مهندسی مکانیک

[moonomid]

آيروديناميك پرواز

تاريخچه

برادران رايت توانستند با استفاده از نبوغ و خلاقيت خود در دهم دسامبر 1903 كه آرزوي ديرينه بشر را كه پرواز بود تحقيق بخشند و از زماني كه اسحاق نيوتن فيزيكدان انگليسي ، نيروي جاذبه را كشف كرد، فكر پرواز و غلبه بر نيروي جاذبه در انسان شدت بيشتري يافت. برادران رايت كه يك مغازه تعميرات دوچرخه داشتند، هميشه در فكر پرواز بودند.

آنها بر اساس اطلاعات و مطالعات كه در مورد پرواز داشتند به ساخت بالها و طراحي هواپيما پرداختند. سپس يك تونل باد كوچك ساخته و اجزاي آيروديناميكي هواپيماي خود را كه از طراحي كاملا نوين و پيشرفته برخوردار بود، آزمايش كردند. و اولين پرواز قابل كنترل هواپيما را انجام دادند. زماني كه هواپيما به پرواز در مي‌آيد تحت تاثير نيروهاي آيروديناميكي قرار مي‌گيرد.

نيروي آيروديناميكي

نيروي آيروديناميك در اثر وزش باد بر روي يك جسم توليد مي‌شود. اين جسم مي‌تواند تير چراغ‌ برق ، يك آسمان خراش ، پل ، هواپيما و يا كابل برق فشار قوي باشد. اما بازتاب نيروي آيروديناميكي كه ايجاد مي‌شود، بستگي به شكل اين جسم خاص كه در معرض وزش باد قرار گرفته است. اگر هم پهن و داراي زاويه تند باشد در برابر باد مقاومت مي‌كند و در جهت وزش باد خم مي‌شود. اما اگر داراي زواياي خميده و يا نيم‌دايره باشد، مقاومت كمتري نسبت به ساير اجسام خواهند داشت. نيروهاي آيروديناميكي شامل چهار نيرو مي‌شود، كه اين نيروها عبارتند از :

نيروي برا (LIFT)

نيروي برا ، نيرويي است كه باعث بالا رفتن هواپيما يا هليكوپتر و اجسام برنده ايجاد مي‌شود. براي اينكه اين نيرو ايجاد شود بايد جسم مورد نظر شكل خاصي داشته باشد، مطلوب‌ترين شكل مي‌تواند به صورت يك قطره آب و يا يك جسم كه يك طرفش نيم‌دايره و طرف مقابل آن زاويه تند داشته باشد. اگر اين جسم به گوشه‌اي در جريان هوا قرار گيرد كه باد از سمت جسم كه حالت نيم‌دايره دارد بوزد و از طرف مقابل كه زاويه تندي دارد جسم را ترك كند، نيروي برا ايجاد خواهد شد. وقتي كه مولكولهاي هوا با لبه جلوي بال برخورد مي‌كند، تعدادي به سمت بالا و تعدادي به سمت پايين بال متمايل مي‌شوند. هر دو گروه مولكولها مي‌بايستي در انتهاي بال همزمان به يكديگر برسند. چون بالاي بال هواپيما انحناي بيشتري دارد و مسافت آن نسبت به زير بال بيشتر است.

در نتيجه مولكولهايي كه از سطح بالايي عبور مي‌كنند. مي‌بايستي با سرعت بيشتري حركت كنند تا با مولكولهاي سطح پايين همزمان به انتهاي بال هواپيما برسند. اين عمل باعث كاهش فشار هوا در سطح بالا نسبت به سطح پايين بال خواهد شد. اشاره به اصل برنولي وقتي كه سرعت هوا در سطح بالاي بال بيشتر از سطح پاييني آن باشد، فشار در سطح بالايي كم مي‌شود. حال كه فشار هوا در قسمت بالاي بال كاهش مي‌يابد و يك خلا نسبي ايجاد مي‌شود كه جسم را به طرف خود مي‌كشد. اين خلا نسبي همان نيروي برا مي‌باشد كه باعث بالا رفتن هواپيما مي‌شود. هر چقدر سرعت هواپيما بيشتر باشد مقدار خلا نسبي نيز بيشتر مي‌شود.

نيروي وزن (WEIGHT)

زماني كه ما روي زمين قرار گرفته‌ايم وزن ما بطور عمود بر مركز زمين وارد مي‌شود. وزن ما باعث قرار گرفتن روي زمين و نيز جاذبه‌اي كه برما وارد مي‌شود با وزن ما برابر خواهد بود. طبق قانون نيوتن ، نيروي جاذبه‌اي كه بر جسم ما وارد مي‌شود برابر با يك خواهد بود.

براي اينكه هواپيما به پرواز درآيند بايد بر نيروي جاذبه غلبه كند. وزن هميشه در جهت مخالف نيروي برا است.

نيروي رانش (THRUST)

وقتي جسمي از زمين بلند شده و در فضا قرار مي‌گيرد، بايد نيروي رانش كافي داشته باشد. به عبارت ديگر نيروي رانش باعث مي‌شود تا هواپيما به طرف جلو حركت كرده و جريان لازم را ايجاد كند. جريان ايجاد شده توليد نيروي برا اين كار را خواهد كرد. در هواپيما نيروي رانش بوسيله موتور فراهم مي‌شود.

نيروي پسا (DRAG)

- طبق قانون نيوتن هر عملي يك عكس‌العمل در جهت مخالف خواهد داشت به دليل اينكه نيروي رانش باعث جلو رفتن هواپيما مي‌شود. افزايش اين نيرو باعث افزايش نيروي پسا خواهد شد. وجود نيروي پسا يك امر اجتناب ناپذير است ولي كارشناسان ، طراحان و سازندگان هواپيما سعي مي‌كنند در حين پرواز از مقدار نيروي پسا كاسته شود.

- شكل هواپيما ، هر قدر بالها نازكتر يا محل اتصال اجزا خارجي با بدنه زاويه‌هايي تند نداشته باشد، بخشي از نيروي پسا كاهش مي‌يابد. بستگي به شكل خاص اجزايي كه در توليد نيروي برا نقش دارند. مانند بالها ، و بخشي از بدنه . براي اينكه هواپيما بتواند سرعت‌هاي كم به اندازه كافي نيروي برا و در سرعت‌هاي زياد از توليد نيروي پسا كاسته شود بالهاي آن را به گونه‌اي مناسب طراحي مي‌كنند.

- پس متوجه مي‌شويم كه با افزايش نيروي رانش بر سرعت هواپيما افزوده مي‌شود. با افزوده شدن سرعت هواپيما ، جريان هوا نيز افزايش يافته و نيروي برا افزايش مي‌يابد تا بر وزن هواپيما غلبه كند. با افزايش نيروي برا و رانش بر ميدان نيروي پسا نيز افزوده خواهد شد. اما زماني كه هواپيما در مسير پرواز قرار مي‌گيرد كليه نيروها به حالت تعادل در آمده و هواپيما با سرعت ثابتي به پرواز خود ادامه مي‌دهد.


منبع : دانشنامه رشد

 

[moonomid]

ماهواره ( Satellite )


فرض كنيد روي قله يك كوه با يك توپ جنگي گلوله اي را پرتاب مي كنيد. ( بدون در نظر گرفتن مقاومت هوا ) هر چه نيروي پرتاب كننده بيشتر باشد ، سرعت گلوله بهنگام خروج از لوله بيشتر خواهد بود و گلوله مسافت بيشتري طي خواهد كرد تا با نيروي جاذبه زمين سقوط كند . حال اگر سرعت پرتاب به 7.9 كيلومتر در ثانيه ( 2800 كيلومتر در ساعت ) برسد ، گلوله ديگر به زمين سقوط نخواهد كرد و با همان سرعت دور زمين ( در مدار دايره اي شكل ) خواهد چرخيد. در اين حالت گلوله تبديل به يك ماهواره شده و اگر نيروي اصطحكاك هوا نباشد ، گلوله تا ابد در مدار زمين باقي مي ماند ولي بخاطر وجود اصطحكاك هوا در ارتفاعات كم ، سرعت گلوله كم شده و در نهايت سقوط خواهد كرد. اگر سرعت پرتابه را افزايش دهيم ، مدار حركت گلوله دور زمين از حالت دايره به حالت بيضي شكل تغيير خواهد كرد و با افزايش سرعت ، مدار حركت بيضي تر خواهد شد

براي قرار دادن ماهواره در مدار بالايي و دايره اي شكل بدور زمين از موشك هاي 2 مرحله اي استفاده مي كنند. به اين صورت كه موشك پس از بلند شدن و در ارتفاع كم ، مسير مستقيم خود را كج مي كند تا در مدار زمين قرار گيرد. در اين لحظه موتور مرحله اول از موشك جدا مي شود. همين لحظه موتور مرحله دوم روشن مي شود و موشك در مدار بيضي شكل دور زمين شروع به گردش مي كند. موتور مرحله دوم خاموش مي شود و وقتي موشك به نقطه اوج ( دورترين نقطه از زمين مدار بيضي از زمين) رسيد ، موتور دوم يكبار ديگر روشن مي شود تا موشك در مدار دايره اي شكل بزرگ قرار گيرد. در همين لحظه ماهواره از موتور دوم جدا مي شود و سپس با همان سرعت اوليه كه از موشك در حال حركت جدا شده ، در مدار دايره اي شكل دور زمين مي گردد .

ارتفاع ماهواره ها از سطح زمين :

ماهواره هاي جاسوسي را اغلب در ارتفاعات كم ( 480 تا 970 كيلومتري) قرار مي دهند. اين ماهواره ها مي توانند در عرض كمتر از دو ساعت دور زمين گردش كنند و عكس هاي دقيق از مراكز نظامي بگيرند.

ماهواره هاي علمي در مدارات مياني ( ارتفاع 4800 تا 9700 كيلومتري) قرار داده مي شوند. از اين ماهواره ها براي تحقيق در مورد مهاجرت حيوانات و بررسي فعاليت آتشفشانها استفاده مي شود.

ماهواره هاي سيستم موقعيت يابي جهاني (GPS ) در ارتفاع 10000 تا 2000 كيلومتري قرار داده مي شوند.

ماهواره هاي ارتباطي مثل ماهواره تلويزيوني را در ارتفاع 35786 كيلومتري قرار مي دهند. زمان گردش ماهواره هايي كه در اين ارتفاع قرار مي گيرند ، با زمان چرخش زمين يكي است . به همين دليل براي دريافت اطلاعات از اين ماهواره ها ، نيازي به جابجايي مكرر گيرنده زميني ( بشقاب ماهواره ) نيست.

كره ماه ( ماهواره طبيعي زمين ) هم ارتفاع ( فاصله ) حدود 384000 كيلومتري از سطح زمين در حال گردش بدور زمين است ، داراي سرعتي معادل 1 كيلومتر در ثانيه است . با اين فاصله و سرعت زمان يك دور گردش ماه بدور زمين حدودا 28 روز طول مي كشد كه همان طول ماه قمري است .

رابطه سرعت با ارتفاع :

همانطور كه مي دانيد با افزايش ارتفاع از سطح زمين ، نيروي جاذبه كم مي شود. هر مدار دايره اي ماهواره ، سرعت مخصوصي دارد كه به آن سرعت پايداري مدار مي گويند. در اين سرعت نيروي جاذبه با نيروي گريز از مركز در حالت تعادل قرار دارند. اگر سرعت ماهواره را به كمتر از سرعت پايداري كاهش دهيم ،‌ نيروي جاذبه بر نيروي گريز از مركز غلبه كرده و ماهواره به مدار پايين تر ( ارتفاع كمتر ) سقوط خواهد كرد و بالعكس اگر سرعت ماهواره را افزايش دهيم ، نيروي گريز از مركز بر نيروي جاذبه غلبه كرده و ماهواره در مدار بالاتر ( بيضي كشيده ) قرار مي گيرد.


ارتفاع از سطح زمين ( كيلومتر ) سرعت پايداري مدار گردش زمان يك گردش كامل بدور زمين
200 7.78 ( كيلومتر در ثانيه ) 88 دقيقه
500 7.61 ( كيلومتر در ثانيه ) 94 دقيقه
1000 7.35 ( كيلومتر در ثانيه ) 105 دقيقه
10000 4.93 ( كيلومتر در ثانيه ) حدود 6 ساعت
100000 1.94 ( كيلومتر در ثانيه ) حدود 4 روز
1000000 0.63( كيلومتر در ثانيه ) حدود 4 ماه


با كاهش سرعت ماهواره پس از پايان ماموريت ، ارتفاع آن كم مي شود تا وارد جو شود. از آنجا كه سرعت گردش ماهواره در هنگام برخورد به ملكولهاي هواي جو هنوز بسيار زياد است ، دماي سطح ماهواره آنقدر بالا مي رود كه قطعات آن آتش گرفته و ميسوزند .

البته برخي قطعات نسوخته ماهواره ها يا موشكها در مدار زمين باقي مي مانند . اين قطعات بخاطر سرعت زيادي كه در گردش بدور زمين دارند ، براي ديگر ماهواره ها و نيز موشك ها و شاتل هاي فضايي بسيار خطرناك هستند بطوريكه اگر يك قطعه كوچك ( به اندازه يك توپ پينگ پنگ ) به شاتلي اصابت كند ، مانند يك خمپاره عمل خواهد كرد و ممكن است شاتل را منفجر كند ! دانشمندان سعي مي كنند ماهواره ها را از موادي بسازند كه در هنگام برخورد با جو كاملا بسوزند و قطعات خطرناك آنها در جو باقي نماند.



منبع :www.bestofpersia.com و ملاصدرا

 

[moonomid]

آشنائي با سيستم ترمز ضد قفل در اتومبيل

abs سيستم ترمز

Antilock Break System به معناي

سيستم ضد قفل توجيه مي شود و يا به عبارتي كنترل الكترونيكي لغزش ترمز ناميده مي شود . اين سيستم يك واحد فعال ايمني اتومبيل است كه مي تواند به طور قطعي خطر تصادف را كاهش دهد زماني كه راننده يك وسيله نقليه اقدام به ترمز شديد مي كند ، ممكن است كه باعث قفل شدن چرخها شده و موجب ليز خوردن اتومبيل روي سطح راه گردد و هرگاه جاده يا خيابان لغزنده يا خيس باشد اين لغزندگي يا سر خوردن افزايش يافته و فرمان هم در اختيار راننده قرار نخواهد داشت

ABS سيستم

فشار ترمز را كاهش داده تا چرخها قفل نكنند و بجاي ان چسبندگي بين چرخ و سطح راه به طور مناسبي عمل شود اين سيستم ابتدا در سال 1950 در هواپيماها نصب گرديد تا از قفل شدن چرخها و سر خوردن آن روي باند ، به ويژه در شرايط نامناسب جوي جلوگيري به عمل آورد كه بعلت موفقيت حاصله ، از اين سيستم در كاميونهاي بزرگ هم استفاده شد از سال 1980 اين سيستم به صورت سفارشي بر روي برخي اتومبيل هاي سواري ساخت آلمان نصب گرديد و تا سال 1987 اين سيستم بر روي 30 مدل از توليدات ساير كارخانجات ديگر بكار گرفته شد . در سال 1992 آمار استفاده از اين سيستم در اتومبيل هاي توليد شده به 32 درصد رسيد و امروزه اين سيستم جزو تجهيزات استاندارد ساخت و توليد اتومبيل ها به شمار مي رود

ABS در اتومبيل هائي كه مجهز به سيستم

نيستند براي توقف يا كاهش سرعت ، وقتي از ترمز استفاده مي شود از دو نوع مقاومت استفاده مي گردد كه عبارتند از 1. مقاومت بين ديسك و لنت ترمز 2. مقاومت بان سطح راه و لاستيك اتومبيل درصورتبكه مقاومت بين ديسك و لنت ترمز كمتر از مقاومت بين سطح راه و لاستيك باشد ، اتومبيل پس از طي مسافتي متوقف مي گردد و در صورتيكه مقاومت سيستم ترمز بيشتر از مقاومت بين لاستيك و سطح راه باشد اتومبيل دچار لغزش مي شود زيرا در اين حالت چرخها قفل مي شونددر صورتيكه چرخهاي جلوي اتومبيل قفل شوند فرمان پذيري اتومبيل غير ممكن مي شود و در صورت بروز قفل در چرخهاي عقب ، به علت يكسان نبودن اختلاف بين لغزش چرخهاي سمت چپ و راست ، قسمت عقب اتومبيل خواهد چرخيد نحوة عمل اين سيستم به اين صورت است كه بخش كنترل الكترونيكي سيستم به طور پيوسته سيگنالهاي سرعت چرخ را از چهار سنسور دريافت مي كند و با محاسبه سرعت شتاب معكوس بر چرخ ، سرعت خودرو را بدست مي آورد . وقتي به پدال ترمز فشار وارد مي شود فشار هيدروليك در هر يك از سيلندرها افزايش يافته و سرعت چرخ كم مي شود در صورتيكه هر يك از چهار چرخ نزديك قفل باشد

كه همان قسمت كنترل قفل الكترونيكي سيستم است ، فشار هيدروليك سيلندر آن را كاهش ECU

مي دهد و مانع قفل شدن چرخ مي گردد

 

[moonomid]

آشنایی با مهندسی مکانیک
مهندسی مکانيک

هدف :

الف – گرايش مكانيك در طراحي جامدات

هدف تربيت آزمايشگاهي متخصصاني است كه بتوانند در مراكز توليد و كارخانه‌ها اجزاء و مكانيزم ماشين‌آلات مختلف را طراحي كنند. دروس اين دوره شامل دروس نظري، آزمايشگاهي، كارگاه و پروژه و كارآموزي است. فارغ‌التحصيلان مي‌توانند در كارخانجات مختلف نظير خودروسازي ، صنايع نفت، ذوب فلزات و صنايع غذايي و غيره مشغول شوند و براي اين دوره امكان ادامه تحصيل تا سطح كارشناسي ارشد و دكتري در داخل يا خارج از كشور وجود دارد. موفقيت داوطلبان به آگاهي آنها در دروس جبر و مثلثات، هندسه ، فيزيك و مكانيك همچنين آشنايي و تسلط آنان به زبان خارجي بستگي فراوان دارد. از جمله دروس اين دوره مي‌توان دروس مقاومت مصالح، طراحي و ديناميك را نام برد. در اين رشته زمينه اشتغال و بازاركار خوب وجود دارد و مطالب ارائه شده در طول تحصيل براي دانشجويان محسوس و قابل لمس است.

ب – گرايش مكانيك در حرارت و سيالات

اين رشته در به كاربردن علوم و تكنولوژي مربوط جهت طرح و محاسبه اجزاء سيستمهايي كه اساس كار آنها مبتني بر تبديل انرژي ، انتقال حرارت و جرم است به متخصصان كارآيي لازم را مي‌دهد و آنها را جهت فعاليت در صنايع مختلف مكانيك در رشته حرارت و سيالات (نظير مولدهاي حرارتي، انتقال سيال نيروگاههاي آبي، موتورهاي احتراقي و ... ) آماده مي‌سازد. فارغ‌التحصيلان اين دوره قادر به طراحي و محاسبه اجزا و سيستمها در بخشهاي عمده‌اي از صنايع نظير صنايع خودروسازي ، نيروگاههاي حرارتي و آبي، صنايع غذايي، نفت، ذوب فلزات و غيره هستند.

فارغ‌التحصيلان اين دوره مي‌توانند تا مقطع كارشناسي ارشد و دكتري در داخل يا خارج از كشور ادامه تحصيل دهند. داوطلبان اين رشته بايد در دروس رياضي و فيزيك تسلط داشته و با يك زبان خارجي آشنا باشند. دروس اين رشته شامل مطالبي در زمينه‌هاي حرارت و سيالات ، مي‌باشد.

نظر دانشجويان: با توجه به اينكه اصولا تحصيلات دانشگاهي به خصوص در زمينه‌هاي مهندسي نياز صد در صد به علاقه‌مندي داوطلب دارد، بنابراين عدم داشتن علاقه‌ و همچنين عدم تقويت دروس اساسي و پايه‌اي در بخش مكانيك مانند رياضي، فيزيك – مكانيك ، شيمي ، رسم فني (تجسم بالا داشتن) و هوش نسبتا خوب و عدم روحيه تجزيه و تحليل در مسائل باعث دلسردي و از دست‌دادن انگيزه تحصيل و ركورد شديد در تحصيلات خواهد شد.

ج - گرايش ساخت و توليد

هدف تربيت كارشناساني است كه با به كاربردن تكنولوژي مربوط به ابزارسازي، ريخته‌گري ، جوشكاري، فرم دادن فلزات ، طرح كارگاه يا كارخانه‌هاي توليدي آماده كار در زمينه ساخت و توليد ماشين‌آلات صنايع (كشاورزي ، نظامي، ماشين‌سازي، ابزارسازي ، خودروسازي و ... ) باشند. فارغ‌التحصيلان اين دوره قادر خواهند بود در صنايعي مانند ماشين‌سازي، ابزارسازي، خودروسازي ، صنايع كشاورزي، صنايع هوايي و تسليحاتي به ساخت و توليدي ماشين‌آلات، طراحي كارگاه و يا كارخانه توليدي بپردازند و نظارت و بهره‌برداري و اجراي صحيح طرحها را عهده‌دار شوند. داوطلبان اين رشته بايد در دروس رياضي، فيزيك و مكانيك از آگاهي كافي برخوردار باشند. دروس اين دروه شامل مطالبي در مورد نحوه توليد، طراحي قالبهاي پرس، طراحي قيد و بندها، كار و برنامه‌ريزي با ماشينهاي اتوماتيك، اصول كلي و نحوه كار با ماشينهاي دستي و تعمير و نصب تمام سرويسهاي صنعتي مي باشد و درصد نسبتا بالايي از آنها به صورت عملي ارائه مي‌گردد. داوطلب بايد سالم باشد تا بتواند كارهاي كارگاهي را به خوبي انجام دهد و استعداد كارهاي فني را داشته باشد. با توجه به خودكفايي صنايع كشور اين رشته داراي بازار كار خوبي است.

در حقيقت رشته مكانيك بخشي از علم فيزيك است كه با استفاده از مفاهيم پايه علم فيزيك و به تبع آن رياضي به بررسي حركت اجسام و نيروهاي وارد بر آنها مي‌پردازد و مي‌كوشد تا با توجه به نتايج بررسي‌هاي خود ، طرحي نو در زمينه فن‌شناسي و صنعت ارائه دهد و در راه پيشرفت انسان گامي به جلو بردارد.

به عبارت ديگر رشته مكانيك، رشته پياده كننده علم فيزيك است چون براي مثال بررسي حركت خودرو و عوامل موثر بر روي آن برعهده فيزيك است. اما اين كه چگونه حركت آن تنظيم گردد بر عهده مكانيك مي‌باشد.

دكتر آريا الستي استاد مهندسي مكانيك دانشگاه صنعتي شريف در معرفي اين علم مي‌گويد:

«علم مكانيك به تحليل حركت و عوامل ايجاد كننده حركت مانند نيروها و گشتاورها و شكل حركت مي‌پردازد. اما مهندسي مكانيك تا حدودي با علم مكانيك تفاوت دارد چرا كه يك مهندس مكانيك علاوه بر علم مكانيك بايد بسياري از علوم ديگر را ياد گرفته و بعضي از هنرها را نيز كسب كند. شايد بتوان گفت كه رشته مهندسي مكانيك ، رشته تحليل و طراحي سيستم‌هاي ديناميكي و استاتيكي است.»

دكتر محمد دورعلي يكي ديگر از اساتيد مهندسي مكانيك دانشگاه صنعتي شريف نيز در معرفي اين رشته مي‌گويد:

«رشته مهندسي مكانيك را شايد بتوان از نقطه‌نظر تنوع موضوعات تحت پوشش، جامع‌ترين رشته مهندسي به شمار آورد. چون رشته مهندسي مكانيك در برگيرنده تمامي علوم و فنوني است كه با توليد ، تبديل و استفاده از انرژي، ايجاد و تبديل حركت و انجام كار، توليد و ساخت قطعات و ماشين‌آلات و به كارگيري مواد مختلف در ساخت آنها و همچنين طراحي و كنترل سيستم‌هاي مكانيكي، حرارتي و سيالاتي مرتبط مي‌باشد.

به عبارت ديگر محاسبات فني، مدلسازي و شبيه‌سازي ، طراحي و تهيه نقشه‌ها ، تدوين روش ساخت ، توليد و آزمايش تمامي ماشين‌آلات و تاسيسات موجود در دنيا ، با تكيه بر توانايي‌هاي مهندسان مكانيك انجام مي‌گيرد.»

گرايش‌هاي مقطع ليسانس:

رشته مهندسي مكانيك داراي سه گرايش «طراحي جامدات ، حرارت و سيالات، ساخت و توليد» در مقطع ليسانس مي‌باشد كه البته دانشگاه صنعتي شريف داراي گرايشهاي ديگري نيز هست.

مهندسي مكانيك ( در سطح كارشناسي)

در شروع آموزش مهندسي در ايران ، مهندسي مكانيك با برق يكي بود و «الكترومكانيك» ناميده مي‌شد. اما اين دو رشته حدود 45 سال پيش از هم جدا شدند و به مرور رشته‌هاي ديگري مانند مهندسي شيمي و مواد نيز از مهندسي مكانيك جدا شد و مهندسي مكانيك به عنوان رشته مهندسي مكانيك عمومي ارائه گرديد. ولي با پيشرفت صنعت و نياز صنايع به تخصص‌هاي مختلف در اين زمينه، از مهندسي مكانيك عمومي دو گرايش «طراحي جامدات» و «حرارت و سيالات» و بعد از آن «ساخت و توليد» بيرون آمد و بالاخره بايد به مهندسي دريا اشاره كرد كه هنوز در دانشگاه صنعتي شريف به عنوان يكي از گرايشهاي مهندسي مكانيك ارايه مي‌شود. ما در اين‌جا به معرفي اجمالي هر يك از گرايشهاي فوق مي‌پردازيم.

گرايش حرارت و سيالات

همان‌طور كه از نام اين گرايش پيداست مهندسي مكانيك گرايش حرارت و سيالات به مبحث حرارت و مسايل مربوط به سيالات مي پردازد. به عبارت ديگر در اين رشته عوامل موثر بر خواص مختلف حركت سيال بخصوص سيال داغ مطالعه شده و اثر عبور سيال بر محيط محل عبور مانند نيروهايي كه در اثر عبور خود در محل ايجاد مي‌كند و يا طول‌هاي ناشي از اثر افزايش و يا كاهش دما در اعضاي مختلف يك دستگاه، بررسي مي‌شود. همچنين از دروس اصلي اين رشته مي‌توان به مكانيك سيالات اشاره كرد كه نيروهاي وارد بر جسم متحرك در سيال را بررسي مي‌كند.

دكتر الستي در معرفي اين گرايش مي‌گويد:

«گرايش حرارت و سيالات به فيزيك حرارت و مكانيك سيالات مي‌پردازد و وظيفه‌اش تحليل و طراحي سيستم‌ها از ديدگاه حرارتي و سيالاتي است . براي مثال در طراحي يك موتور احتراق داخلي، مسائل مربوط به تبديل حرارت به انرژي ، انتقال حرارت، حفظ موتور در حرارت مناسب و سرد نگه‌داشتن موتور توسط يك مهندس مكانيك حرارت و سيالات بررسي مي‌شود.

همچنين مسايل مربوط به تاسيسات ساختمان و رآكتورها، انتقال آب ، نفت و گاز ، طراحي نيروگاههاي مختلف ، طراحي توربو ماشين‌ها (ماشين‌هاي دوار) مثل توربين‌هاي بخار، توربين‌هاي گاز و فن‌كويل‌ها به گرايش سيالات مربوط مي‌شود.»

شهرداد صادق مهندس مكانيك گرايش حرارت و سيالات نيز در معرفي اين رشته مي‌گويد:

«دانشجويان اين گرايش در زمينه تهويه مطبوع ، دستگاههاي آب و فاضلاب و گرم كننده ساختمان‌ها و به طور كلي مباحث «تاسيساتي» مطالعه مي‌كنند. در ضمن در اين رشته مباحث مربوط به طراحي نيروگاهها ، موتورهاي احتراق داخلي و طراحي انواع موتورهاي درون‌سوز اتومبيل‌ها مطالعه مي گردد.»

گرايش طراحي جامدات

گرايش طراحي جامدات به بررسي انواع نيروها، حركتها و تاثير آنها بر اجزاء مختلف ماشين مي‌پردازد. در واقع مهندس طراحي جامدات با توجه به نيازهاي جامعه ، دستگاهها و ماشين‌هاي مختلف را طراحي مي‌كند.

محمد رضوي مهندس مكانيك گرايش طراحي جامدات در معرفي اين گرايش مي‌گويد:

«هر ماشين از دو قسمت متحرك و ثابت تشكيل شده است. حال بررسي اين مطلب كه حركت مورد نياز ماشين از چه راهي تامين شده و چگونه از منبع توليد به جايگاه مورد استفاده انتقال پيدا كند و بالاخره چگونه از اين حركت استفاده گردد تا بيشترين بازدهي را داشته باشد، در حيطه وظايف مهندسي طراحي جامدات است. همچنين ابداع و پيش‌بيني دستگاه تنظيم ماشين‌آلات نيز از مسايل مطرح در اين گرايش مي‌باشد.

در واقع مهندس طراح جامدات بايد تمامي نيروها و گشتاورهايي را كه به هر عضو ماشين وارد مي‌شود بررسي كرده و بهترين حالت قطعه مورد نظر را براي تمامي آن نيروها و گشتاورها و همچنين در براي داشتن بهترين كارايي به دست آورده و كارايي مناسب آن قطعه را در زمان طولاني تضمين كند.»

دكتر الستي در معرفي اين گرايش مي‌گويد:

« طراحي سيستم ، طراحي ماشين‌هاي تراش، فرز، چاپ و قسمت‌هاي تعليق ، سيستم‌هاي انتقال قدرت و ديناميك يك خودرو، توسط مهندسان اين گرايش طراحي مي‌شود. همچنين يك هواپيما قسمتهاي مربوط به فرود، پرواز، كنترل پرواز به نحوي مربوط به طراحي جامدات مي‌گردد.»

دكتر قرشي استاد دانشگاه صنعتي شريف نيز در معرفي اين گرايش مي‌گويد:

«گرايش طراحي جامدات به طراحي ماشين‌آلات و اجزاي آنها، ارتعاشات ماشين‌آلات، ديناميك آنها و كنترل سيستم‌ها مي‌پردازد.»

گفتني است كه دو گرايش طراحي جامدات و حرارت و سيالات بسيار نزديك به هم هستند و تنها در 20 واحد درسي با يكديگر تفاوت دارند. بنابراين فارغ‌التحصيلان آنها نيز توانايي‌هاي مشترك زيادي دارند.

گرايش ساخت و توليد

يك قطعه بايد به چه روشي ساخته شود تا داراي توليدي سريع و ارزان و همچنين كيفيت مناسب و وقت و كارايي مطلوب باشد؟

پاسخ به اين سوال مهم بر عهده مهندسان گرايش ساخت و توليد است. چرا كه به گفته دكتر الستي يك مهندس ساخت و توليد به مسائل مربوط به ساخت بهينه و توليد با كيفيت بالا مي‌پردازد. در واقع اين گرايش بيشتر به مشكلات و معضلات ساخت و توليد مي‌پردازد و در نتيجه نسبت به دو گرايش حرارت و سيالات و طراحي جامدات علمي‌تر است و دو گرايش فوق جنبه عملي‌تر دارند.

دكتر قرشي نيز با تاكيد بر كابردي بودن اين گرايش مي‌گويد:

«گرايش ساخت و توليد به زمينه‌هاي كاربردي مهندسي مكانيك مي‌پردازد و مهندس اين گرايش در زمينه شكل دادن فلزات ، طراحي قالب‌ها و ساخت قطعه‌هاي گوناگون فعاليت مي‌كند.»

گرايش مهندسي دريا

يكي از گرايش‌هاي مهندسي مكانيك كه تنها در دانشگاه صنعتي شريف ارائه مي‌گردد، مهندسي دريا (كشتي‌سازي) است چرا كه در دانشگاههاي ديگر از جمله دانشگاه صنعتي اميركبير، دانشگاه خليج فارس و دانشگاه سيستان و بلوچستان، مهندسي دريا به عنوان يك رشته مستقل با سه گرايش مهندسي كشتي‌سازي ، مهندسي كشتي و دريانوردي ارائه مي‌شود.

اما چرا دانشگاه صنعتي شريف، مهندسي دريا را به عنوان يكي از گرايش‌هاي مهندسي مكانيك ارائه مي‌دهد؟

دكتر الستي در پاسخ‌ به اين سوال مي‌گويد:

«مهندس دريا گرايش كشتي‌سازي مسائلي از قبيل طراحي بدنه، استحكام بدنه، سيستم‌هاي پيشرانه (موتور گيربكس) ، پايداري كشتي در مقابل امواج كناري جانبي كشتي و طراحي مربوط به ناوبري (مسيريابي كشتي) را مطالعه مي‌كند كه همه اين مسائل در گرايش‌هاي ديگر مكانيك نيز مطرح مي‌شود و فقط مهندسي كشتي‌سازي اين مسائل را به صورت تخصصي در ارتباط با كشتي و سازه‌هاي دريايي مثل اسكله‌ها و سكوهاي نفتي متحرك مطالعه مي‌كند. به عبارت ديگر يك مهندس دريا ، مهندس مكانيكي است كه در كاربردهاي دريايي مشغول به كار مي‌باشد.»

گفتني است كه در دانشگاه صنعتي شريف، رشته مهندسي هوا و فضا نيز در دانشكده مكانيك ارائه مي‌گردد و اساتيد اين دانشكده ، مهندسي هوا و فضا را يكي از گرايش‌هاي مكانيك به شمار مي‌آورند.

آينده شغلي ، بازاركار، درآمد:

در حال حاضر دانشجوي توانمند مهندسي مكانيك پس از فارغ‌التحصيلي مشكل كاريابي ندارد چرا كه به گفته دكتر دورعلي توسعه سخت‌افزاري و رشد مسايل مهندسي ، گرايش به سمت توليد داخل و ايجاد تكنولوژي توليد تجهيزات و وسايل در داخل كشور و روي آوردن به خدمات مهندسي در داخل كشور به علت محدوديت‌هاي ارزي و كاهش درآمدهاي نفتي، باعث رشد چشمگير بازاركار مهندسان مكانيك در ايران شده است.

دكتر دورعلي در ادامه مي‌گويد:

«يك مهندس مكانيك در حال حاضر در زمينه‌هاي مختلفي فعاليت مي‌كند كه از جمله آنها مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:

طراحي و ساخت تمامي ماشين‌آلات و قطعات آنها، اعم از ماشين‌آلات توليدي تمامي صنايع، لوازم خانگي و تجهيزات پزشكي.

- طراحي و ساخت تجهيزات مكانيكي نيروگاههاي فسيلي، اتمي ، خورشيدي ، بادي و آبي.

- طراحي و ساخت تجهيزات و سيستم‌هاي انتقال و تصفيه آب، سيستم‌هاي مكانيكي و كنترلي پالايشگاهها و كارخانجات شيميايي.

- طراحي و ساخت تاسيسات حرارتي و برودتي ساختمانها و اماكن، بالابرها و آسانسورها و سيستم‌هاي حمل و نقل.

- ساخت ماشين‌آلات تغليظ و بازيافت مواد مثل كارخانجات قند، كاغذسازي ، سيمان ، نساجي ، نمك و كنسانتره .

- طراحي و ساخت وسايل و تجهيزات حمل و نقل زميني، دريايي و هوايي.

- ساخت تجهيزات دفاعي مانند تانك، راكت، اژدر و پلهاي متحرك

- ساخت روبات‌ها ، بازوهاي مكانيكي و سيستم‌هاي توليد.

در ضمن يك مهندس مكانيك مي‌تواند به عنوان كارشناس و مشاور فني در بانك‌ها ، شركت‌هاي سرمايه‌گذاري و بيمه و شركت‌هاي بازرسي و نظارت امور بين‌المللي فعاليت بكند.»

دكتر الستي نيز در اين زمينه مي‌گويد:

«در همه جاي دنيا يك فارغ‌التحصيل مهندسي مكانيك مثل يك موم خام است كه دانش كافي دارد و در هر زمينه‌اي كه كار كند مي‌تواند در آن زمينه متخصص بشود.

براي مثال مي‌تواند در تحليل و طراحي خودرو، در طراحي و ساخت ماشين‌هاي ابزار و حتي در تدوين و توليد برنامه‌هاي كامپيوتري فعاليت بكند. يعني رشته مكانيك زمينه كار و زمينه انتخاب بسيار گسترده‌اي را در مقابل فارغ‌التحصيلان اين رشته قرار مي‌دهد.»

دكتر قرشي نيز در مورد فرصت‌هاي شغلي، گرايش مهندسي دريا مي‌گويد:

«بدون شك چون مهندسي دريا نسبت به گرايش‌هاي ديگر رشته مكانيك تخصصي‌تر است، فرصت‌هاي شغلي آن نيز محدودتر مي‌باشد اما با اين وجود فارغ‌التحصيلان اين گرايش مي‌توانند در كارخانه‌هاي كشتي‌سازي كشور مثل كارخانه كشتي‌سازي «صدرا» در بوشهر ، كارخانه «نكا» در شمال و «اروندان» در خليج فارس مشغول به كار گردند و يا در سازمان بنادر و كشتي‌راني وظيفه ساخت سكوهاي شناور را بر عهده بگيرند.»

توانايي‌هاي مورد نياز و قابل توصيه :

«مكانيك بهشت رياضيات است.» اين جمله زيبا از «لئونارد اولر» رياضي‌دان بزرگ سوئيسي، بيانگر ارتباط تنگاتنگ رياضيات با مكانيك است. در واقع مهندسي مكانيك بخصوص در گرايش حرارت و سيالات از مباحث و مسايل رياضي بسيار استفاده مي‌كند. از سوي ديگر همان‌طور كه پيش از اين گفتيم مكانيك بخشي از علم فيزيك است و حتي دانش‌آموزان دوره متوسطه نيز با علم مكانيك در كتاب فيزيك خود آشنا مي‌شوند و اين علم بخصوص در گرايش طراحي جامدات اهميت بسياري دارد. به همين دليل دانشجوي مهندسي مكانيك بايد در دو درس رياضي و فيزيك قوي بوده و همچنين از هوش، استعداد و قدرت تجسم خوبي برخوردار باشد.

دكتر الستي در مورد توانايي‌هاي لازم براي دانشجوي اين رشته مي‌گويد:

«فعاليت در رشته مهندسي مكانيك بسيار متنوع است و در نتيجه هم دانشجوي علاقه‌مند به كارهاي تئوريك مي‌تواند جذب اين رشته شده و در بخش‌هاي نظري و تئوري فعاليت كند و هم دانشجوي خلاق و علاقه‌مند به طراحي و ساخت وسايل و دستگاههاي مختلف مي‌تواند اين رشته را انتخاب نمايد. اما بدون شك يك مهندس مكانيك موفق كسي است كه به ياري دو بال علم و عمل پيشرفت كند. به همين خاطر من در دانشگاه ، دانشجويان را تشويق مي‌كنم كه پروژه‌هاي تحقيقاتيشان تلفيقي از كار تئوريك و عملي باشد.»

دانشجوي اين رشته بايد از نظر جسمي آمادگي كار در محيطهاي پرجمعيت و كارخانجات دور از شهر را داشته باشد.

وضعيت ادامه تحصيل در مقاطع بالاتر:

امكان ادامه تحصيل در مقاطع كارشناسي ارشد و دكتراي تخصصي ميسر مي‌باشد. در دوره كارشناسي ارشد 32 واحد و در دوره دكترا 48 واحد درسي ارايه مي‌گردد.

رشته‌هاي مشابه و نزديك به اين رشته :

رشته مهندسي مكانيك به عنوان جامع‌ترين رشته مهندسي داراي دروس مشترك با اغلب رشته‌هاي مهندسي ديگر نظير مهندسي دريا ، مهندسي شيمي، مهندسي هوا فضا و ... مي‌باشد.

مصاحبه با دانشجوي مشغول به تحصيل :

مهندسي مكانيك جامع‌ترين رشته مهندسي است كه در آن با اصول اساسي طراحي تمامي سيستمهاي محيط پيرامون آشنا مي‌شويم . دروس اين رشته غالبا كاربردي بوده و در ارتباطي تنگاتنگ با دروس رياضيات و فيزيك است. دانشجوي اين رشته بايد فردي خلاق و داراي قدرت تجسم كافي باشد تا بتواند در طراحي مكانيزمها موفق باشد.

وضعيت نياز كشور به اين رشته در حال حاضر :

دانش مكانيك دانش زندگي است . در هر مجتمع و كارگاه صنعتي نياز به فارغ‌التحصيلان اين رشته امري ضروري و مشهود است و با توجه به حركتهاي صنعتي اين چندساله اخير كشور مهندسين مكانيك بيش از پيش در گرداندن چرخ صنعت دخيل شده‌اند و راه همواره براي رشد و ترقي آنها گشاده است.

نكات تكميلي :

رشته مهندسي مكانيك داراي واحدهايي ملموس و كاربردي است ولي داشتن شناخت كافي نسبت به اين رشته قبل از انتخاب آن ضروري است. اغلب واحدهاي اين رشته داراي رياضيات ديفرانسيلي پيچيده و تجسم فيزيكي هستند كه منجر به سخت‌شدن اين واحدها مي‌شوند. ضمنا واحدهاي كارگاهي و فعاليت در واحدهاي توليدي نيز از ويژگي‌هاي اين رشته مي‌باشد كه داوطلبان آن را با محيطهاي صنعتي آشنا كرده و پيوند مي‌زند.

خوش باشيد

 

[moonomid]

ديزل يعنی چـه ؟

آقاي رودلف کريستين کارل ديزل در سال 1858 در پاريس به دنيا آ مد. رودلف فرزند خانواده اي کم درآمد و پر جمعيت بود ولي سعي و تلاش و جديت در کار او را به مرتبه اي رساند که يکي از معروفترين محصولات ساخت بشر را به اسم او نام گذاري کردند.

ديزل خواهان راندمان احتراقي بالاتر و مصرف سوخت پايين تر در موتورهاي درون سوز بود. راه حل پيشنهادي ديزل بکار گيري يک موتور درون سوز با ضريب تراکم بالاتر و سوخت مصرفي سنگين تر بود. بر طبق قانون « بويل ـ ماريوت »، بين کاهش حجم و افزايش فشار گازها همواره نسبت ثابتي وجود دارد يعني هر چه گازها فشرده تر کنيم، بر فشار آنها افزوده ايم. وقتي فشار و جنبش مولکولي يک گاز افزايش پيدا کند بر حرارت آن نيز افزوده خواهد شد و اين دقيقاً پايه و اساس سيکل ديزل است. تفاوت عمده موتورهاي بنزيني و ديزل در نحوه احتراق سوخت آنهاست بدين شکل که در موتورهاي بنزيني مخلوط سوخت و هوا پس از فشرده شدن توسط جرقه شمع محترق مي شود ولي در موتورهاي ديزل هوا به تنهايي متراکم وگرم مي شود و سپس بر اثر پاشش يا تزريق گازوئيل، عمل احتراق صورت مي گيرد.

چهار سيکل اساسي در موتورهاي ديزل چهار زمانه عبارتند از :



مکش :
در اين سيکل پيستون در نقطه مرگ بالا قرار گرفته و سوپاپ هوا باز است. بر اثر پايين رفتن پيستون در سيلندر اختلاف فشار ايجاد شده و هوا به درون سيلندر مکيده مي شود.

تراکم :
در اين مرحله هر دو سوپاپ دود و هوا بسته شده اند و هوا درون سيلندر گير افتاده. براثر بالا آمدن پيستون هواي درون سيلندر فشرده و گرم مي شود.

انفجار يا احتراق :
در اين سيکل پيستون به نقطه مرگ بالا برگشته و هواي درون سيلندر کاملاً فشرده و گرم شده است. حالا گازوئيل به درون محفظه احتراق تزريق مي شود و بر اثر برخورد با توده هواي گرم و فشرده محترق مي شود. عمل احتراق با افزايش ناگهاني فشار همراه است بنابراين پيستون با فشار زياد به پايين هل داده مي شود. در اين سيکل است که «کار مفيد » انجام مي شود.

تخليه :
کمي قبل از رسيدن به پيستون به نقطه مرگ پايين سوپاپ دود باز شده و دود حاصل از احتراق از سيلندر خارج مي شود.

راهکارهايي براي بهبود عملکرد موتورهاي ديزل :

به جرات مي توان کفت که تا کنون هيچ نوع موتور درون سوزي به اندازه موتورهاي ديزل مورد بازنگري و بهينه سازي قرار نگرفته.در اين بين « شمع گرمکن » ، «توربو چارجر» ، «انژکتور برقي» ، «اينتر کولر» و ده ها مورد ديگر نقش عمده اي در افزايش توان و کاهش مصرف سوخت موتورهاي ديزل داشته اند. بياييد اين موارد را به صورت جداگانه بررسي کنيم :

شمع گرمکن :

براي حصول احتراق يا همان اکسيداسيون سريع به سه عامل نياز داريم : هوا ( اکسيژن )، گرما و ماده سوختني. گفتيم که عمل احتراق در موتورهاي ديزل به واسطه پاشش گازوئيل بر روي توده هواي گرم و فشرده شده صورت مي گيرد. امروزه براي تصريع و بهبود عمل احتراق در موتورهاي ديزل از شمع گرمکن استفاده مي شود. شمع گرمکن عبارت است از يک المنت برقي کوچک که همانند شمع هاي معمولي موتورهاي بنزيني به سر سيلندر پيچ مي شود. سر اين شمع داراي يک المنت الکتريکي است و در محفظه احتراق جاي ميگيرد با روشن کردن سوئيچ، المنت مذکور سريعاً گرم مي شود. حال اگر موتور را روشن کنيد، گازوئيل به درون محفظه احتراق پاشيده مي شود ولي قبل از برخورد با توده هوا جبراً با المنت داغ برخورد کرده و دماي آن بالا مي رود. حال به جاي هواي گرم و گازوئيل سرد، هواي گرم و گازوئيل داغ داريم! به عبارتي شمع گرمکن باعث افزايش دماي گازوئيل ( در هنگام پاشيده شدن به درون محفظه احتراق )، تسريع عمل احتراق و کاهش هيدرو کربن هاي نسوخته مي شود.


توربو چارجرها :

گازوئيل به مراتب سنگين تر از بنزين است ( در حدود 5/1 برابر ) بنابراين براي محترق شدن به مقدار بيشتري هوا نياز دارد. ار طرفي اين تراکم هوا در درون سيلندر است که باعث افزايش فشار و دماي آن مي شود. در موتورهايي که فاقد توربو چارجر هستند ( چه بنزيني چه ديزل )، هواي وارد شده به درون سيلندر در زمان مکش فشاري معادل 9/0 تا 1 اتمسفر دارد که اين فشار در سيکل تراکم تا 16 اتمسفر ( بسته به ضرايب تراکم و نوع موتور ) بالا مي رود. اين ميزان تراکم فشار و دماي مورد نياز موتورهاي ديزل را نامين نمي کند پس بايد با کمک يک پمپ هوا جرم هواي ورودي را افزايش داد. در موتورهاي ديزل اين کار معمولاً با کمک دستگاهي به نام توربوچارجر صورت مي گيرد.

تور چارجر عبارت است از يک توربين که از فشار گاز اگزوز نيرو مي گيرد. تورجو چارجر داراي 2 پره اصلي است. يکي از اين پره ها بر اثر برخورد با گازهاي خروجي اگزوز دوران کرده و محور اصلي توربو چارجر را مي چرخاند. سر ديگر اين محور به پره کمپرسور متصل است. با چرخيدن پره کمپرسور هواي ورودي فشرده شده و جرم آن افزايش مي يابد. تور چارجرها قادرند تا 10 اتمسفر فشار ايجاد کنند ولي فشاري که معمولاً توسط توربو چارجرهاي اتومبيلهاي سواري ديزل ايجاد مي شود بيشتر از 5/1 يا 2 اتمسفر نيست. حال ببينيم با به کار گيري توربوچارجر چه اتفاقي مي افتد؟

گفتيم که فشار هواي ورودي توسط توربوچارجر از 5/1 تا 2 اتمسفر افزايش مي يابد. حال اگر هواي وارد شده به درون سيلندر به جاي 1 اتمسفر 5/1 اتمسفر فشار داشته باشد، پس از متراکم شدن( در نسبت 16 به 1 ) به جاي 16 اتمسفر، 24 اتمسفر فشار خواهد داشت و اين يعني جرم و حرارت بيشتر و در نتيجه احتراق بهتر و آلودگي کمتر.

توربوچارجرها نيز از جمله مواردي هستند که مورد بهينه سازي هاي بسياري قرار گرفته اند. بعضي از توربوچاجرها تا 120 هزار دور در دقيقه دوران مي کنند و داراي پره هايي با قابليت تنظيم شوندگي هستند.

انژکتور :

قبل از همه چيز بايد به اين نکته اشاره کنيم که ما موتور ديزلي کاربراتوري نداريم چرا که گازوئيل حتماً بايد به درون محفظه احتراق ( و نه حتي منيفولد ) پاشيده شود. عمل تزريق سوخت چه در موتورهاي بنزيني و چه در موتورهاي گازوئيلي باعث پخش شدن و ترکيب بهتر ذرات سوخت و هواي درون سيلندر مي شود. براي درک بهتر اين مطلب آزمايش زير را انجام دهيد :

کمي الکل را در÷ يک ليوان کوچک ريخته و آتش بزنيد. در اين وضعيت الکل به آرامي خواهد سوخت ولي اگر همان مقدار الکل را درون يک افشانه ريخته و به سمت يک شعله شمع بيافشانيد، شاهد احتراقي بهتر، کامل تر و سريع تر خواهيد بود. موتورهاي ديزل اوليه داراي انژکتورهاي مکانيکي بودند ولي امروز از انژکتورهاي برقي يا سلنوئيدي استفاده مي شود. سوزن انژکتورهاي جديد داراي چندين سوزاخ بسيار ريز هستند تا عمل پاشش گازوئيل و يونيزه شدن ( بصورت ذره درآمدن سوخت ) در آنها بهتر صورت گيرد.


اينتر کولر :

همان طور که ذکر شد تراکم بيشتر باعث بهبود عملکرد موتورهاي ديزل مي شود ولي از طرفي تراکم هوا باعث گرم شدن آن مي شود . گرما هم به نوبه خود باعث انبساط و کاهش جرم هوا مي شود. حال چاره کار چيست؟ استفاده از اينترکولر !

اينتر کولر عبارت است از يک خنک کننده که از دماي هواي فشرده شده ورودي مي کاهد. کاهش دماي هوا باعث متراکم شدن بيشتر و افزايش جرم آن مي شود ولي صبر کنيد، گفتيم که در موتورهاي ديزل بخشي از دماي مورد نياز براي احتراق از گرماي حاصله از تراکم هوا بدست مي آيد، حال اگر هواي فشرده شده خنک و فاقد گرماي کافي باشد چه ؟ نگران نباشيد، بکار گيري شمع گرمکن قوي تر باعث افزايش دماي گازوئيل تا 300 يا حتي 500 درجه سانتيگراد مي شود. اگر گازوئيل را با اين دما به روي يک توده هواي خنک و فشرده بپاشيم، صد در صد محترق خواهد شد. اينترکولرها داراي يک پمپ گرداننده مايع خنک کننده، لوله هاي انتقال مايع خنک کننده ( که معمولاً به دور کانال ورودي هوا پيچيده شده اند ) و رادياتور هستند. با گردش مايه خنک کننده به دور کانال هوا، گرماي هواي فشرده شده ورودي گرفته شده و پس از انتقال به رادياتور دفع مي شود. مايع دورن اينترکولر تقريباً شبيه به ضد جوش هاي معمولي است ولي توان تبادل گرماي آن بيشتر است. براي افزايش راندمان موتورهاي ديزل ده ها راهکار ديگر پيشنهاد شده و مي شود مثلاً طراحي محفظه احتراق به شکلي که باعث چرخش بهتر هوا ذر سيکل تراکم مي شود و يا استفاده از اطاق احتراق اوليه که در نماي برش خورده موتور ديزل نشان داده شده است.

ـ مزاياي موتورهاي ديزل :

عدم نياز به سيستم جرقه زني :

عمل احتراق در موتورهاي ديزل به واسطه پاشش گازوئيل داغ بر روي توده هواي فشرده شده صورت مي گيرد بنابراين نياز به دينام، کوئل، دلکو، واير و شمع منتنفي است .



فقير سوز بودن :

از آنجايي که سوخت مصرفي موتورهاي ديزل از نوع سنگين با عدد ستان ( تعداد اتم هاي کربن در مولکول سوخت ) بالاست، تزريق مقدار کمي سوخت براي محترق شدن کافي است از اين رو موتورهاي ديزل را فقير سوز مي نامند. مصرف سوخت موتورهاي ديزل تا 30 درصد کمتر از موتورهاي بنزيني با حجم و تعداد سيلندر مشابه است .



نيروي تورک بالا :

در موتورهاي بنزيني مخلوط فشرده شده هوا و بنزين توسط جرقه شمع محترق مي شود. اين احتراق بسيار سريع الوقوع است ولي در موتورهاي ديزلي احتراق کندتر صورت مي گيرد بنابراين نيروي حاصل از احتراق مدت زمان بيشتري ( اگر چه اين اختلاف زماني در حد هزارم ثانيه است ) بر روي پيستون نيرو وارد مي کند. نتيجه اين امر کاهش چشمگير سرعت دوران موتور ديزلي و افزايش فوق العاده نيروي کشش آن نسبت به موتورهاي بنزيني است. به همين علت است که موتورهاي ديزل شالو ده صنايع حمل و نقل زميني را تشکيل داده اند. 99 درصد تانک ها، نفربرها و ساير وسائط نقليه سنگين نيز به موتور ديزل مجهز شده اند.



قابليت استفاده از ساير انواع سوخت :

زماني که آقاي ديزل موتور خود را اختراع کرد هنوز گازوئيل وجود نداشت. وي اولين موتور ساخت خود را با گرد ذغال سنگ به کار انداخت بکار انداخت ولي بعداً به فکر استفاده از روغن هاي گياهي به عنوان سوخت افتاد. وي موتوري ساخت که با روغن بادام کار مي کرد. اين امر امروزه بسيار مورد توجه قرار گرفته چرا که استفاده از روغن گياهي و بيوديزل ( سوختي که از طبيعت بدست مي آيد و به جاي گازوئيل مورد استفاده قرار مي گيرد. ) باعث ميشود تا هيچ مقدار دي اکسيد کربن اضافي وارد هوا نشود. به عبارتي دي اکسيد کربن حاصل از احتراق روغن و يا سوخت گياهي همان دي اکسيد کربني است که قبلاً توسط گياه از هوا جذب شده و اين يعني يک چرخه قابل بازيافت و يک منبع طبيعي براي تامين سوخت .


نقش ديزل در آينده :

شنيدن کلمه ديزل بسياري از ما را به ياد ماشين دودي هاي فرسوده و غراضه اي مي اندازد که به تنهايي قادرند صد برابر يک اتومبيل معمولي دود کنند ولي کمي صبر کنيد، چرا که امروزه اين کلمه با معنايي صد در صد مثبت و خوش آيند همراه است. اتومبيل هاي ديزل امروزي بسيار کم مصرف، پر کشش و با صرفه هستند و حتي ديگر از آن دود سياه و اگزوز دوده گرفته در آنها خبري نيست. در حدود بيست سالي مي شود که اتومبيل هاي سواري ديزل جاي پاي خود را خصوصاً در اروپا محکم کرده اند چنانچه کمتر خودروسازي را مي توان يافت که حداقل يک مدل اتومبيل سواري ديزل توليد نکند. الفارومئو، ب.ام.و، بنز، آئودي، فولکس واگن، تويوتا و ده ها خودروساز کوچک و بزرگ ديگر سرمايه گذاري عظيمي بر روي اين رده از موتورها انجام داده اند. امروزه پيشرفته ترين انژکتورها و توربوچارجرها در موتورهاي ديزل يافت مي شوند و اين خود بيانگر چشم اندازي روشن براي آينده اين موتورهاست .

سري مي زنيم به مهد موتورهاي ديزل يعني کشور آلمان. جايي که نابغه علم مکانيک و ترموديناميک، آقاي رودلف کريستين کارل ديزل به دنيا آمد . طبق آخرين آمار، خودروهاي ديزل با رشد خزه گونه خود در حال کنار زدن اتومبيل هاي بنزيني هستند. ميل نردم به خريد اتومبيل هاي ديزل روز به روز افزايش مي يابد و البته روز به روز به کيفيت اتومبيل هاي ديزل افزوده مي شود. آينده ديزل چگونه خواهد بود؟ آيا روزي شاهد يک پورشه يا فراري ديزل خواهيم بود؟ آيا ويروس ديزل به اتومبيل هاي فرمولاوان سرايت خواهد کرد؟ آيا شاهد عرض اندام يک اتومبيل ديزل قل چماغ در مسابقات لمان خواهيم بود؟ حداقل پاسخ مورد آخر يک « بله » شيرين و کمي غيره منتظره است. آلمان ها دو گام موثر در جهت اثبات توانايي ها و ظرفيت هاي فوق العاده موتورهاي ديزل برداشته اند. يکي از اين گام ها توسط مرسدس بنز برداشته شده و کمي محتاطانه است ولي گام دوم که متعلق به آئودي است، تا دلتان بخواهد جسورانه است. چند سال پيش مرسدس بنز از پيشرفته ترين مورد هشت سيلندر دنيا پرده برداري کرد. يک موتور هشت سيلندر به حجم چهار ليتر با 32 سوپاپ و دو توربو چارجر که سيستم تزريق سوخت آن از نوع CDI ( ريل مشترک ) بود. با نصب اين موتور بر روي شاسي مرسدس S کلاس يکي از بهترين، چابک ترين و البته کم مصرف ترين سدان هاي مدرن پا به عرصه وجود گذاشت s400CDI با گشتاور فوق العاده خود از شتاب گيري باور نکردني برخوردار است در حالي که مصرف سوخت آن از 9 ليتر درصد کيلومتر فراتر نمي رود. اگر همين اتومبيل را به جادوگران برابوس بسپاريد، شاهد عملکرد بهتري هم خواهيد بود. نصب رينگ هاي 20 انچي آلومينيومي، دستکاري موتور و اعمال اندکي کاهش وزن باعث خواهد شد تا اين سدان شاخ برادر 12 سيلندر خود يعني 600 S بنزيني را به راحتي خرد کند. گشتاور اين مدل به بيش از 700 نيوتن متر مي رسد که اين امر شتاب ثانويه اي بهتر از يک پورشه را به دنبال دارد. به دنبال کسب اين موفقيت مرسدس بنز بر آن شده تا همين موتور را بر روي مرسدس بنز [SL] نصب کند.



گامي محتاطانه !

به عقيده مرسدس بنز موتورهاي ديزل براي کلاس SL گزينه مناسبي نيستند ولي همان طور که گفته شد مصرف کم، تورک فوق العاده و هزينه نگهداري مقرون به صرفه مرسدس بنز را وادار به معرفي يک مدل مطالعاتي SL با موتور ديزل کرده است. اگر با اين SL به پشت يک چراغ قرمز رسيديد، گيربکس را در دنده يک قرار داده و دور موتور را به هزار دور در دقيقه برسانيد. به محض اين که چراغ سبز شد پدال گاز را تا انتها فشار دهيد. خواهيد ديد که شتاب گيري SL400CDI حتي از SL55AMG هم سريع تر صورت مي گيرد. به لطف نيروي 311 اسبي و گشتاور 539 پوند فوتي اين موتور، شتاب 0 تا 100 کيلومتر SL400CDI در 8/5 ثانيه بدست مي آيد که تقريباً يک ثانيه سريع تر از S600 دوازده سيلندر و SL55AMG پر مدعاست.



داستان ما زماني عجيب تر مي شود که در مورد [SLK320CDI] بشنويد. اين رودستر کوچولو به تنها موتور ديزلي مجهز شده که رسماً از سه دستگاه توروبوچارجر کمک مي گيرد! موتور شش سيلندر خورجيني اين رودستر 2/3 ليتر حجم دارد و داراي سه توربوچارجر است که دو عدد آن در سمت چپ و راست و يکي در فضاي ميان بلوک هاي سيلندر جا خوش کرده است. توان اين موتور 282 اسب بخار خواهد بود ولي از گشتاور آن اطلاعي در دست نيست. با توجه به اين امر که اين موتور با اتکا به تنها يک دستگاه توربوچارجر 376 پوند فوت گشتاور توليد مي کند، با بکار گيري سه دستگاه توربوچارجر حتماً بيش از 440 پوند فوت گشتاور خواهد داشت. شتاب 0 تا 100 کيلومتر اين مدل 5/0 ثانيه بهتر از [SL400CDI] است.

همين نکته مهندسين صنعت ديزل را نسبت به آينده اتومبيل هاي اسپرت ديزل خوش بين تر کرده چرا که با کاستن از وزن اتومبيل هاي ديزل مي توان به بهترين رکوردها دست يافت.
توليد انبوه اين رودستر هنوز قطعي نشده ولي مي توان از توليد انبوه مرسدس بنز [ML] ديزل با يک موتور شش سيلندر ديزل اطمينان کامل داش

منبع:ramin-khandan

 

[A.Shams]

روبات چیست؟

روبات یک ماشین الکترومکانیکی هوشمند است با خصوصیات زیر:

1. می‌توان آن را مکرراً برنامه ریزی کرد.

2. چند کاره است.

3. کارآمد و مناسب برای محیط است.


اجزای یک روبات:
وسایل مکانیکی و الکتریکی:

شاسی، موتورها، منبع تغذیه، ...

حسگرها (برای شناسایی محیط):

دوربین ها، سنسورهای sonar، سنسورهای ultrasound، ...

عملکردها (برای انجام اعمال لازم)

بازوی روبات، چرخها، پاها، ...

قسمت تصمیم گیری (برنامه ای برای تعیین اعمال لازم):

حرکت در یک جهت خاص، دوری از موانع، برداشتن اجسام، ...

قسمت کنترل (برای راه اندازی و بررسی حرکات روبات):

نیروها و گشتاورهای موتورها برای سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، کنترل مسیر، ...


تاریخچه روباتیک:
حدود سال 1250 م: بیشاپ آلبرتوس ماگنوس (Bishop Albertus Magnus) ضیافتی ترتیب داد که درآن، میزبانان آهنی از مهمانان پذیرایی می‌کردند. با دیدن این روبات، سنت توماس آکویناس (Thomas Aquinas) برآشفته شد، میزبان آهنی را تکه تکه کرد و بیشاب را ساحر و جادوگر خواند.

سال 1640 م: دکارت ماشین خودکاری به صورت یک خانم ساخت و آن را Ma fille Francine " می‌نامید.

این ماشین که دکارت را در یک سفر دریایی همراهی می‌کرد، توسط کاپیتان کشتی به آب پرتاب شد چرا که وی تصور می‌کرد این موجود ساخته شیطان است.

سال 1738 م: ژاک دواکانسن (Jacques de Vaucanson) یک اردک مکانیکی ساخت که از بیش از 4000 قطعه تشکیل شده بود.این اردک می‌توانست از خود صدا تولید کند، شنا کند، آب بنوشد، دانه بخورد و آن را هضم و سپس دفع کند. امروزه در مورد محل نگهداری این اردک اطلاعی در دست نیست.

سال 1805 م: عروسکی توسط میلاردت (Maillardet) ساخته شد که می‌توانست به زبان انگلیسی و فرانسوی بنویسد و مناظری را نقاشی کند.

سال 1923 م: کارل چاپک (Karel Capek) برای اولین بار از کلمه روبات (robot) در نمایشنامه خود به عنوان آدم مصنوعی استفاده کرد. کلمه روبات از کلمه چک robota گرفته شده است که به معنی برده و کارگر مزدور است. موضوع نمایشنامه چاپک، کنترل انسانها توسط روباتها بود، ولی او هرگونه امکان جایگزینی انسان با روبات و یا اینکه روباتها از احساس برخوردار شوند، عاشق شوند، یا تنفر پیدا کنند را رد می‌کرد.

سال 1940 م: شرکت وستینگهاوس (Westinghouse Co.) سگی به نام اسپارکو (Sparko) ساخت که برای اولین بار هم از قطعات مکانیکی و هم الکتریکی در کنار یکدیگر در ساخت آن استفاده شده بود.

سال 1942 م: کلمه روباتیک (robatics) اولین بار توسط ایزاک آسیموف در یک داستان کوتاه ارائه شد. ایزاک آسیموف (1920-1992) نویسنده کتابهای توصیفی درباره علوم و داستانهای علمی تخیلی است.

دهه 1950 م: تکنولوژی کامپیوتر پیشرفت کرد و صنعت کنترل متحول شد. سؤلاتی مطرح شدند. مثلاً: آیا کامپیوتر یک روبات غیر متحرک است؟

سال 1954 م: عصر روباتها با ارائه اولین روبات آدم نما توسط جرج دوول (George Devol) شروع شد.

سال 1956 م: پس از توسعه فعالیتهای تکنولوژی یک که بعد از جنگ جهانی دوم، یک ملاقات تاریخی بین جورج سی.دوول(George C.Devol) مخترع و کارآفرین صاحب نام، و ژوزف اف.انگلبرگر (Joseph F.Engelberger) که یک مهندس با سابقه بود، صورت گرفت. در این ملاقات آنها به بحث در مورد داستان آسیموف پرداختند. ایشان سپس به موفقیتهای اساسی در تولید روباتها دست یافتند و با تأسیس شرکتهای تجاری، به تولید روبات مشغول شدند. انگلبرگر شرکت Unimate برگرفته از Universal Automation را برای تولید روبات پایه گذاری کرد. نخستین روباتهای این شرکت در کارخانه جنرال موتورز (General Motors) برای انجام کارهای دشوار در خودروسازی به کار گرفته شد. انگلبرگر را "پدر روباتیک" نامیده اند.

دهه 1960 م: روباتهای صنعتی زیادی ساخته شدند. انجمن صنایع روباتیک این تعریف را برای روبات صنعتی ارائه کرد:

"روبات صنعتی یک وسیلة چند کاره و با قابلیت برنامه ریزی چند باره است که برای جابجایی قطعات، مواد، ابزارها یا وسایل خاص بوسیلة حرکات برنامه ریزی شده، برای انجام کارهای متنوع استفاده می‌شود."

سال 1962 م: شرکت خودروسازی جنرال موتورز نخستین روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به کار گرفت.

- سال 1967 م: رالف موزر (Ralph Moser) از شرکت جنرال الکتریک (General Electeric) نخستین روبات چهارپا را اختراع کرد.

سال 1983 م: شرکت Odetics یک روبات شش پا ارائه کرد که می‌توانست از موانع عبور کند و بارهای سنگینی را نیز با خود حمل کند.

سال 1985 م: نخستین روباتی که به تنهایی توانایی راه رفتن داشت در دانشگاه ایالتی اهایو (Ohiotate Uneversity) ساخته شد.

سال 1996 م: شرکت ژاپنی هندا (Honda) نخستین روبات انسان نما را ارائه کرد که با دو دست و دو پا طوری طراحی شده بود که می‌توانست راه برود، از پله بالا برود، روی صندلی بنشیند و بلند شود و بارهایی به وزن 5 کیلوگرم را حمل کند

سال 1983 م: شرکت Odetics یک روبات شش پا ارائه کرد که می‌توانست از موانع عبور کند و بارهای سنگینی را نیز با خود حمل کند.

سال 1985 م: نخستین روباتی که به تنهایی توانایی راه رفتن داشت در دانشگاه ایالتی اهایو (Ohio State Uneversity) ساخته شد.

سال 1996 م: شرکت ژاپنی هندا (Honda) نخستین روبات انسان نما را ارائه کرد که با دو دست و دو پا طوری طراحی شده بود که می‌توانست راه برود، از پله بالا برود، روی صندلی بنشیند و بلند شود و بارهایی به وزن 5 کیلوگرم را حمل کند


امروزه، 90% روباتها، روباتهای صنعتی هستند، یعنی روباتهایی که در کارخانه‌ها، آزمایشگاهها، انبارها، نیروگاهها، بیمارستانها، و بخشهای مشابه به کارگرفته می‌شوند.

در سالهای قبل، اکثر روباتهای صنعتی در کارخانه‌های خودروسازی به کارگرفته می‌شدند، ولی امروزه تنها حدود نیمی از روباتهای موجود در دنیا در کارخانه‌های خودروسازی به کار گرفته می‌شوند.

مصارف روباتها در همه ابعاد زندگی انسان به سرعت در حال گسترش است تا کارهای سخت و خطرناک را به جای انسان انجام دهند.برای مثال امروزه برای بررسی وضعیت داخلی رآکتورها از روبات استفاده می‌شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسانها صدمه نزند.


قانون روباتیک مطرح شده توسط آسیموف:
1- روباتها نباید هیچگاه به انسانها صدمه بزنند.

2- روباتهاباید دستورات انسانها را بدون سرپیجی از قانون اوّل اجرا کنند.

3- روباتها باید بدون نقض قانون اوّل و دوم از خود محافظت کنند.

مزایای روباتها:
1- روباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می‌توانند ایمنی، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایش دهند.

2- روباتها می‌توانند در موقعیت های خطرناک کار کنند و با این کار جان هزاران انسان را نجات دهند.

3- روباتها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهای انسانی برای آنها مفهومی ندارد. روباتها هیچگاه خسته نمی‌شوند.

4- دقت روباتها خیلی بیشتر از انسانها است آنها در حد میلی یا حتی میکرو اینچ دقت دارند.

5- روباتها می‌توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهند ولی انسانها در یک لحظه تنها یک کار انجام می‌دهند.

معایب روباتها:
1- روباتها در موقعیتهای اضطراری توانایی پاسخگویی مناسب ندارند که این مطلب می‌تواند بسیار خطرناک باشد.

2- روباتها هزینه بر هستند.

3- قابلیت های محدود دارند یعنی فقط کاری که برای آن ساخته شده اند را انجام می‌دهند.

منبع:
شبكه مدرسه

 

[peymanbahrami]

سلام
من عاشق روباتیم اما فکر میکنم برم مکانیک بهتر باشه چون برای روباتیک کار نیست.
نظر شما چیه ؟ لطفا راهنمایی کنید.:blush:

 

[moonomid]

منم عاشق روباتيک هستم ولي رشته ان فقط در يک دانشگاه و ان صنعتي اصفهان بود ارائه ميشد

پس مجبور شدم که مکانيک را انتخاب کنم

 

[h&j]

با سلام
مهندس عزیز امیدوارم حالت خوب باشد و از اینکه سعی می کنی اطلاعات مفیدی را در اختیار دوستانت قرار دهی ازت جای تشکر و قدر دانی داره .من حامد هستم و در زمینه الکترونیک تحصیل کردم ولی حالا به مکانیک علاقمند شدم و می خوام تحصیلاتم رو در زمینه مکانیک ادامه بدم و قصد دارم در یکی از دانشگاههای اروپایی ادامه تحصیل بدم ولی خوب مشکلی که دارم اینکه از زیر شاخه های مهندسی مکانیک اطلاعاتی ندارم یعنی نمی دونم مثلا مهندسی مکانیک جامدات چندتا زیر شاخه تحصیلی داره و تو کدوم یک از این زیر شاخه ها تحصیل کنم بهتره .اگر برای شما امکان داره یه اطلاعاتی در این زمینه به من بدهید از شما متشکر می شم در ضمن شما کدوم یک از این زیر شاخه های تحصیلی رو به من پیشنها می کنید. با تشکر

 

[A.Shams]

آشنايي با كامپوزيتها

در كاربردهاي مهندسي، اغلب به تلفيق خواص مواد نياز است. به عنوان مثال در صنايع هوافضا، كاربردهاي زير آبي، حمل و نقل و امثال آنها، امكان استفاده از يك نوع ماده كه همه خواص مورد نظر را فراهم نمايد، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنايع هوافضا به موادي نياز است كه ضمن داشتن استحكام بالا، سبك باشند، مقاومت سايشي و UV خوبي داشته باشند و ....

از آنجا كه نمي‌توان ماده‌اي يافت كه همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد به دنبال چاره‌اي ديگر بود. كليد اين مشكل، استفاده از كامپوزيتهاست.

كامپوزيتها موادي چند جزئي هستند كه خواص آنها در مجموع از هركدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنكه اجزاي مختلف، كارايي يكديگر را بهبود مي‌بخشند. اگرچه كامپوزيتهاي طبيعي، فلزي و سراميكي نيز در اين بحث مي‌گنجند، ولي در اينجا ما تنها به كامپوزيتهاي پليمري مي‌پردازيم.

در كامپوزيتهاي پليمري حداقل دو جزء مشاهده مي‌شود:
1- فاز تقويت كننده كه درون ماتريس پخش شده است.
2- فاز ماتريس كه فاز ديگر را در بر مي‌گيرد و يك پليمر گرماسخت يا گرمانرم مي‌باشد كه گاهي قبل از سخت شدن آنرا رزين مي‌نامند.

تقسيم بندي‌هاي مختلفي در مورد كامپوزيتها انجام گرفته است كه در اينجا يكي از آنها را آورده‌ايم:

خواص كامپوزيتها به عوامل مختلفي از قبيل نوع مواد تشكيل دهنده و تركيب درصد آنها، شكل و آرايش تقويت كننده و اتصال دو جزء به يكديگر بستگي دارد.

از نظر فني، كامپوزيتهاي ليفي، مهمترين نوع كامپوزيتها مي‌باشند كه خود به دو دستة الياف كوتاه و بلند تقسيم مي‌شوند. الياف مي‌بايست استحكام كششي بسيار بالايي داشته، خواص ليف آن (در قطر كم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نيرو توسط الياف تحمل مي‌شود و ماتريس پليمري در واقع ضمن حفاظت الياف از صدمات فيزيكي و شيميايي، كار انتقال نيرو به الياف را انجام مي‌دهد. ضمناَ ماتريس الياف را به مانند يك چسب كنار هم نگه مي‌دارد و البته گسترش ترك را محدود مي‌كند. مدول ماتريس پليمري بايد از الياف پايينتر باشد و اتصال قوي بين الياف و ماتريس به وجود بياورد. خواص كامپوزيت بستگي زيادي به خواص الياف و پليمر و نيز جهت و طول الياف و كيفيت اتصال رزين و الياف دارد. اگر الياف از يك حدي كه طول بحراني ناميده مي‌شود، كوتاهتر باشند، نمي‌توانند حداكثر نقش تقويت كنندگي خود را ايفا نمايند.

اليافي كه در صنعت كامپوزيت استفاده مي‌شوند به دو دسته تقسيم مي‌شوند.
الف) الياف مصنوعي
ب) الياف طبيعي

كارايي كامپوزيتهاي پليمري مهندسي توسط خواص اجزاء آنها تعيين مي‌شود. اغلب آنها داراي الياف با مدول بالا هستند كه در ماتريسهاي پليمري قرار داده شده‌اند و فصل مشترك خوبي نيز بين اين دو جزء وجود دارد.
ماتريس پليمري دومين جزء عمده كامپوزيتهاي پليمري است. اين بخش عملكردهاي بسيار مهمي در كامپوزيت دارد:
اول اينكه به عنوان يك بايندر يا چسب، الياف تقويت كننده را نگه مي‌دارد.
دوم، ماتريس تحت بار اعمالي تغيير شكل مي‌دهد و تنش را به الياف محكم و سفت منتقل مي‌كند.
سوم، رفتار پلاستيك ماتريس پليمري، انرژي را جذب كرده، موجب كاهش تمركز تنش مي‌شود كه در نتيجه، رفتار چقرمگي در شكست را بهبود مي‌بخشد.

تقويت كننده‌ها معمولا شكننده هستند و رفتار پلاستيك ماتريس مي‌تواند موجب تغيير مسير تركهاي موازي با الياف شود و موجب جلوگيري از شكست الياف واقع در يك صفحه شود.

بحث در مورد مصاديق ماتريسهاي پليمري مورد استفاده دركامپوزيتها به معناي بحث در مورد تمام پلاستيكهاي تجاري موجود مي‌باشد. در تئوري تمام گرماسختها و گرمانرمها مي‌توانند به عنوان ماتريس پليمري استفاده شوند. در عمل، گروههاي مشخصي از پليمرها به لحاظ فني و اقتصادي داراي اهميت هستند.

در ميان پليمرهاي گرماسخت پلي‌استر غير اشباع، وينيل‌استر، فنل فرمآلدهيد (فنوليك) اپوكسي و رزينهاي پلي‌ايميد بيشترين كاربرد را دارند.
در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهاي متعددي استفاده مي‌شوند، PEEK ، پلي‌پروپيلن و نايلون بيشترين زمينه و اهميت را دارا هستند. همچنين به دليل اهميت زيست محيطي، دراين بخش به رزينهاي داراي منشا طبيعي و تجديدپذير نيز، پرداخته شده است.

از الياف متداول در كامپوزيتها مي‌توان به شيشه، كربن و آراميد اشاره نمود. در ميان رزينها نيز، پلي‌استر، وينيل‌استر، اپوكسي و فنوليك از اهميت بيشتري برخوردار هستند.

منبع:
شبكه ايران- كامپوزيت

 

[A.Shams]

با سلام
مهندس عزیز امیدوارم حالت خوب باشد و از اینکه سعی می کنی اطلاعات مفیدی را در اختیار دوستانت قرار دهی ازت جای تشکر و قدر دانی داره .من حامد هستم و در زمینه الکترونیک تحصیل کردم ولی حالا به مکانیک علاقمند شدم و می خوام تحصیلاتم رو در زمینه مکانیک ادامه بدم و قصد دارم در یکی از دانشگاههای اروپایی ادامه تحصیل بدم ولی خوب مشکلی که دارم اینکه از زیر شاخه های مهندسی مکانیک اطلاعاتی ندارم یعنی نمی دونم مثلا مهندسی مکانیک جامدات چندتا زیر شاخه تحصیلی داره و تو کدوم یک از این زیر شاخه ها تحصیل کنم بهتره .اگر برای شما امکان داره یه اطلاعاتی در این زمینه به من بدهید از شما متشکر می شم در ضمن شما کدوم یک از این زیر شاخه های تحصیلی رو به من پیشنها می کنید. با تشکر

با سلام
سؤالي كه شما كرديد خيلي كوتاه بود ولي جواب آن بسيار مفصل است.
من قبلاً از يك تحصيل كرده مهندسي مكانيك در روسيه شنيده بودم كه اين رشته در روسيه بيش از هفتاد گرايش دارد. گرايشهاي تحصيلي و گرايشهاي كاري مهندسي مكانيك خيلي زياد است. من درباره بعضي از زمينه‌هاي مهندسي مكانيك حتي اطلاعات عمومي هم ندارم.
اين كه شما بخواهيد وارد هر يك از گرايشهاي مهندسي مكانيك شويد بستگي زيادي به هدف و نگرش شما به زندگي دارد؛ بستگي به علاقه‌منديها و محدوديتهايتان در زندگي شخصي دارد؛ بستگي به پشتكارتان دارد و ....
اصلاً براي همين تغيير رشته خود بايد دليلي قانع كننده داشته باشيد. ولي به نظر من علاقه به يك رشته خاص و بي‌علاقگي نسبت به رشته فعلي شما مي‌تواند دليل ارضاع كننده‌اي باشد.
نظر شخصي من اين است كه اين قرن متعلق به زمينه "كنترل" و "كامپوزيتها" است. اين مطلب در مورد رشته مكانيك صدق مي‌كند.
اصولاً كاربرد هر رشته‌اي در هوا و فضا - به دليل پيچيدگيها، حساسيت فوق العاده و هزينه‌هاي سرسام آوري كه دارد- جزء پيشرفته‌ترين فناوريها محسوب مي‌شود.
اين سر نخ را من به شما دادم تا در هر رشته‌اي كه تحصيل مي‌كنيد بدانيد در چه زمينه‌اي از زمينه‌هاي كاري رشته خودتان وارد شويد.

 

[killer-star]

سلام خدمت مهندسان گرامی:
اقایون من دانشگاه نمیرم ولی برادرم میرفت و فارغ التحصیل شد یه مسعله بهم داده (رو کم کنی) اگه میشه
یکی برام حل کنه و توضیح بده (راستی تمام کتاب هاش رو هم دارم میدونم توی انتقال گرما 1 هست ولی نمیدونم کجاشه)

در ضمن پیش نیاز کتاب انتقال گرما چیه؟

مسعله:

یک سیب زمینی به جرم m را درون اب 100 درجه (سیلسیوس) می اندازیم چه مدت طول می کشد تا گرما به مرکز ان برسد؟ (سیب زمینی رو میتونید کره فرض کنید شعاع = r)

(اگه اطلاعاتش کمه شما با نمادش مشخص کنید مثلا اگه چگالی میخواد بگید چگالی = d = p)

منتطرم مرسی

 

[peymanbahrami]

سلام
ضریب انتقال گرما چنده؟:cigar:

 

[killer-star]

دوست عزیز x فرض کن یا میتونی هر چی که بخوای فقط راه حلشو بهم بگی ممنون میشم

 

[killer-star]

بسه بابا یه نفر جواب بده من مگه چقدر وقت دارم که همه جوابها رو بخونم
ماچالا

 

[banoo]

سلام و خسته نباشید....

یکی از دوستان وارد به نرم افزار انسیس لطفا بگوید که آیا در این نرم افزار پیش فرضی برای تغییر جهت جاذبه وجود دارد یا نه.
مسئله این است که نیاز به تحلیلهایی درون زمین داریم (نظیر انتقال حرارت و یا جریان سیال) که اگر به شکل ساده زمین را کره ترسیم کنی انسیس آنرا در میدان جاذبه ی پیش فرض خویش قرار می دهد نه جاذبه ای با منشا درونی زمین ! مسئله محدود کردن جاذبه به داخل کره و همینطور تغییر دستگاه مختصات مربوطه است (به شکل کروی)
تنها راه را نگارش ماکرو یافتم و نه بیشتر... گفته باشم که اگر این مسئله حل شود دریچه ای به روی حیطه ای گسترده از دانش مکانیک یعنی ژئو مکانیک (مکانیک زمین) در نرم افزار انسیس گشوده خواهد شد.

با احترام

 

[A.Shams]

سلام و خسته نباشید....

یکی از دوستان وارد به نرم افزار انسیس لطفا بگوید که آیا در این نرم افزار پیش فرضی برای تغییر جهت جاذبه وجود دارد یا نه.
مسئله این است که نیاز به تحلیلهایی درون زمین داریم (نظیر انتقال حرارت و یا جریان سیال) که اگر به شکل ساده زمین را کره ترسیم کنی انسیس آنرا در میدان جاذبه ی پیش فرض خویش قرار می دهد نه جاذبه ای با منشا درونی زمین ! مسئله محدود کردن جاذبه به داخل کره و همینطور تغییر دستگاه مختصات مربوطه است (به شکل کروی)
تنها راه را نگارش ماکرو یافتم و نه بیشتر... گفته باشم که اگر این مسئله حل شود دریچه ای به روی حیطه ای گسترده از دانش مکانیک یعنی ژئو مکانیک (مکانیک زمین) در نرم افزار انسیس گشوده خواهد شد.

با احترام

با سلام

به طور طبيعي جاذبه در حل مسأله دخيل نيست؛ مگر اينكه كاربر بخواهد آن را تعريف كند. اندازه و جهت ميدان جاذبه به عهده كاربر است.
دستگاه مختصات را مي‌توان در انسيس تغيير داد. اگه بگين كه منظورتون از محدود كردن جاذبه به داخل كره چيه شايد بتونم بهتر راهنمايي كنم. همينطور از فيزيك ميدان جاذبه مورد نظرتون بيشتر توضيح دهيد.

اميدوارم كه موفق باشيد .............
 

 

[banoo]

با سلام

به طور طبيعي جاذبه در حل مسأله دخيل نيست؛ مگر اينكه كاربر بخواهد آن را تعريف كند. اندازه و جهت ميدان جاذبه به عهده كاربر است.
دستگاه مختصات را مي‌توان در انسيس تغيير داد. اگه بگين كه منظورتون از محدود كردن جاذبه به داخل كره چيه شايد بتونم بهتر راهنمايي كنم. همينطور از فيزيك ميدان جاذبه مورد نظرتون بيشتر توضيح دهيد.

اميدوارم كه موفق باشيد .............
 

با سلام.

نکته ی مهم همین است که اینجا نه تنها جاذبه دخیل است که گام اولیه برای حل مسایل درونی زمین است . پدیده ای در زمین داریم به نام جریان همرفتی آزاد (همان امری که در دراز مدت سبب پدیده ی تکتونیک - رانش قاره ها و کوهزایی می گردد...) برای تحلیل جریان همرفتی آزاد حتی در یک اتاق معمولی و با هوای معمولی درونش نیاز به جاذبه است چراکه واضح است هوای گرمتر سبکتر بوده به بالا رانده می شود و هوای سرد و سنگین پایین می آید.
فرض کنید اتاق کروی شکل و زمین باشد و به جای هوا ماده ای بسیار غلیظ شبیه به قیر (جنس گوشته ی زمین) داشته باشیم.برای بررسی چگونگی جابجایی این ماده ی غلیظ(که حرکت کند آن در دراز مدت دقیقا مشابه همان هوای رقیق و سبک است) در زیر سطح کره ی مفروض، ما نیاز به جاذبه ای داریم از مرکز کره و نه لزوما تا خارج آن .میدان جاذبه را محدود به همان کره می کنیم چراکه به تاثیرات فراجوی آن نیازی نداریم. اینک با داشتن جاذبه تنها کار مهم ما دادن خواص و پوابت سیال مورد نظرمان به نرم افزار بوده و بعد افزایش ابعاد به زمین معمولی ..... ! قصه این بود که نرم افزار نمی تواند چنین کاری را بر روی جاذبه انجام دهد و یا حداقل من نتوانستم... مسئله ی جالبی برای فکر کردن است .... ارزش وقت گذاشتن را دارد.
پیروز باشید

 

[ناپلئون]

سلام خدمت مهندسان گرامی:
اقایون من دانشگاه نمیرم ولی برادرم میرفت و فارغ التحصیل شد یه مسعله بهم داده (رو کم کنی) اگه میشه
یکی برام حل کنه و توضیح بده (راستی تمام کتاب هاش رو هم دارم میدونم توی انتقال گرما 1 هست ولی نمیدونم کجاشه)

در ضمن پیش نیاز کتاب انتقال گرما چیه؟

مسعله:

یک سیب زمینی به جرم m را درون اب 100 درجه (سیلسیوس) می اندازیم چه مدت طول می کشد تا گرما به مرکز ان برسد؟ (سیب زمینی رو میتونید کره فرض کنید شعاع = r)

(اگه اطلاعاتش کمه شما با نمادش مشخص کنید مثلا اگه چگالی میخواد بگید چگالی = d = p)

منتطرم مرسی

چون این مسئله کلاً متغیره می تونه تورابطه اصلی بجای دمای اینفینیت(دمای مایع یا دمای بی نهایت) همون 100 رو قرار بدی. البته باید دما رو به کلوین تبدیل کنی یعنی 373 درجه کلوین.

رابطه در فصل 3 کتاب اینکروپرا جلد اول چاپ دوم ویرایش سوم :

فصل سوم(رسانایی گرمایی دایم و یک بعدی) بخش 2-3-3 (سیستمهای شعاعی- کره) صفحه 118 .

 

[killer-star]

مرسی
مرسی
مرسی