هندسة ميكانيكا Engineering-Mechanics

هندسة ميكانيكا Engineering-Mechanics:

المفهوم :

هي فرع من فروع الهندسة يهتم بتصميم، وتصنيع، وتشغيل، وتطوير الآلات أو الأجهزة المستخدمة في مختلف قطاعات النشاطات الاقتصادية. وبتعريف الموسوعة البريطانية فإن الهندسة الميكانيكية هي فرع من فروع الهندسة يهتم بالتصميم والتطوير، وبالتصنيع، وبالتركيب، وتشغيل المحركات، والآلات، وعمليات التصنيع. وهي مهتمة بشكل خاص بالقوى والحركة. وهو علم يهتم بدراسة الطاقة بكافة صورها وتأثيرها على الأجسام. وهو تخصص واسع له علاقة بكل مجالات الحياة. فالهندسة الميكانيكية تتعلق مثلا بصناعات الفضاء، والطيران، وبالإنتاج، وتحويل الطاقة، وميكانيكا الأبنية، والنقل، وتكنولوجيا تكييف الهواء والتبريد، وفي النمذجة والمحاكاة المعلوماتية . في العصور الوسطى، بالشرق الأوسط وجزيرة العرب كان يُطلق على الهندسة الميكانيكية مُصطلح عربي الأصل (علم الحيل الرُوحانية)، وقيل الرُوحانية نسبة إلى الطاقة وليس الروح بالمعنى الديني للّفظة. فكان يُطلق على أي آلة اسم حيلة رُوحانية.

التعليم :
شهادات الهندسة الميكانيكية تُمنح من جامعات عديدة حول العالم، وعادة ما يكون نظام دراسة الهندسة الميكانيكية من أربع إلى خمس سنوات ويمنح في نهاية الدراسة بكالوريوس علوم أو بكالوريوس تكنولوجيا أو بكالوريوس هندسة أو بكالوريوس هندسة تطبيقية. في قارة امريكا الشمالية معظم الجامعات التي تدرس هندسة الميكانيك لديها إجازة او شهادة معينة من قبل لجنة التي تفحص المواد التي يتم تدريسها للطلاب قبل الموافقة عليها. خلال السنوات الأربع او الخمس التي يقضيها الطلاب في الجامعة يدرسون الرياضيات, الفيزياء بمختلف انواعها مثل فيزياء السوائل, علم المواد, و بعض لغات البرمجة . بعد الحصول على الشهادة الجامعية, معظم الطلاب يقومون بدراسات عليا للحصول على درجة الدكتوراه او التخصص قبل البدأ بالعمل. بعض الطلاب يساعدون في البحوث العلمية بعد التخرج .

العلوم الأساسية لمهندس الميكانيكا :

• علم الحركة (ديناميكا) 
• علم السكون (استاتيكا)
• ميكانيكا المواد
• أدوات القياس الهندسية
• انتقال الحرارة
• ميكانيكا الموائع
• الديناميكا الحرارية
• تكنولوجيا الغازات المنضغطة
• التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
• ميكاترونيات
• نظرية التحكم
• تكنولوجيا التصنيع
• التصميم بمساعدة الحاسوب
• ميكانيكا ( المحركات و المركبات )الآلات: تهتم بدراسة نظرية الآلات وطرق توصيل القطع والأجزاء الميكانيكية معاً لتتحرك بآلية معينة. وتهتم أيضاً بدراسة مسننات الحركة وعلاقات المسننات المرتبطة معاً وأنوعها، كما أنها توضح العلاقة بين حدبة تحويل الحركة (The Cam Profile) مع المسافة والسرعة التي يتحركها تابع الحركة (The follower).
• التصميم الميكانيكي.
• التصنيع بمساعدة الحاسوب.

- وينبغي على مهندس الميكانيكا أن يكون مدركا وقادرا على التعامل مع القواعد الأساسية لعلوم الكيمياء والكهرباء والفيزياء الهندسية، وتحتوي معظم دراسات الهندسة الميكانيكية على دراسة الرياضيات والرياضيات المتقدمة وخاصة المعادلات التفاضلية والجزئية والخطية.

الأدوات الحديثة لمهندس الميكانيكا :
العديد من شركات الهندسة الميكانيكية أدرجت أنظمة هندسية مُساعِدة باستخدام الحاسب الآلي لعمليات التصميم والتحليل الخاصة بها, وتشمل هذه النظم الرسم الثنائي والثلاثي الأبعاد لنماذجها، وهذه الطريقة لها العديد من المزايا منها تسهيل وتفسير تصور المنتج وإمكانية إجراء تجميع للأجزاء بسهولة وحساب السماحيات المطلوبة والتداخل الواجب توافره قبل بدء عملية التصنيع.
باستخدام البرامج الحاسوبية، يمكن لفريق التصميم الميكانيكي بسرعة و بتكاليف زهيدة انهاء عملية التصميم و التطوير التي تلبي الحاجة على نحو أفضل . ليس من الضروري أن يتم بناء أي نموذج مادي حتى يقترب التصميم من الانتهاء بفضل هذه البرامج. ويمكن لهذه البرامج تحليل الظواهر الفيزيائية المعقدة التي يصعب تحليلها بواسطة طرق أخرى، مثل اللزوجة ، والاحتكاك بين السطوح الغير النيوتونية.اصبحت الهندسة الميكانيكية متداخلة مع العديد من الاختصاصات الأخرى بفضل هذه البرامج. يستخدم المهندسون خوارزميات المعقدة لاستكشاف المزيد من التصاميم الممكنة و إيجاد حلول أفضل للمشاكل الصعبة. هذه البرامج الحاسوبية تتضمن (finite element analysis (FEA و CFD و CAM

وظائف الهندسة الميكانيكية :
هناك أربع وظائف للمهندس الميكانيكي، وهي مشتركة في جميع فروع الهندسة الميكانيكية :

• الوظيفة الأولى : هي فهم وإدراك المبادئ الأساسية للعلوم المكيانيكية، وهي تشمل الديناميكا (وهي العلاقة بين القوى والحركة، مثل الاهتزازات، والتحكم الآلي)، والديناميكا الحرارية (تتعامل مع العلاقات بين الأشكال المختلفة للحرارة، والطاقة، والقدرة، وجريان الموائع، والتشحيم والتزليق، وخواص المواد).
• الوظيفة الثانية : هي سلسلة البحث والتصميم والتطوير، وهذه الوظيفة تحاول إحداث التغييرات اللازمة لتلبي احتياجات الحاضر والمستقبل، وهذا العمل يتطلب فهم واضح للعلوم الميكانيكية، والقدرة على تحليل النظم المعقدة إلى عناصر بسيطة، والابتكار في التأليف والاختراع.
• الوظيفة الثالثة : هي إنتاج المنتجات، وتشمل التخطيط والتشغيل والصيانة، والهدف هو إنتاج أعظم قيمة بأصغر تكلفة، وأقل توظيف للأموال، مع المحافظة أو تعزيز ديمومة أو مكانة الشركة.
• الوظيفة الرابعة : وهي وظيفة مهمة لمهندس الميكانيكا وتشمل الإدارة، وفي بعض الأحيان التسويق.

- هناك نزعة دائمة في هذه الوظائف لاستخدام الطرق العلمية بدلا من الطرق التقليدية أو الحدسية، وتعدّ بحوث العمليات، وهندسة القيمة (Value engineering)، وتحليل المسائل بالأسلوب المنطقي (PABLA Problem analysis by logical approach) عناوين أساسية لهذه الأساليب.