Машинство

Машинство
Заваривање, једна од области машинства
Тип	инжењерство
Опис
Способности	техничко знање, способности управљања, дизајн
Потребно образовање	професионални захтјеви
Мјеста запослења	технологија, наука, истраживање, војска
Сродни послови	инжењер електротехнике, архитект, грађевински инжењер, хемијски инжењер

Машински инжењери дизајнирају и креирају машине, електране...

Машинство или стројарство јесте дисциплина инжењерства која се односи на принципе инжењерства, физике и науке о материјалима за анализу, дизајн, производњу и управљање механичким системима. Машинство је грана инжењерства која укључује производњу и кориштење топлоте и механичке снаге за дизајн, производњу и оперирање машинама и алатима. Једна је од најстаријих и најширих дисциплина инжењерства.

Инжењерска област захтјева схватање суштинских принципа укључујући механику, кинематику, термодинамику, науку о материјалима, структурну (конструкциону) анализу и електрицитет. Машински инжењери користе ове суштинске принципе са алатима попут ЦАЕ и управљање животним циклусом производа за дизајнирање и анализу производних погона, индустријске опреме и машинерије, топлотних и расхладних система, транспортних система, авијације, морепловства, роботике, медицинских помагала, оружја и друго.

Машинско инжењерство се појавио као поље науке током индустријске револуције у Европи у 18. вијеку; ипак, његов развој може се узети прије неколико хиљада година уназад широм свијета.

Наука о машинству се појавила у 19. вијеку као резултат развоја у пољу физике. Област је континуално развијана да споји предности у технологији и машински инжењери данас теже развоју у таквим пољима, попут композита, мехатронике и нанотехнологије. Машинско инжењерство се преклапа са аеро-свемирским инжењерством, металуршким инжењерством, грађевином, електротехником, петролејским (нафтним) инжењерством, производним инжењерством, хемијским инжењерством и осталим инжењерским дисциплинама у одређеном степену. Машински инжењери могу такођер радити у пољу биомедицине, посебно са биомехаником, феноменом транспорта, биомехатроником, бионанотехнологијом и моделирањем биолошких система, као што је механика мехких тканина.

Развој

...конструкције и пријевозна средства свих величина.

Машинско инжењерство налази своју примјену у архивама разних древних и средњовјековних друштава у људској дјелатности. У древној Грчкој, радови Архимеда (287. п.н.е.–212. п.н.е.) су дубоко подстакнути механиком западне традиције, а Херон од Александрије (приб. 10–70. н.е.) креира прву парну машину. У Кини, Зханг Хенг (78–139. н.е.) је унаприједио водени сат и пронашао сеизмометар, те Ма Јун (200–265. н.е.) проналази кочију са диференцијалним зупчаником. Средњовјековни кинески књиговођа и инжењер Су Сонг (1020–1101. н.е.) је убацио механизам запињаче у своју астрономску сахат-кулу два вијека прије било којег механизма пронађеног у сатовима средњовјековне Европе, као и свјетских првих познатих неограничених енергетских ланчаних предајника.

У периоду између 7. и 15. вијека, када се ера звала "Златно доба ислама", забиљежени су доприноси исламских научника у области механичке технологије. Ал-Јазари, који је био један од њих, написао је своју фамозну Књигу знања генијалних механичких уређаја године 1206, те представио више механичких дизајна. Такођер, он се сматра откривачем оних механичких направа које сада формирају веома једноставне механизме, попут кољенастог вратила и брегасте осовине.

Важна открића у темељима машинства појавила су се у Енглеској током 17. вијека када је Сир Исаац Неwтон формулисао три Неwтонова закона кретања и развио анализу (калкулус) као математичку базу за физику. Неwтон није хтио објелоданити своје методе и законе годинама, али је напокон наговорен од стране својих колега, као што је Сир Едмунд Халлеy, да то уради како би помогао човјечанству. Готтфриед Wилхелм Леибниз је заслужан за креирање калкулуса током истог временског периода.

Током раног 19. вијека у Енглеској, Њемачкој и Шкотској, развој машинских алата је допринио да се машинство развије као засебно поље унутар инжењерства, обезбјеђујући производне машине моторима који ће их напајати. Прво британско професионално друштво машинских инжењера је формирано 1847. године Институција машинских инжењера, тридесед година након што су грађевински инжењери формирали прво такво професионално друштво: Институција грађевинских инжењера. На европском континенту, Јоханн вон Зиммерманн (1820–1901.) је направио прву фабрику за брусилице у Цхемнитзу, Њемачка, године 1848.

У Сједињеним Америчким Државама, Америчко друштво машинских инжењера (АСМЕ) је формирано у 1880. постајући треће такво професионално инжењерско друштво, послије Америчког друштва грађевинских инжењера (1852.) и Америчког друштва инжењера рударства (1871.). Прве школе у САД које су нудиле инжењерско образовање су биле Војна академија САД 1817, институција данас позната као Норwицх Универзитет у 1819, те Ренсселаер политехнички институт године 1825. Образовање у машинству је кроз хисторију било базирано на јаком темељу у математици и науци.

Образовање

Архимедов вијак је управљан руком и може ефикасно подићи воду, како анимирана црвена лоптица приказује.

Дипломе у машинском инжењерству се нуде на универзитетима широм свијета. У Бразилу, Ирској, Филипинима, Пакистану, Кини, Грчкој, Турској, Сјеверној Америци, Јужној Азији, Индији, Доминиканској Републици и Уједињеном Краљевству, програми машинског инжењерства обично узимају четири до пет година студија и завршавају са Бацхелор оф Енгинееринг (Б.Енг. или Б.Е.), Бацхелор оф Сциенце (Б.Сц. ор Б.С.), Бацхелор оф Сциенце Енгинееринг (Б.Сц.Енг.), Бацхелор оф Тецхнологy (Б.Тецх.), Бацхелор оф Мецханицал Енгинееринг (Б.M.Е.), или Бацхелор оф Апплиед Сциенце (Б.А.Сц.) диплому, са или без нагласка о машинском инжењерству. У Шпанији, Португалу и већем дијелу Јужне Америке, гдје нису Б.Сц. нити Б.Тецх. програми усвојени, формално име за степен је "машински инжењер", а курс је базиран на пето- или шестогодишњем тренингу. У Италији, курс је базиран на пет година тренинга, али у циљу квалифицирања као инжењер, потребно је проћи државни испит на крају курса. У Грчкој, курс је базиран на петогодишњем наставном плану и програму и увјету за 'Диплома' тезу, која је након завршетка додијељена умјесто Б.Сц.

У Аустралији, степени машинског инжењерства се додјељују као Бацхелор оф Енгинееринг (Мецханицал) или сличне номенклатуре иако постоји растући број специјализација. Степен узима четири године студирања пуног радног времена за добијање. Да се постигне квалитет у инжењерским степенима, Енгинеерс Аустралиа акредитира инжењерске степене додијељене од старне аустралијских универзитета у складу са глобалним Wасхингтон Аццордом. Прије него се додјељује диплома, студент мора завршити најмање 3 мјесеца на радном искуству у инжењерској фирми. Слични системи су присутни у Јужној Африки и надгледају се од стране Енгинееринг Цоунцил оф Соутх Африца (ЕЦСА).

У Сједињеним Америчким Државама, већина додипломских пограма се акредитира од Аццредитатион Боард фор Енгинееринг анд Тецхнологy (АБЕТ) да се осигура једнаки курсни захтјеви и стандарди широм универзитета. АБЕТ wеб-сајт броји 302 акредитирана машинско-инжењерска програма од 11. марта 2014. Машинско-инжењерски програми у Канади се акредитирају од Цанадиан Енгинееринг Аццредитатион Боард (ЦЕАБ), а већина других држава нуди инжењерске дипломе које имају сличне акредитацијске солуције.

Неки машински инжењери иду за наставком студија да добију Мастер оф Енгинееринг, Мастер оф Тецхнологy, Мастер оф Сциенце, Мастер оф Енгинееринг Манагемент (M.Енг.Мгт. или M.Е.M.), Доцтор оф Пхилосопхy у инжењерству (Енг.D. ор Пх.D.) или инжењерску диплому. Мастер и инжењерске дипломе могу, а и не морају, убрајати истраживање. Доцтор оф Пхилосопхy садржава знатну компоненту истраживања и често је приказан као улазна тачка у академији. Инжењерска диплома постоји на неколико институција на средњем нивоу између мастера и доктората.

Курсеви

Стандарди постављени у свакој државном акредитацијском друштву теже омогућити униформност у темељним материјалима предмета, промовирати конкуренцију међу студентима инжењерима и одржати самопоуздање у инжењерској професији у цјелини. Инжењерски програми у САД, напримјер, захтјевају да АБЕТ прикаже да њихови студенти могу "радити професионално у термо-механичким системским областима." Посебни курсеви које захтјева дипломирање, ипак, могу се разликовати од програма до програма. Универзитети и технолошки институти често комбинирају вишеструке предмете у један или дијеле предмет на више предмета, зависно од доступних факултета и универзитетских главних подручја истраживања.

Темељни предмети машинског инжењерства често укључују:

• Математика (партикуларно, калкулус, диференцијалне једначине и линеарна алгебра)
• Основне физикалне науке (укључујући физику и хемију)
• Статика и динамика
• Отпорност материјала (еластостатика) и механика крутог тијела
• Наука о материјалима и композитима
• Термодинамика, пријенос топлоте, претворба енергије и ХВАЦ
• Горива, сагоријевање, мотор с унутрашњим сагоријевањем
• Механика флуида (укључујући статику флуида и динамику флуида)
• Механизми и машински дизајн (укључујући кинематику и динамику)
• Мјерни инструменти и мјерења
• Производно инжењерство, технологија или процеси
• Вибрације, теорија контроле и контролно инжењерство
• Пнеуматика и хидраулика
• Мехатроника и роботика
• Инжењерски дизајн и дизајн производа
• Техничко цртање, ЦАД и ЦАМ

Од машинских инжењера се такођер очекује да разумију и умију примијенити основне концепте из хемије, физике, хемијског инжењерства, грађевинског и електроинжењерства. Сви програми машинског инжењерства укључују вишеструке семестре часова математике укључујући калкулус и напредне математичке концепте укључујући диференцијалне једначине, парцијалне диференцијалне једначине, линеарну алгебру, апстрактну алгебру и диференцијалну геометрију, међу осталим.

У додатку са језгром плана и програма машинства, већина машинских инжењерских програма нуде више специјализацијских програма и часова, као што је контрола система, роботика, транспорт и логистика, криогеника, технологија о гориву, аутомобилско инжењерство, биомеханика, вибрација, оптика и остале, ако посебан одсјек не постоји за ове предмете.

Већина програма за машинске инжењере такођер захтјева различиту количину проучавање или друштвених пројеката за добијање практичних искустава рјешавања проблема. У Сједињеним Америчким Државама често је обавезно за машинске инжењере да обаве један или више стажирања приликом студирања, ипак ово није обично под мандатом универзитета. Кооперативна едукација је друга опција. Будуће радне способности истраживања стављају потражњу на студијске компоненте које хране студентску креативност и иновацију.

Дозвола

Инжењери могу тражити лиценцу од државе, провинције или националне владе. Сврха овог процеса јесте осигурати да инжењери посједују потребно техничко знање, стварно искуство и знање локалног легалног система за практиковање инжењерства на професионалном нивоу. Једном када је цертифициран, инжењер добија наслов "професионални инжењер" (у Сједињеним Државама, Канади, Јапану, Јужној Кореји, Бангладешу и Јужној Африци), "овлаштени инжењер" (у Уједињеном Краљевству, Ирској, Индији и Зимбабвеу), овлаштени професионални инжењер (у Аустралији и Новом Зеланду) или европски инжењер (у Европској Унији), "регистрирани инжењер" или "професионални инжењер" на Филипинима и у Пакистану. Овлаштени инжењер и европски инжењер нису лиценцирани за праксу - они су квалификације.

У Сједињеним Државама, да би се постало лиценцирани професионални инжењер (ПЕ), инжењер мора проћи свеобухватни ФЕ (темељи инжењерства) испит, рад од минимум 4 године као Инжењерски стажер (ЕИ) или Инжењер-у-тренингу (ЕИТ), те проћи "Принципе и праксу" или ПЕ (практични инжењер или професионални инжењер) испите. Захтјеви и кораци овог процеса су постављени унапријед од стране Натионал Цоунцил оф Еxаминерс фор Енгинееринг анд Сурвеyинг (НЦЕЕС), садржаног од оф лиценцних одјела инжењерства и геодезије који репрезентирају све државе и територије у САД-у.

У УК, тренутни дипломци требају БЕнг плус адекватан мастер степен или интегриран МЕнг степен, минимум од 4 године постдипломских студија на пословном надлежном развоју, као и рецензији пројекта у кандидатској области специјализације у циљу постајања овлаштеним преко Институра машинских инжењера.

У већини развијених земаља, одређени инжењерски задаци, као што је дизајнирање мостова, електроцентрала и хемијских централа, морају бити одобрени од стране професионалног или овлаштеног инжењера. "Једино лиценцирани инжењер, напримјер, може припремити, потписати, ударити печат и доставити инжењерске планове и цртеже јавном ауторитету за одобрење, или печатити инжењерски рад за јавне и приватне клијенте." Овај захтјев може бити писан у државном или провинцијском законодавству, као што су канадске провинције, напримјер Онтарио или Qуебецов инжењерски акт.

У осталим државама, као нпр. Аустралији и УК, таква законодавства не постоје; ипак, практично сва цертифицирајућа тијела одржавају етички код независан од законодавства, очекују од свих чланова да се придржавају или ризикују протјеривањем.

Плате и статистике радне снаге

Укупан број инжењера запослених у САД у 2009. био је цца. 1,6 милиона. Од ових, 239.000 су били машински инжењери (14,9%), друга највећа дисциплина по величини иза грађевинских инжењера (278.000). Укупан број послова за машинске инжењере у 2009. је пројектован да расте 6% током сљедеће деценије, са средњим стартним платама од 58.800 $ са бацхелор дипломом. Средњи годишњи приход машинских инжењера у САД радној снази ​​је 80.580 $. Просјечни приход је био највећи при раду за владу (92.030 $), а најмањи у образовању (57.090 $) од 2012.

Модерни алати

Коси поглед на четири цилиндра редне радилице са клиповима

Већина машинских компанија, посебно оне у индустијализираним нацијама, почеле су примјењивати инжењерство подржано рачунаром (ЦАЕ) програме у своје постојеће процесе дизајна и анализе, укључујући 2Д и 3Д солид моделирање дизајнирањем потпомогнутим рачунаром (ЦАД). Ова метода има доста користи, укључујући лакше и исцрпније визуализације производа, могућност креирања виртуалних склопова дијелова и једноставност кориштења у дизајнерским интерфејсима спајања и толеранција.

Остали ЦАЕ програми обично кориштени од машинских инжењера садрже алате управљања животним циклусом производа (ПЛМ) и алате за анализу кориштене за обављање комплексних симулација. Алати за анализу могу бити кориштени да предвиде одговор производа на очекиване напоне, укључујући живот при замору и производљивост. Ови алати укључују анализу коначних елемената (ФЕА), рачуинарску динамикуфлуида (ЦФД) и производњу подржану рачунарима (ЦАМ).

Користећи ЦАЕ програме, тим машинског дизајна може брзо и јефтино итерирати процес дизајна за развој производа који боље задовољава трошкове, перформансе и остала ограничења. Није потребно креирати физички прототип док се дизајн не приведе крају, допуштајући стотинама или хиљадама дизајнова да буду провјерени, радије него неколико релативних. У додатку, ЦАЕ програми анализе могу моделирати компликовани физички феномен који не може бити ријешен ручно, попут вискоеластичности, комплексног контакта између додирних површина или нењутновских флуида.

Како машинство почиње да се спаја са осталим дисциплинама, као што је случај у мехатроници, вишедисциплинарнаоптимизација дизајна (МДО) се користи са осталим ЦАЕ програмима за аутоматизацију и побољшање итеративног процеса дизајна. МДО алати се мотају око постојећих ЦАЕ процеса, допуштајући оцјену производа да се настави чак и након што аналитичар оде кући. Они такођер примјењују софистицирану оптимизацију алгоритмима за интелигентније истраживање могућих дизајна, често налазећи боља, иновативна рјешења за сложене вишедисциплинске проблеме дизајна.

Поддисциплине

Области машинског инжењерства могу бити замишљене као колекција више машинских научних дисциплина. Неколико ових поддисциплина које су обично изучаване на поддипломском нивоу су приказане испод, са јасним објашњенима и најчешћим примјенама сваке. Неке од ових поддисциплина су уникатне за машинство, док су остале комбинација машинског инжењерства и једне или више других дисциплина. Већина рада које машински инжењер уради користи способности и технике од неколико ових поддисциплина, као и специјализираних поддисциплина. Специјализиране поддисциплине, које се описују у овом чланку, су радије предмет постдипломских студија или на тренингу на послу, него на додипломском. Неколико специјализираних поддисциплина су дискутоване у овој секцији.

Механика

Мохров круг, чест алат за проучавање напона у машинском елементу

Механика је, у најопћенитијем смислу, проучавање сила и њиховог утјецаја на предмет на који дјелују. Обично, инжењерска механика се користи за анализу и предвишање убрзања и деформације (еластичне и пластичне) објеката под дјеловањем познатих сила (такођер званих оптерећења) или напона. Поддисциплине механике укључују:

• Статика, проучавање непомичних тијела под познатим оптерећењима, како силе дјелују на статичка тијела
• Динамика (или кинетика), проучавање како силе дјелују на помична тијела
• Механика материјала, проучавање како се различити материјали деформирају под различитим типовима напона
• Механика флуида, проучавање како флуиди реагују на силе
• Кинематика, проучавање кретања тијела (објеката) и система (група објеката), док се силе занемарују као узрочници кретања. Кинематика се често користи у дизајнирању и анализи механизама.
• Механика континуума, метода примјене механике која претпоставља да су објекти континуални (а не дискретни)

Машински инжењери обично користе мехаику у фазама дизајна или анализе у инжењерству. Ако је инжењерски пројект дизајнирање возила, статика се примјењује задизајнирање оквира возила, у циљу провјере гдје ће напони бити највећи. Динамика се може користити приликом дизајнирања аутомобилског мотора, за процјену сила у клиповима и клиновима док се мотор окреће. Механика материјала може бити кориштена за одабир адекватних материјала за оквир и мотор. Механика флуида може се користити за дизајнирање вентилационог система возила (погледати ХВАЦ), или за дизајнирање усисног система за мотор.

Мехатроника и роботика

Тренирање ФМС-а са роботом који учи СЦОРБОТ-ЕР 4у, радни сто ЦНЦ Милл и ЦНЦ Латхе

Мехатроника је комбинанција механике и електронике. То је међудисциплинарна грана машинског, електро и софтверског инжењерства која се бави интергрирањем електро и машинског инжењерства за креирање хибридних система. У овом начину, машине могу бити аутоматизиране кориштењем електромотора, серво механизама и осталих електросистема у коњункцији са посебним софтвером. Опћи примјер мехатроничког система је CD-РОМ уређај. Механички системи отварају и затварају погон, врте CD и помјерају ласер, док оптички систем чита податке на CD-у и претвара их у битове. Интегрирани софтвер контролира процес и комуницира садржајима CD-а према рачунару.

Роботика је примјена мехатронике за креирање робота, који су често кориштени у индустрији да обављају задатке који су опасни, неугодни, или понављајући. Ови роботи могу бити било којег облика и величине, али сви су претходно програмирани и физички комуницирају са околином. За креирање робота, инжењер обично користи кинематику (да одреди распон кретања робота) и механику (да одреди напоне унутар робота).

Роботи се користе обимно у индустријском инжењерству. Допуштају бизнисима да сачувају новац на рад, обаве задатке који су или преопасни или препрецизни да би их људи обавили економски, те да осигурају бољи квалитет. Више компанија користе редне линије робота, посебно у аутоиндустрији и неке фабрије су тако роботизиране да се могу саме одржавати. Ван фабрике, роботи се користе за одлагање бомби, истраживању свемира и у многим другим областима. Роботи се такођер продају за различите стамбене апликације, од рекреације до домаћинстава.

Структурна анализа

Структурна анализа је грана машинског инжењерства (као и грађевинског) посвећена испитивању зашто и како објекти пуцају, те како поправити објекте и њихове перформансе. Структурни лом се појављује у два опћа начина: статички лом и лом усљед замора. Статички структурни лом се појављује када приликом оптерећивања (примјене силе) објект бива анализиран да ли се ломи или деформира пластично, зависно од критерија за лом. Лом усљед замора се појављује када објекат пуца након одређеног броја понављених циклуса напрезања и отпуштања. Лом усљед замора се појављује због имперфекције у објекту: микроскопске пукотине на површини објекта, напримјер, ће расти полахко са сваким циклусом (пропагацијом) док пукотина не постане велика довољно да узрокује финални лом.

Лом није једноставно описан када се дио сломи, него је дефиниран када се дио не понаша како се очекивало. Неки системи, као перфориране топ секције неких пластичних врећа, су дизајнирани да се сломе/пукну. Ако се ови системи не сломе, анализа лома може бити искориштена да се открије узрок.

Структурна анализа се често користи од машинских инжењера након што се лом догоди, или када дизајнирају да спријече лом. Инжењери често користе онлине документе и књиге као оне објављене од АСМ да им помогну у детерминирању типа лома и могућих узрока.

Структурна анализа може бити кориштена у уреду када се дизајнирају дијелови, у области анализе сломљених дијелова, или у лабораторијама гдје дијелови могу бити подложени тестовима лома.

Термодинамика

Термодинамика је примјењена наука кориштена у неколико грана инжењерства, укључујући машински и хемијско инжењерство. У најједноставнијем случају, термодинамика је проучавање енергије, њене употребе и трансформације кроз систем. Обично, инжењерска термодинамика се бави измјеном енергије из једног облика у други. Као примјер, аутоматизацијске машине претварају хемијску енергију (енталпија) из горива у топлоту, а затим у механички рад који евентуално покреће точкове.

Принципи термодинамике се користе у машинству у областима пријеноса топлоте, термофлуида, и претварања енергије. Машински инжењери користе термонауку за дизајнирање машина и електрана, загријавања, вентилације и клима уређаја (ХВАЦ), размјењивача топлоте, хладњака, радијатора, фрижидера, изолације и друго.

Дизајн и скицирање

ЦАД модел механичке дупле бртве

Драфтинг или техничко цртање су начини којима машински инжењери дизајнирају производе и креирају инструкције производним дијеловима. Технички цртеж може бити рачунарски модел или шема цртана руком која показује све димензије потребне за проузводњу дијела, као и склопне напомене, листу потребних материјала, и остале релевантне информације. Машински инжењер или способан радник који креира техничке цртеже може се назвати драфтер или драфтсман у САД-у. Драфтинг је хисторијски био дводимензионални процес, али ЦАД програми сада допуштају дизајнеру да креира у три димензије.

Инструкције за производњу дијелова морају бити доведене до потребне опреме, било ручно, преко програмираних инструкција, или кориштењем ЦАМ-а или комбинације ЦАД/ЦАМ програма. Опционално, инжењер може такођер ручно произвести дио користећи техничке цртеже, али ово постаје ријеткост, са развијањем ЦНЦ производње. Инжењери примарно ручно производе дијелове у подручјима примјењених спрејних премаза, завршне обраде и осталих процеса који не могу економски или практично бити урађени кориштењем машине.

Цртеж се користи у скоро свакој поддисциплини машинства и других грана инжењерства и архитектуре. Тродимензионални модели креирани кориштењем ЦАД софтвера су такођер често кориштени у ФЕА анализи и рачунарској динамици флуида (ЦФД).

Границе истраживања

Машински инжењери константно гурају границе онога што је физикално могуће у циљу производње сигурнијих, јефитинијих и ефикаснијих машина и механичких система. Неке технологије су приказане у наставку.

Микроелектромеханички системи (МЕМС)

Микромеханичке компоненте као што су опруге, зупчаници, флуидни и уређаји пријеноса топлоте су произведени из различитих материјалних супстрата као што је силикон, стакло и полимери као СУ8. Примјери МЕМС компоненти су акцелерометри који се користе код аутомобила као аирбаг сензори, модерни мобители, жироскопи за прецизно позиционирање и микрофлуидни уређаји кориштени у биомедицинске сврхе.

Заваривање трењем (ФСW)

Заваривање помоћу трења ((en)), нови начин заваривања, откривен је 1991. од стране Тхе Wелдинг Институте (ТWИ). Иновативна техника стеадy стате (не-фузијска) спаја материјале који су претходно незавариви, укључујући неколико легура алуминија. Игра битну улогу у будућности конструирања авиона, потенцијално замјењујући заковице. Тренутне примјене ове технологије укључују заваривање шавова алуминија за главне вањске резервоаре Спаце Схуттлеа, Орион Цреw Вехицле тестни предмет, Боеинг Делта II и Делта IV Еxпендабле Лаунцх Возила те СпацеX Фалцон 1 ракете, панцир за десантне ратне бродове и заваривање крила и трупних плоча на новој Ецлипсе 500 летјелици фирме Ецлипсе Авиатион међу растућим областима дјелатности.

Композити

Композитна тканина која се састоји од тканих карбонских влакана

Композити или композитни материјали су комбинација материјала који омогућавају боље физичке карактеристике него један материјал. Истраживање композитних материјала унутар машинског инжењерства обично се своди на дизајнирање (и, накнадно, тражење примјена за исте) јачих или више стриктних материјала приликом покушавања смањења тежине, осјетљивости на хрђање и остале неповољне факторе. Композити појачани карбонским влакном, напримјер, се користе у разноврсним примјенама као што су свемирски бродови и штапови за пецање.

Мехатроника

Мехатроника је синергична комбинација машинског, електронског и софтверског инжењерства. Сврхва ове међудисциплинарне инжењерске области је проучавање аутоматизације из инжењерске перспективе и служи сврси контролирања напредних хибридних система.

Нанотехнологија

При малим размјерама, машинство постаје нанотехнологија —један спекулативни циљ од којег је креирање молекуларног асемблера за креирање молекула и материјала путем механосинтезе. За сада тај циљ остаје унутар истраживачког инжењерства. Области тренутног истраживања машинства у нанотехнологији укључује нанофилтере, нанофилмове и наноструктуре, између осталих.

Анализа методом коначних елемената

Ова област није новост, пошто анализа са називима Фините Елемент Аналyсис (ФЕА) или Фините Елемент Метход (ФЕМ) датира од 1941. Али еволуција рачунара је учинила ФЕА/ФЕМ методу добру опцију за анализу конструкцијских проблема. Неколико комерцијалних кодова попут АНСYС, Настран и АБАQУС се нашироко користе у индустрији за истраживање и дизајн компоненти. Цалцулиx је програм отвореног кода за ФЕМ анализу. Неки софтверски пакети за 3Д моделирање и ЦАД су додали ФЕА модуле.

Остале технике као што су фините дифференце метход (ФДМ) и фините-волуме метход (ФВМ) су креиране за рјешавање проблема везане за пријенос топлоте и масе, проток флуида, интеракцију површина флуида итд.

Биомеханика

Биомеханика је примјена механичких принципа на биолошке системе, као што су људи, животиње, биљке, органи и ћелије. Биомеханика такођер помаже у креирању протетичких удова и умјетних органа за људе.

Биомеханика је уско везана за инжењерство, јер често користи традиционалне инжењерске науке за анализу биолошких система. Неке једноставне примјене Њутновске механике и/или науке о материјалима могу доставити тачне апроксимације механици више биолошких система.

Током посљедње деценије, ФЕМ анализа је такођер ушла у биомедицински сектор освјетљавајући даље инжењерске аспекте биомеханике. ФЕМ се од тада стабилизирао као алтернатива за ин-виво хируршке процјене и добио широко прихватање академске заједнице. Главна предност рачунарске биомеханике лежи у њеној способоности одређивања ендо-анатомског одговора анатомије, без прекорачивања етичких ограничења. То је довело ФЕ моделирање до тачке да постане свеприсутно у неколико подручја биомеханике, а неколико пројеката је чак усвојило отвореног кода филозофију (нпр. БиоСпине).

Рачунарска динамика флуида

Рачунарска (компјутерска) динамика флуида, често скраћено као ЦФД, јесте грана механике флуида која користи нумеричке методе и алгоритме за рјешавање и анализу проблема који укључују проток флуида. Рачунари се користе за прорачуне потребне за симулацију интеракције течности и гасова са површинама дефинисаним граничним увјетима. Са веома брзим суперрачунарима, боља рјешења се могу постићи. Будућа употреба софтвера који побољшава прецизност и брзину комплексних симулацијских сценарија попут трансоничних или турбулентних протока. Почетна провјера таквих софтвера се обавља користећи аеродинамички тунел са финалном валидацијом која долази у потпуном тестирању, нпр. тестови лета.

Акустично инжењерство

Акустично инжењерство се састоји из других поддисциплина машинства и представља примјену акустике. Акустично инжењерство је проучавање звука и вибрације. Ови инжењери раде ефикасно да смање буку код механичких уређаја и у зградама звучном изолацијом или уклањањем извора нежељене буке. Проучавање акустике може обухватати распон од дизајнирања ефикаснијих слушних апарата, микрофона, слушалица или студија за снимање да се побољша квалитет звука у оркестарској дворани. Акустично инжењерство се такођер бави вибрацијом различитих механичких система.

Повезане области

Производно инжењерство, аеросвемирско инжењерство и аутомобилска индустрија су понекад груписани са машинским инжењерством. Бацхелор диплома у овим подручјима ће обично имати разлику у неколико специјализираних области.

Повезано

Wикикњиге (ен):

Енгинееринг Мецханицс Енгинееринг Тхермодyнамицс Енгинееринг Ацоустицс

Флуид Мецханицс Хеат Трансфер Мицротецхнологy

Нанотецхнологy Про/Енгинеер (ПроЕ ЦАД) Стренгтх оф Материалс/Солид Мецханицс

Литература

• Бурсталл, Аубреy Ф. (1965). А Хисторy оф Мецханицал Енгинееринг. Тхе МИТ Пресс. ИСБН 0-262-52001-X. 
• Маркс' Стандард Хандбоок фор Мецханицал Енгинеерс (11 изд.). МцГраw-Хилл. 2007. ИСБН 9780071428675. 

Вањске везе

Машинство на Wикимедијиној остави

• Кинематиц Моделс фор Десигн Дигитал Либрарy (КМОДДЛ) – Филмови и слике стотина радних механичких система на Цорнелл универзитету. Такођер садржи е-боок библиотеку класичних текстова везаних за механички дизајн и инжењерство.
• Видеи о машинском инжењерству на ЕнгинеерингМотион.цом
• Часови машинског инжењерства од МИТ ОпенЦоурсеWаре-а

Факултет стројарства и бродоградње, Загреб Технички факултет Ријека Факултет електротехнике, стројарства и бродоградње, Сплит Стројарски факултет Славонски Брод