آموزش‌های ضروری مهندسی مکانیک

مهندسی مکانیک یکی از جذاب‌ترین شاخه‌های مهندسی است که با بکارگیری اصول علوم فیزیک و ریاضیات به طراحی و تحلیل قطعات و سیستم‌های مکانیکی می‌پردازد. اصلی‌ترین دروس رشته مهندسی مکانیک شامل استاتیک، دینامیک، مکانیک جامدات، مکانیک سیالات و طراحی اجزای ماشین است. برای هر تحلیلی مانند رباتیک، بایومکانیک، مکانیک جامدات و مکانیک سیالات دانش مهندسین مکانیک نیاز است. امروزه هیچ کالایی بدون تحلیل تنش روانه بازار نمی‌شود حتی شرکت‌ها پیشرو در تکنولوژی مانند اپل نیز به دنبال استخدام مهندسین مکانیک هستند تا در طراحی و تولید بدنه لپ‌تاپ و موبایل مشارکت داشته باشند. برای موفقیت در رشته مهندسی مکانیک، علاوه بر تسلط بر دروس اصلی، باید توانایی و دانش خوبی در زبان‌های برنامه نویسی و نرم افزارهای تخصصی این رشته داشته باشید.

دانش و مهارت‌های لازم برای مهندسین مکانیک

فراگیری دروس اصلی و تخصصی مهندسی مکانیک به همراه نرم افزارهای تخصصی و ضروری این رشته، آینده شغلی مهندسین مکانیک را تضمین می‌کند. 

• مفاهیم آکادمیک مهندسی مکانیک (دروس دانشگاهی مهم)
• نرم افزارهای تخصصی مهندسی مکانیک

مفاهیم آکادمیک (دروس دانشگاهی) مهندسی مکانیک 

دروس اصلی و مهم مهندسی مکانیک شامل استاتیک، دینامیک، مکانیک جامدات، مکانیک سیالات، طراحی اجزای ماشین، روش المان (اجزاء) محدود (FEM)، دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و ...است. مرور مختصری بر اصلی‌ترین دروس این رشته را مشاهده می‌کنید.

• استاتیک: علمی است که تعادل اجسام را تحلیل می‌کند.
• دینامیک: علمی است که اثر نیرو و گشتاور بر وضعیت حرکت ذرات و اجسام را تحلیل می‌کند. این علم شامل سینماتیک (Kinematics) و سینتیک (Kinetics) است.
• مکانیک جامدات: علمی است که اثر نیرو و انرژی بر اجسام جامد را تحلیل می‌کند.
• مکانیک سیالات: علمی است که اثر نیرو و انرژی بر اجسام مایع و گاز را تحلیل می‌کند.

نرم افزارهای تخصصی مهندسی مکانیک

نرم افزارهای تخصصی مهندسی مکانیک را می‌توان به چهار دسته تقسیم کرد:

• زبان‌های برنامه نویسی مانند متلب (MATLAB) و پایتون (Python)
• نرم افزارهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)
• نرم افزارهای مهندسی (تحلیل) به کمک کامپیوتر (CAE)
• نرم افزارهای ساخت به کمک کامپیوتر (CAM)

بهتر است فراگیری این نرم افزارها به ترتیب ذکر شده باشد و برنامه نویسی را بسیار جدی بگیرید.

منابع عالی برای فراگیری دروس تخصصی مهندسی مکانیک

 معمولا بهترین اساتید کشور همگی در یک دانشگاه حضور ندارند یا حتی در صورت حضور، به دلیل ظرفیت محدود هر کلاس همه دانشجویان آن دانشگاه امکان اخذ آن درس با استاد مدنظر را ندارند. از این رو سایت‌های آموزشی بسیار از جمله مکادمی (آکادمی مهندسی مکانیک) و مکتب‌خونه اقدام به اشتراک گذاری این کلاس‌ها کرده اند. در حال حاضر بهترین آموزش دینامیک مهندسی توسط آرش بهرامی و بهترین آموزش روش المان محدود کاربردی (مقطع کارشناسی) توسط مریم مهنما را می‌توانید در سایت مکادمی به صورت رایگان تماشا و دانلود کنید.

منابع عالی برای فراگیری نرم افزارهای تخصصی مهندسی مکانیک

مشابه تقسیم بندی نرم افزارهای تخصصی مهندسی مکانیک بهترین منابع را نیز بدین ترتیب تقسیم کردیم.

منابع زبان‌های برنامه نویسی

یادگیری نرم افزار متلب (MATLAB) و پایتون (Python) برای اغلب رشته‌های مهندسی لازم و ضروری است. متلب (MATLAB) خلاصه شده‌ی MATrix-LABoratory و به اساس این نرم‌ افزار اشاره دارد. این نرم‌ افزار مختص مهندسین و دانشمندان است و تمامی محاسبات خود را بر مبنای ماتریس‌ها انجام می‌دهد. این ویژگی متلب باعث شده است تا عملیات‌های ریاضی در آن بسیار ساده‌تر تعریف می‌شوند. شرکت سازنده متلب یعنی MathWoks متلب را این چنین توصیف می‌کند: زبانی برای محاسبات تکنیکال (The Language Of Technical Computing). بی‌شک بهترین آموزش‌ متلب (MATLAB) برای مهندسین مکانیک با همکاری مکتب‌خونه و مکادمی تهیه شده است. علاوه بر این مکادمی دروه بسیار ارزشمند معادلات دیفرانسیل با متلب (MATLAB) را نیز منتشر کرده است. 

پایتون (Python)، یک زبان برنامه‌نویسی عمومی (General-purpose) و پرکاربرد بوده که در جهان برنامه‌نویسی بسیار محبوب است. این زبان برنامه‌نویسی توسط Guido van Rossum توسعه داده شده و ابزارها و کتابخانه‌های فراوانی برای انجام کارهای مختلف در دنیای برنامه‌نویسی و علوم داده فراهم کرده است. همچنین پایتون (Python) محبوب‌ترین زبان برنامه نویسی برای هوش مصنوعی و موضوعات مرتبط به آن است. علاوه بر این محیط گرافیکی بسیاری از نرم افزارهای محبوب و کاربردی مانند آباکوس (Abaqus) نیز با پایتون (Python) پیاده سازی شده است. آموزش‌های بسیار خوب و با کیفیتی برای پایتون (Python) وجود دارد که همگی می‌توانند مفید باشند اما اگر به زبان انگلیسی تسلط دارید، آموزش‌های پایتون Mosh در یوتیوب و سایت Code with Mosh فوق العاده است.

منابع نرم افزارهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)

انتخاب یک گزینه از میان نرم‌های طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) سخت است، زیرا رقابت شدیدی در نرم افزارهای این حوزه وجود دارد. بی‌شک آموزش سالیدورکس (SOLIDWORKS) مکادمی یکی از بهترین گزینه‌ها برای فراگیری نرم افزارهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) است. یکی دیگر از بهترین موارد آموزش کتیا (CATIA) مهندس حامد باقری در فرامکانیک است.

منابع نرم افزارهای مهندسی (تحلیل) به کمک کامپیوتر (CAE)

نرم افزارهای مهندسی (تحلیل) به کمک کامپیوتر (CAE) کمی محدودتر از نرم افزارهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) و حوزه کاری شما تا حد زیادی نرم افزارهای CAE را محدود می‌کند. بهترین نرم افزارهای مهندسی (تحلیل) به کمک کامپیوتر (CAE) در هر حوزه این چنین است.

• مکانیک جامدات: آباکوس (Abaqus) - انسیس (Ansys)
• مکانیک سیالات: انسیس فلوئنت (Ansys Fluent)
• مسائل کوپل (couple) و ترکیبی: کامسول (COMSOL Multiphysics)

نرم‌افزار آباکوس (Abaqus) یکی از قدرتمندترین و گسترده‌ترین نرم‌افزارهای تحلیل اجزای محدود (FEA) در دنیاست. این نرم‌افزار توسط شرکت Dassault Systèmes توسعه داده شده است. آباکوس (Abaqus) برای تحلیل و مدل‌سازی سازه‌ها، سیستم‌های مکانیکی، تغییرات دینامیکی، تحلیل ضربه، تجزیه و تحلیل حرارتی و موارد دیگر در رشته مکانیک و صنعتی به کار می‌رود. آموزش‌های بسیار زیاد و ارزنده‌ای برای هر یک از این نرم افزارها وجود دارند. آموزش‌های آباکوس (Abaqus) کیان آغنی در فرادرس و کانال یوتوب‌ ایشان در کنار آموزش‌های مهندس میلاد وحیدیان در مکادمی و یوتیوب می‌تواند عالی باشد. از میان منابع عالی و ارزنده نرم افزار آباکوس (Abaqus) می‌توان آموزش‌های سایت آموزش برتر را نیز نام برد. برای اطلاع از بهترین منابع یادگیری آباکوس (Abaqus) می‌توانید به سایت مکادمی (Mecademy.org) مراجعه کنید.

برای تحلیل مسائل پیچیده و خاص مهندسی مکانیک، لازم است در اغلب نرم افزارهای تحلیل اجزای محدود (FEA) مانند آباکوس (Abaqus) و انسیس، سابروتین نویسی به زبان فرترن یا سی انجام شود. آموزش سابروتین نویسی در آباکوس (Abaqus) یکی از تخصصی‌ترین و بهترین آموزش‌های مکادمی است. این آموزش بسیار ارزنده که در اغلب سایت‌های ایرانی و خارجی با قیمت‌های بالایی به فروش می‌رسد، در مکادمی سطح علمی به مراتب بالاتری نسبت به رقبا خود دارد.

برنامه نویسی مسائل المان محدود در متلب (MATLAB): رویکرد برنامه نویسی مسائل المان محدود موجب درک و فهم عمیق شما از این روش می‌شود. افرادی به کد نویسی روش المان محدود مسلط نیستند و صرفا تمرکز خود را روی نرم افزارهای تجاری گذاشته‌اند؛ در بهترین حالت همانند اپراتور، بدون درک مناسبی از الگوریتم‌های حل، شبیه‌سازی خود را انجام می‌دهند. علاوه بر این، معمولا این افراد قادر به فهم هشدارها و خطاهای نرم افزار نیستند و در رفع ایرادات شبیه‌سازی به مشکل می‌خورند.

نرم افزار انسیس (Ansys) که یکی از معروف ترین نرم‌افزارهای مهندسی در زمینه تحلیل المان محدود (Finite Element Analysis) است، توسط شرکت‌های زیادی در سراسر دنیا برای شبیه‌سازی به کار گرفته می‌شود. برای فراگیری دینامیک سیالات محاسباتی در انسیس (Ansys) سایت‌ها و منابع تخصصی فراوانی از جمله سایت FluentCFD وجود دارند.

آموزش‌های کاربردی برای مهندسان مکانیک در سایت مکادمی (آکادمی مهندسی مکانیک)

مکادمی (آکادمی مهندسی مکانیک) آموزش‌های بسیار باکیفیت و ارزشمندی در حوزه مهندسی مکانیک دارد. از محبوب‌ترین آموزش‌های آن می‌توان به آموزش دینامیک آرش بهرامی، آموزش روش اجزای محدود مریم مهنما، آموزش نرم افزار سالیدورکس (SOLIDWORDS)، آموزش آباکوس (Abaqus)، آموزش متلب (MATLAB)، آموزش پایتون (Python)، آموزش برنامه نویسی روش المان محدود (FEM) در متلب و آموزش سابروتین نویسی در آباکوس اشاره کرد. مهندسی مکانیک یکی از رشته‌های سخت مهندسی است که دقت و مطالعه زیادی را می‌طلبد؛ چرا که دروس این رشته، اساسی‌ترین اصول و مفاهیم این حوزه را بیان می‌کنند. با فراگیری این آموزش‌ها، دانشجویان می‌توانند مهارت‌ کافی برای تحلیل و طراحی سیستم‌ها و قطعات مکانیکی را به دست آورند. سایت Mecademy به کمک دانشجویان آمده است تا این مفاهیم را با جزئیات بیشتر و کاربردی‌تری، فرا بگیرند.