناصر گروه ۸؛ روتنیم و اوسمیوم، آهن نیز در طیف گسترده‌ای از حالت‌های اکسیداسیون یافت می‌شود؛ از ۲- تا ۶، هرچند که اکسایش ۲ و ۳ متداول‌ترین هستند. سرچشمهٔ عنصری آهن در شهاب‌سنگ‌ها و سایر محیط‌های کم اکسیژن است، اما نسبت به اکسیژن و آب دارای واکنش‌است. سطح آهن تازه سطحی نقره‌ای-خاکستری درخشان به نظر می‌رسد، اما در هوای عادی اکسیده می‌شود تا به صورت اکسید آهن هیدرات شده درآید، که معمولاً به عنوان زنگ شناخته می‌شود. بر خلاف دیگر فلزات که لایه‌های اکسید سطح، درون قطعه‌فلز را (در برابر زنگ‌زدگی) رویینه می‌سازند، لایهٔ اکسید آهن، با ادامهٔ نفوذ و اشغال حجم بیشتری از فلز، و در نتیجه پوسته پوسته شدن و سوا شدن، سطح تازه‌ای را در معرض خوردگی قرار می‌دهد.

آهن دارای سطوح صاف و نقره‌ای براق مایل به رنگ خاکستری‌ست اما وقتی در هوا با اکسیژن ترکیب می‌شود به رنگ قرمز یا قهوه‌ای در می‌آید که به آنها اکسید دارای ترکیبات آهن یا زنگ گفته می‌شود. کریستال‌های خالص آهن نرمه (نرم‌تر از آلومینیوم) و با اضافه کردن مقدار کمی ناخالصی مانند کربن مقدار قابل توجهی تقویت می‌شود. مقادیر مناسب و کمی (تا چند درصد) از فلزات دیگر و کربن، تولید فولاد می‌کند که می‌تواند ۱۰۰۰ بار سخت‌تر از آهن خالص باشد.

Fe۵۶ سنگین‌ترین ایزوتوپ پایدار (تولید شده توسط فرایند آلفا در نکلئوسنتز استلار) است که با عناصر سنگین‌تر از آهن و نیکل برای تشکیلشان به سوپر نوا احتیاج دارند. آهن فراوان‌ترین عنصر در غول‌های قرمز است، و فراوان‌ترین فلز در شهاب‌سنگ‌ها و در هستهٔ فلزی متراکم در سیاراتی مثل زمین است.

آهن خالص فلز است، اما به ندرت در این شکل روی سطح زمین یافت می‌شود زیرا در حضور اکسیژن و رطوبت یه آسانی اکسیده می‌شود. به منظور به دست آوردن فلز آهن، اکسیژن باید از سنگ معدن‌های طبیعی توسط کاهش شیمیایی حذف شود – به طور عمده از سنگ آهن از سنگ Fe2O۳ توسط کربن در درجه حرارت بالاست. خواص آهن را می‌توان با تولید آلیاژهایی از آن با استفاده از فلزات متنوع گوناگون (و بعضی غیر فلزها به ویژه کربن و سیلیکون) اصلاح نمود و فولادها را ایجاد کرد. هستهٔ اتم‌های آهن تقریباً دارای بالاترین انرژی‌های اتصال در هر نکلئون است و تنها ایزوتوپ Ni۶۲ دارای انرژی بیشتر از آن می‌باشد. هرچند فراوان‌ترین نوکلیدهای پایدار همان Fe۵۶ می‌باشد، این آهن از طریق همجوشی هسته‌ای در ستاره‌های شکل گرفته‌است و اگرچه اندکی انرژی کمتر نیز از طریق سنتز کردن نیکل ۶۲ نیز استخراج می‌گردد. شرایط در ستارگان برای ایجاد این فرایند مناسب نیست. توزیع عنصر آهن بر روی زمین بسیار بیشتر از نیکل است و احتمالاً در تولید عنصر از طریق سوپر نوا نیز همین‌طور است. آهن (آهن Fe+۲، یون فروس) عنصر ردیابی لازمی‌ست که تقریباً تمام موجودات زنده از آن استفاده می‌کنند. تنها استثناهای این موضوع چندین موجود زنده‌ای هستند که در محیط‌های فقیر از نظر آهن زندگی می‌کنند و به گونه‌ای تکامل یافته‌اند که عناصر گوناگونی را در فرایندهای متابولیکشان مورد استفاده قرار دهند مثل منگنز به جای آهن برای تجزیه و یا هموسیانین به جای هموگلوبینآنزیم‌های حاوی آهن معمولاً دارای گروه‌های هموپروستاتیک هستند که در تجزیهٔ واکنش‌های اکسیداسیون در زیست‌شناسی و در انتقال تعدادی از گازهای حل شدنی شرکت می‌کنند.

منبع: ویکی پدیا آهن

منبع : سامانه آهن 20

  • اسما دانشجو
  • ۰
  • ۰

رشته مهندسی مکانیک را شاید به توان از دیدگاه تنوع موضوعات تحت پوشش ، جامع ترین رشته مهندسی به شمار آورد. چون رشته مهندسی مکانیک در برگیرنده همه علوم و فنون است که با تولید ، تبدیل حرکت و انجام کار، تولید و ساخت قطعات و ماشین آلات و به کارگیری مواد گونه گون در ساخت آنها و همچنین طراحی و کنترل سیستم های مکانیکی ، حرارتی و سیالاتی مرتبط می باشد. 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 تکیه بر توانایی های مهندسان مکانیک انجام می گیرد. مهندسی مکانیک دارای گرایش های طراحی جامدات، حرارت و سیالات، ساخت و تولید و مهندسی دریا و مهندسی راه آهن است.


موضوع این رشته تحصیلی:
مهندسی راه آهن شامل سه رشته مهندسی جریه، مهندسی خط وابنیه و مهندسی بهره برداری ( عنوان مهندسی جریه، خط وابنیه و بهره برداری راه آهن قرار است به عناوین مهندسی ماشین های ریلی، مهندسی خط و سازه های ریلی و مهندسی حمل و نقل ریلی تغییر یابد.) است که هریک از رشته های یاد شده با رشته دیگر متفاوت بوده ودر عین حال هر رشته باید اطلاعاتی اولیه از شاخته دیگر داشته باشد.
برای مثال دانشجوی مهندسی خط وابنیه باید در زمینه باید در زمینه ناوگان قطار و لکوموتیو که مربوط به شاخه جریه است و یا سیر حرکت و ایمنی حرکت که مربوط به شاخه بهره برداری است. اطلاعات کلی داشته باشد.
مهندسی جریه راه آهن
جریه از کلمه " جر" به معنای حمل، حرکت دادن و کشیدن مشتق شده است و به کلیه فعالیتهای بخش متحرک صنعت حمل و نقل ریلی اطلاق می شود. این فعالیتهای توسط وسائط نقلیه ریلی شامل لکوموتیو به عنوان محرک و واگنهای باری ومسافری انجام می گیرد.
هدف مهندسی جریه راه آهن نیز تربیت متخصصانی که بتوانند طراحی، انتخاب بهینه، بهبود سیستم نگهداری ، تعمیر ، بازسازی و ساخت وسائط نقلیه ریلی را برعهده بگیرند.
در واقع مهندس جریه یک مهندس خوب مکانیک است که تخصص ویژه در زمینه راه آهن دارد.
درسهای این رشته در طول تحصیل:
دروس پایه:
ریاضی، فیزیک، استاتیک، شیمی عمومی، معادلات دیفرانسیل، محاسبات عددی، ریاضی مهندسی ، برنامه سازی کامپیوتر
دروس اصلی و تخصص جریه راه آهن:
مقررات عمومی حرکت، نقشه کشی صنعتی، کارگاه ماشین ابزار وابزار سازی، مقاومت مصالح ، مبانی ارتباطات و علائم ، مبانی مهندسی برق و الکترونیک ، دینامیک ،ترمودینامیک، کارگاه جوشکاری و ورق کاری، مبانی سیر و حرکت قطار، مبانی زیرسازی و روسازی راه آهن ، مبانی ماشینهای الکتریکی ، مکانیک سیالات ، طراحی اجزاء علم مواد و شناخت فلزات در راه آهن ، انتقال حرارت، دینامیک حرکت قطارها، کارگاه تخصصی واگن، راه آهن برقی، کنترل اتوماتیک، طراحی سازه واگن و لکوموتیو ، تکنولوژی ساخت و تعمیر وسایل نقلیه ریلی، طراحی ترمزهای قطار،کارگاه تخصصی لکوموتیو، طراحی لکوموتیو ، طراحی بوژی، پروژه تخصصی، طراحی ماشینهای ریلی.
مهندسی خط و ابنیه راه آهن
رشته خط و ابنیه در زمینه طراحی هندسی مسیر و زیرسازی و روسازی راه آهن و سازه های فنی گوناگون مانند پل ، تونل، دیوار وترانشه مطالعه می کند.
مهندسی خط وابنیه با این کار دارای نقاط مشترکی بامهندسی عمران است امام وجوه افتراق بسیاری نیز با رشته عمران دارد. برای مثال در رشته مهندسی عمران اطلاعاتی در زمینه هیدرولوژی، هیدرولیک و سازه های آبی داده می شود در حالی که یک مهندسی خط و ابنیه نیازی به این اطلاعات ندارد و در عوض باید در زمینه ناوگان ومسیر حرکت دروسی را بگذراند همچنین در زمینه زیرسازی و روسازی راه آهن و ابنیه فنی این مسیر لازم است که اطلاعات تخصصی داشته باشد چون ابنیه فنی که در خطوط راه آهن به کار می رود. تحت تاثیر نیروهای دینامیکی قرار می گیرند درحالی که سازه های متداول ، رفتاری غیر از این دارند.
دروس اصلی و تخصصی رشته خط و ابنیه راه آهن:
رسم فنی و نقشه کشی ، مقررات عمومی حرکت، نقشه برداری و عملیات مقاومت مصالح، مبانی ارتباطات و علائم ، مصالح ساختمانی، دینامیک ، مبانی سیر و حرکت قطار ، تحلیل سازه ها، مکانیک خاک، تکنولوژی بتن، مبانی مهندسی برق، طراحی مسیر، هیدرولوژی مهندسی ، سازه فولادی، سازه های بتن آرمه، زیرسازی مسیر، روسازی راه آهن، نقشه برداری مسیر وعملیات ، پل های راه آهن، تونل سازی ، ابنیه مسیر ، ایستگاه راه آهن، نگهداری خطوط، متره و برآورد پروژه ، ماشین های ریلی، دستگاه خطوط، پروژه طراحی مسیر، بوژی و لکوموتیو، پروژه پل های راه آهن.
مهندسی بهره برداری راه آهن
مدیریت استفاده بهینه از منابع، امکانات و تاسیسات شبکه راه آهن و تجهیزات متحرک ریلی برعهده مهندس بهره برداری راه آهن است.
در حقیقت فعالیت یک مهندس بهره برداری به دو بخش عمده قبل از طراحی خط راه آهن و بعد از طراحی خط تقسیم می شود که در مرحله نخست مهندس بهره برداری حجم مساف و کالایی که در خط مورد نظر جا به جا خواد شد، پیش بینی کرده و بررسی می کند که آیا تاسیس این خط به صرفه می باشد یا خیر. و در مرحله بعد نیز به طراحی و برنامه ریزی حرکت قطارها می پردازد تا تاخیر زمانی قطارها به پایین ترین حد امکان برسد و هزینه های راه آهن کمتر شود. به عبارت دیگر بخش بهره برداری ، بخش نرم افزاری راه آهن است.
دروس اصلی و تخصصی بهره برداری راه آهن :
مبانی مهندسی برق، مبانی ارتباطات و علائم الکتریکی ، استاتیک ومقاومت مصالح، اصول مدیریت وتئوری سازمان، مبانی زیرسازی و روسازی راه آهن، طرح هندسی خط، اصول حسابداری و هزینه یابی ، اصول شبیه سازی ، نقشه کشی صنعتی، تئوری احتمالات وکاربرد آن، تحلیل سیستم ها ، آمار مهندسی، تحقیق در عملیات، ارزیابی کار و زمان ، مهندسی فاکتورهای انسانی ، مقررات عمومی حرکت، طرح سیستم های اطلاعاتی و کنترل مدیریت، اقتصاد عمومی، اقتصاد مهندسی، برنامه ریزی حمل و نقل ، تئوری رفتاری لکوموتیو و واگن ، تئوری حرکت قطارها، تعرفه و بازرگانی راه آهن ، سیستم های تخلیه و بارگیری، روشهای برنامه ریزی حرکت قطارها، طراحی ایستگاهها و خطوط صنعتی، بررسی فنی اقتصادی انتخاب مسیر.
توانایی های لازم: 
درس ریاضی در رشته های مهندسی راه آهن نیز مانند سایر رشته های مهندسی از اهمیت بسیاری برخوردار است. اماعلاوه بر قوی بودن در دو درس ریاضی وفیزیک، دانشجوی مهندسی راه آهن باید توانایی مدیریت داشته واز روابط اجتماعی خوبی برخوردار باشد.
در ضمن دانشجوی خط وابنیه راه آهن سخت کوش، جدی و مقاوم بوده و آمادگی کار در هر شرایطی را داشته باشد چون کار اصلی یک مهندس خط وابنیه در بیابان،دشت ، کویر و کوهستان است و فردی که وارد این رشته می شود باید به کارهای اجرایی علاقه مند باشد.
دانشجویانی نیز در رشته مهندسی بهره برداری راه آهن موفق می شوند که به جامعه شناسی علاقه مند باشند چون این رشته بیشتر به فاکتورهای انسانی در صنایع می پردازد تا فاکتورهای تکنولوژیکی.

  • اسما دانشجو