در این مقاله مطالب مقدماتی در رابطه با طراحی در مهندسی مکانیک و طراحی اجزای مکانیکی ارائه می شود. اگر رشته تحصیلی شما مهندسی مکانیک است و یه با طراحی قطعات و اجزای مکانیکی علاقه دارید مطالعه این مقاله می تواند برای شما مفید باشد.
برای مشاهده لیست مدرسین و اساتیدی که در زمینه آموزش درس طراحی اجزا و یا در انجام پروژه های طراحی اجزا می توانند به شما کمک کنند بر روی عبارت تدریس خصوصی طراحی اجزا کلیک کنید. مشاهده سرفصل های درس طراحی اجزای 1 مهندسی مکانیک و سرفصل های درس طراحی اجزاء ماشین 2 همراه با توضیحات کامل هم می تواند مفید باشد.
طراحی در واقع ارائه یک طرح و نقشه برای ارضای یک نیاز بشری است. هر گاه نیازی وجود داشته باشد بشر به فکر ارائه یک راه حل برای برطرف کردن آن می افتد و قبل از اینکه بخواهد طرح را عملی کند و یا قطعه ای را بسازد معمولا کار طراحی را انجام می دهد. طراحی در واقع مختص به مهندسی مکانیک نیست و در شاخه های مختلف مهندسی و حتی در زمینه های دیگر در زندگی می تواند مطرح باشد. طراحی مکانیکی در واقع ارائه طرح و نقشه برای ساخت قطعات با ماهیت مکانیکی مانند چرخدنده، فنر، بلبرینگ، محورها و .... است. یک مهندس مکانیک برای اینکه بتواند قطعه و یا جسم و یا حتی ماشینی را طراحی کند باید از علوم مختلف به اندازه کافی سر در بیاورد. بلد بودن مباحث اولیه ریاضی، فیزیک و هندسه برای طراحی لازم است. آشنایی با نرم افزارهای تحلیل تنش و تحلیل مسائل مهندسی و نرم افزارهای مدلسازی مانند سالیدورکس، اتوکد، آباکوس، انسیس و .... هم برای دانشجویان مهندسی مکانیک که می خواهند کار طراحی را انجام دهند لازم است. در ضمن، دانشجویان باید بر دروسی مانند استاتیک، مقاومت مصالح 1 و 2، ارتعاشات، دینامیک، مکانیک سیالات و ... مسلط باشند. به عنوان مثال وقتی که قطعه ای طراحی می شود که تحت بارهای ارتعاشی قرار دارد باید طراحی به گونه ای باشد که که فرکانس بارهای وارده به جسم از فرکانس های طبیعی آن درو باشد تا رزونانس یا تشدید رخ ندهد.
مطالعه خلاصه جزوه طراحی اجزاء - مبحث معیارهای استاتیکی یا دانلود رایگان نمونه سوال امتحانی طراحی اجزاء 1 رشته مهندسی مکانیک مقطع کارشناسی هم پیشنهاد می شود.
با توجه به مطالبی که در بالا ارائه شد، برای طراحی قطعات مکانیکی فقط اینکه دانشجو درس های طراحی اجزاء 1 و 2 را پاس کند کفایت نمی کند بلکه دانشجوی مهندسی مکانیک باید بر دروس مختلف تسلط کافی داشته باشد تا تحلیل ها و استدلال هایی که انجام می دهد قابل قبول و درست باشد. در بحث طراحی مثلا اگر مبحث استحکام قطعه در برابر بارهای استاتیکی مورد نظر باشد لازم است دانشجو به اندازه کافی بر درس مقاومت مصالح و مطالب ارائه شده در آن تسلط باشد تا تحلیل درستی را انجام دهد. اگر لازم است در طرح ارائه شده تغییر شکل ها مورد بررسی قرار گیرد لازم است مبحث خیز تیر از مقاومت مصالح 2 استفاده شود و اگر در دستگاه ساخته شده تیری قرار دارد که تحت بار فشاری قرار دارد شاید لازم باشد از مبحث کمانش که در مقاومت 2 ارائه می شود برای طراحی آن استفاده کرد. چنانچه در دستگاه ساخته شده یک شفت در حال دوران قرار دارد شاید لازم باشد تنش های وارد بر آن از مباحث مقاومت مصالح 1 بررسی شود. البته باید در طراحی مهندسی مکانیک همواره به تمرکز تنش ها و تنش افزاها هم توجه کافی داشته باشیم. در مثالی دیگر، اگر قطعه ای که قرار است طراحی شود در مقابل جریان باد قرار دارد و یا در آب و یا هر سیال دیگری حرکت می کند لازم است از مبحث مکانیک سیالات 1 و 2 برای بررسی استفاده نمود.
مطالعه کنید: آموزش مبحث خستگی از درس طراحی اجزا رشته مهندسی مکانیک
شاید به نظر برسد که همه ی بررسی ها و کارهای گفته شده در بالا را بتوان با استفاده از نرم افزارهایی مانند آباکوس و انسیس و کتیا انجام داد. اما نکته مهمی که باید در نظر گرفت این است که این نرم افزارها مانند یک دستگاه و یا تابع هستند که خروجی آنها به صورت کامل به ورودی ای که به آنها داده می شود بستگی دارد. اگر یک مهندس مکانیک اطلاعات درستی نداشته باشد و خوب مسئله را مورد بررسی و تحلیل قرار نداده باشد با وارد کردن ورودی های نادرست به نرم افزار باعث می شود خروجی آن هم مناسب نباشد. به عنوان مثال در یک تحلیل تنش ساده که بخواهید بعدا برای اهداف طراحی از آن استفاده کنید لازم است بارهایی که به جسم وارد می شود به درستی مشخص شود و به نرم افزار داده شود و همچنین شرایط مرزی به درستی تعیین گردد. اگر یک دانشجوی مهندسی مکانیک مباحث ارائه شده در دروس مختلف و درس های طراحی اجزای 1 و 2 را خوب یاد نگرفته باشد ممکن است در تشخیص بارها و شرایط مرزی دچار اشتباه شده و یا در مراحل بعدی کار درست عمل نکند و در نتیجه نتایج درستی هم از نرم افزار نگیرد. نرم افزارهای المان محدود به خودی خود همیشه نتایج درستی نمی دهند و باید درست از آنها استفاده کرد. در ضمن، نتایجی که از این نرم افزارها بدست می آید باید مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد و به دانش و توانایی خوب شخص نیاز دارد.
پیشنهاد می شود مقاله پارامترهای لازم در طراحی پره هلی کوپتر (ملخ بالگرد) را هم بخوانید.
طراحی هر قطع در مهندسی مکانیک شامل مراحل مختلفی است. در مرحله اول نیاز تشخیص داده می شود و در مرحله بعد مسئله تعریف می گردد. بسیار خوب است که تعریف مسئله با دقت و جزئیات بالا انجام شود و به گونه ای باید مسئله را تعریف کرد که حل آن هر چه بهتر منجر به برطرف شدن نیاز گردد. در مرحل بعد راه حل ها ترکیب می گردد و تحلیل و بهینه سازی انجام می شود . نکته بسیار مهم این است که برای طراحی جواب منحصر به فردی وجود ندارد و برای هر مسئله طراحی بی نهایت راه کار وجود دارد اما می توان همواره در جستجوی راه حل بهینه بود. در نهایت باید طرحی ارائه شده را مورد ارزیابی قرار دارد و عرضه کرد. طراحی یک فرآیند تکراری است و ممکن است در هر مرحله لازم باشد به مراحل قبل بازگشت و تغییراتی را ایجاد نمود. برای طراحی یک قطعه مکانیکی باید در نظر داشته باشیم که همواره قید ها و محدودیت هایی وجود دارد و باید با در نظر گرفتن این قیدها طرحی را ارائه کرد که بهینه ترین حالت ممکن باشد. از جمله ملاحظات طراحی که ممکن است آزادی طراحی را محدود کند می توان به استحکام، هزینه، ایمنی، وزن، سایش، عمر خستگی و .... اشاره کرد. طراحی قطعات مکانیکی از دو دیگاه استاتیکی و خستگی انجام می شود و این مباحث به صورت کامل در درس طراحی اجزا 1 مورد بررسی قرار می گیرد.
حتما بخوانید: دانلود نمونه سوال امتحانی طراحی اجزای 2 مهندسی مکانیک
منبع: ایران مدرس
