مقاله علمی پژوهشی به مقالهای گویند که در نگارش آن به جای پرداختن به نتایج تحقیقات پیشین در زمینه تحقیقاتی، به داشتن یک ایده نو و نوآوری نسبت به تحقیقات پیش پرداخته شده باشد. در واقع مقاله پژوهشی به مقاله بیس یا پایه‌ای اطلاق می‌شود که برای نگارش آن از داده‌های خامی که خود محقق آن‌ها را به دست آورده است، استفاده شده باشد. مقاله علمی پژوهشی بر روی تجزیه و تحلیل و همچنین تفسیر این داده‌ها شکل گرفته است و روی تجزیه اطلاعات کسب شده از تحقیقات پیشین تمرکزی ندارد.
مقاله علمی پژوهشی به رفع یک مشکل خاص اختصاص داده می‌شود که قبلاً درباره آن راه حلی ارائه نشده است و یا راه حل‌های ارائه داده شده شک برانگیز هستند. مقالات علمی پژوهشی اغلب دارای المان‌های تحقیقاتی به خصوصی هستند.
المان‌های مختلف یک مقاله علمی پژوهشی چیست ؟
نگارش مقالات علمی پژوهشی دارای استانداردها و الگوهای خاصی است و در تنظیم آن‌ها بایستی المان‌های نگارش یک مقاله استاندارد رعایت شده باشد. این المان‌ها به ترتیب زیر تعریف شده‌اند:
عنوان مقاله علمی پژوهشی
فهرست مقاله
معرفی یا اطلاعات پیش زمینه
مرور ادبیات
روش تحقیق
نتایج مقاله علمی پژوهشی
تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده
نتیجه‌گیری و پیشنهادات برای تحقیقات آینده
مهندسی مکانیک شاخه‌ای از مهندسی است که فیزیک مهندسی و ریاضیات را با دانش مواد تلفیق نموده و با طراحی، آنالیز و ساخت سیستم‌های مکانیکی سروکار دارد.[۱] این رشته قدیمی‌ترین و گسترده‌ترین علوم مهندسی می‌باشد و به مادر علوم مهندسی شهرت دارد. مهندسی مکانیک نیازمند درک مفاهیمی همانند استاتیک، دینامیک، ترمودینامیک، مقاومت مصالح، دانش مواد، آنالیز سازه‌ها و الکتریسیته است.
علاوه بر مفاهیم اصلی، مهندسین مکانیک ابزارهایی مانند طراحی به کمک رایانه، ساخت به کمک رایانه و مدیریت چرخه‌عمر محصول را برای طراحی تجهیزات و ماشین‌آلات صنعتی، سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی، سیستم‌ها و قطعات اتوموبیل‌ها، هواپیماها، شناورها، سیستم‌های رباتیک، تجهیزات پزشکی و جنگ‌افزارها به‌کار می‌گیرند.[۲][۳]
مهندسی مکانیک ابتدا در انقلاب صنعتی اول در قرن ۱۸ میلادی به عنوان یک شاخهٔ مجزا شناخته شد؛ اما توسعه آن چندین سال طول کشید. علم مهندسی مکانیک در قرن ۱۹ میلادی در نتیجهٔ پیشرفتهای فیزیک توسعه پیدا کرد. این علم به طور پیوسته‌ای تکامل یافته تا پیشرفتهای فناوری را به‌کار گیرد و امروزه مهندسان مکانیک به دنبال گسترش دانش در رشته‌هایی مانند مواد مرکب، مکاترونیک و نانوتکنولوژی هستند.
تاریخچه
کاربرد مهندسی مکانیک را می‌توان در آرشیوهای جوامع مختلف قدیمی و قرون وسطی مشاهده نمود. در دوران کهن، در خاور نزدیک شش ماشین ساده شناخته شده بودند. گُوِه و سطح شیب دار هر دو از ازمنه پیش از تاریخ شناخته شده بودند.[۴] چرخ و سازوکار چرخ و محور در هزارهٔ پنجم ق. م در بین‌النهرین (عراق کنونی) اختراع گردید.[۵] در حدود ۵ هزار سال پیش سازوکار اهرم در خاور نزدیک برای کاربری در ترازوی ساده،[۶] و در مصر برای حرکت دادن اشیاء حجیم به‌وجود آمد.[۷] همچنین در حدود …۳ سال ق.م. در بین‌النهرین، اهرم در نخستین جرثقیل به نام شادوف که برای بالا کشیدن آب بکار برده می‌شد، مورد استفاده قرار گرفت.[۶] قدیمی‌ترین مدارک در مورد قرقره ها به اوایل هزاره دوم قبل از میلاد در بین‌النهرین برمیگردد.
نخستین ماشینهای کاربردی که با نیروی آب کار می‌کردند یعنی چرخ آبی و آسیاب آبی در سده ۴ ق.م. در امپراتوری ایران در ایران و عراق امروزی، ظاهر شدند.[۸] در سنت غرب علم مکانیک تحت نفوذ کارهای ارشمیدس (۲۸۷–۲۱۲ ق. م) در یونان کهن قرار گرفته‌است. در زمان تسلط رومیان بر مصر، نخستین دستگاهی که با نیروی بخار کار می‌کرد بنام آیولیپایل توسط هرون اسکندرانی (حدود ۱۰–۷۰ م) ساخته شد.[۹] در چین، ژَنگ هِنگ (۷۸–۱۳۹ م) طرحی پیشرفته تر از ساعت آبی ارائه داده، لرزه سنج را اختراع نمود، و ما جون (۲۰۰–۲۶۵ م) ارابه ای با چرخ دنده‌های دیفرانسیل اختراع نمود. ستاره‌شناس و مهندس چینی سو سانگ (۱۰۲۰–۱۱۰۱ م) در قرون وسطی و دو سده قبل از کاربری چرخ دنگ در ساعتهای اروپائی، یک سازوکار چرخ دنگ را در ساختمان برج ساعت نجومی خود بکار گرفت. وی همچنین مخترع نخستین چرخ زنجیر دورانی برای انتقال نیرو می‌باشد.[۱۰]
در دوران طلایی تمدن اسلامی (سده‌های ۷ تا ۱۵ میلادی)، مخترعین اسلامی تأثیر شایانی بر فن آوری مکانیک گزاردند. یکی از آنان بنام بدیع الزمان ابوالعز بن اسماعیل بن رزازجَزَری کتاب معروف خود را با عنوان «مبانی نظری و عملی مهندسی مکانیک در تمدن اسلامی» در سال۱۲۰۶ نگاشته و طرح‌های مکانیکی فراوانی را ارائه داد. جَزَری همچنین بعنوان نخستین طراح ابزاری همچون میل لنگ و میل بادامک که امروزه اساس سازوکارهای فراوانی می‌باشند، شناخته می‌شود.[۱۱]
سده ۱۷ میلادی شاهد پیشرفتهای مهمی در اصول اساسی مهندسی مکانیک در انگلستان بود. در این سدهآیزاک نیوتن قوانین حرکت نیوتن را ارائه داده حساب دیفرانسیل و انتگرال را بعنوان اساس ریاضیِ علم فیزیک ابداع نمود. در بدو امر نیوتن در چاپ و انتشار کارهای خود مردد بود، لکن، بالاخره چند تن از همکارانش همچون ادموند هالی او را متقاعد به چاپ آثارش نمودند تا جامعه بشری از این آثار بهره‌مند گردد. گوتفرید ویلهلم لایبنیتس نیز بعنوان مبتکر حساب دیفرانسیل و انتگرال در این عصر شناخته شده‌است.
در اوائل انقلاب صنعتی در سده ۱۹، ساخت ماشین ابزار در کشورهای انگلستان، آلمان و اسکاتلند توسعه یافت. این امر باعث شناخته شدن مهندسی مکانیک به عنوان رشتهٔ مجزایی در مهندسی گردید. در پی آمد این گسترش، ماشینهای ساخت و تولید، و انواع موتورها جهت نیرو دادن به این ماشینها به‌وجود آمدند.[۱۲] نخستین انجمن مهندسان مکانیک بنام مؤسسه مهندسان مکانیک در ۱۸۴۷ در انگلستان تشکیل گردید. متعاقباً، سی سال بعد، نخستین انجمن حرفه ای همانند بنام مؤسسه مهندسان عمران توسط مهندسان عمران تشکیل گردید.[۱۳] در قاره اروپا، یوهان فون زیمرمن (۱۸۲۰–۱۹۰۱) نخستین کارخانه ساخت ماشینهای تراش را در سال ۱۸۴۸ در شهر کمنیتس آلمان برپا نمود.
در ایالات متحده آمریکا، پس از تأسیس انجمن مهندسان عمران آمریکا در سال ۱۸۵۲ و مؤسسه مهندسان معدن آمریکا در سال۱۸۷۱، انجمن مهندسان مکانیک آمریکا بعنوان سومین انجمن مهندسی آمریکا در سال ۱۸۸۰ تشکیل گردید. نخستین دانشگاه هائی که در این کشور دوره‌های مهندسی ارائه دادند، عبارت بودند از آکادمی نظامی ایالات متحده آمریکا در سال ۱۸۱۷، دانشگاه نورویچ در سال ۱۸۱۹ و مؤسسه پلی تکنیک رنسلر در سال ۱۸۲۵.
این :بخش به هیچ منبع و مرجعی استناد نمی‌کند. لطفاً با افزودن یادکرد به منابع قابل اعتماد برطبق اصول تأییدپذیری و شیوه‌نامهٔ ارجاع به منابع، به بهبود این نوشتار کمک کنید. مطالب بدون منبع ممکن است به چالش کشیده شوند و حذف شوند.
مباحث مهندسی مکانیک
مباحث اصلی
ریاضی و فیزیک عمومی
شیمی عمومی
استاتیک (ایستایی)
دینامیک (پویایی)
مقاومت مصالح (مکانیک مواد)
مبانی مهندسی برق (موتور الکتریکی، ژنراتور و ترانسفورماتور)
ترمودینامیک
مکانیک سیالات (مکانیک شاره‌ها)
معادلات دیفرانسیل
ریاضیات مهندسی
محاسبات عددی
علم مواد
ساخت و تولید
طراحی اجزاء ماشین
ارتعاشات مکانیکی
دینامیک ماشین
انتقال گرما (انتقال حرارت)
کنترل خودکار (کنترل اتوماتیک)
سایر مباحث
مواد مرکب
توربوماشین
دینامیک سیالات محاسباتی
مدارهای الکتریکی آنالوگ
تبدیل انرژی
آنالیز فوریه
جبر خطی
گرایش‌های مهندسی مکانیک
گرایش‌های مهندسی مکانیک صرفاً برای مقطع کارشناسی ارشد (فوق لیسانس) و دکتری هستند و در مقطع کارشناسی (لیسانس) گرایشی برای این رشته وجود ندارد.
مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات
هدف این گرایش، به کاربردن علوم مربوطه برای طراحی و آنالیز سیستم‌هایی است که کار آن‌ها مبتنی بر سیالات (مایعات و گازها)، تبدیل انرژی، انتقال حرارت و جرم می‌باشد. فارغ التحصیلان این گرایش می‌توانند در صنایع مربوط به هوافضا، اتوموبیل‌سازی، تهویه مطبوع، نیروگاه‌های حرارتی و آبی، صنعت نفت، کشتی‌سازی و… فعالیت کنند.
فارغ التحصیلان این گرایش، علاوه بر مباحث اصلی مهندسی مکانیک، باید بر مباحث و دروس اختصاصی این گرایش هم تسلط داشته باشند.
فارغ التحصیلان این گرایش می‌توانند تا مقطع دکتری در داخل یا خارج از کشور ادامه تحصیل دهند.
مهندسی مکانیک گرایش نیروگاه و انرژی
فارغ التحصیلان این گرایش می‌توانند در زمینه‌ها و صنایع مربوط به تبدیل انرژی (مانند نیروگاه‌های حرارتی، خورشیدی، بادی، آبی و…) فعالیت کنند.
فارغ التحصیلان این گرایش، علاوه بر مباحث اصلی مهندسی مکانیک، باید بر مباحث و دروس اختصاصی این گرایش (مانند توربوماشین‌ها و طراحی مبدلهای حرارتی) هم تسلط داشته باشند.
مهندسی مکانیک گرایش مکانیک جامدات
یکی از گرایش‌های کارشناسی ارشد (فوق لیسانس) مهنسی مکانیک است. هدف این گرایش، تربیت متخصصانی است که بتوانند در مراکز طراحی و کارخانه‌ها، اجزاء ماشین‌آلات و سازه‌های مختلف مکانیکی را طراحی و آنالیز کنند. فارغ‌التحصیلان گرایش طراحی جامدات می‌توانند در مراکز و کارخانجات مرتبط با خودروسازی، صنعت نفت، صنعت ذوب فلزات، قطعه‌سازی‌ها، صنایع غذایی و… مشغول شوند.
فارغ التحصیلان این گرایش، علاوه بر مباحث اصلی مهندسی مکانیک، باید بر مباحث و دروس اختصاصی این گرایش هم تسلط داشته باشند.
در این گرایش امکان ادامه تحصیل تا دکتری در داخل یا خارج از کشور وجود دارد. موفقیت داوطلبان در کنکور کارشناسی ارشد، به سطح علمی آن‌ها در مباحث مرتبط با این گرایش بستگی دارد.
مهندسی مکانیک گرایش طراحی مکانیکی
گرایش طراحی خودرو، یکی دیگر از گرایش‌های کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک است. فارغ التحصیلان این گرایش می‌توانند در زمینه طراحی و تولید اتوموبیل‌ها، خودروهای نظامی و کشاورزی و ماشین‌آلات صنعتی فعالیت کنند.
فارغ التحصیلان این گرایش، علاوه بر مباحث اصلی مهندسی مکانیک، باید بر مباحث و دروس اختصاصی این گرایش (مانند طراحی سیستم‌های شاسی خودرو) هم تسلط داشته باشند.
مهندسی مکانیک گرایش ساخت و تولید
فارغ التحصیلان این گرایش، می‌توانند با استفاده از دانش و فناوری‌های مربوط به فرآیندهای ساخت، ریخته‌گری، شکل‌دهی فلزها، ماشین‌کاری، پلاستیک و جوشکاری، در مراکز و کارخانه‌های مربوط به صنایع ماشین‌سازی، ابزارسازی، خودروسازی و صنایع نظامی فعالیت کنند.
فارغ التحصیلان گرایش ساخت و تولید، علاوه بر مباحث اصلی مهندسی مکانیک، باید بر دروس تخصصی این گرایش (مانند مواد مرکب، طراحی به کمک رایانه و…) هم تسلط داشته باشد.
اهداف مهندسی مکانیک
مهندسی مکانیک رشته ای دانشگاهی است که به بررسی تاثیر نیرو بر وضعیت حالت های مختلف ماده می پردازد. اگر ماده، از نوع جامد باشد، اعمال نیرو می تواند سبب حرکت جسم شود و یا سبب تغییر شکل جسم شود. علمی که به بررسی ارتباط نیرو با حرکت می پردازد، دینامیک نام دارد و علمی که به بررسی ارتباط نیرو و تغییر شکل، می پردازد، مقاومت مصالح نام دارد. بنابراین هدف دسته ای از مهندسان مکانیک این است که با استفاده از اصول دینامیک به طراحی، تحلیل و ساخت مکانیزم های مکانیکی، ربات ها و همچنین تحلیل سینماتیکی و دینامیکی انواع ماشین ها بپردازند. بررسی سینماتیک ماشین ها (نظیر محاسبه موقعیت، شتاب و سرعت مکانیزم های مختلف) و دینامیک ماشین ها (نظیر محاسبه نیروهای دینامیکی، وجود نابالانسی و روش های بالانس کردن) از دیگر اهداف مهندسان مکانیک است.، هدف دیگری که در مهندسی مکانیک دنبال می شود، این است که با استفاده از اصول علم مقاومت مصالح دریابد که یک سازه یا ماشین تحت نیروهای اعمال شده، چه طور تغییر شکل می یابد و یا به این سؤال جواب دهد که آیا این جسم، تحت نیروهای اعمال شده، می شکند یا خیر؟ اصولا از آنجا که تحلیل شکست در مواد به خواص درونی آن ها ارتباط دارد، هدف دیگر مهندسان مکانیک فراگیری علم مواد و استفاده از اصول آن برای تحلیل خواص فیزیکی و مکانیکی مواد و تاثیر آن ها در تحمل نیروهای مختلف و همچنین چگونگی فرایندهای ساخت و چگونگی تشکیل آلیاژهای مختلف مواد است.
هدف دیگر مهندسان مکانیک، تحلیل تاثیر نیرو بر حالت های غیر جامد مواد یا سیالات است. به علمی که به تحلیل سینماتیکی و دینامیکی جریان های سیال می پردازد، مکانیک سیالات می گویند. مکانیک سیالات کاربردهای بسیاری دارد. از سیستم های میکروبیولوژی در بدن انسان (خون خود یک سیال است و قلب به مانند یک پمپ عمل می کند.) تا نیروی پیشرانش فضاپیماها به این علم مرتبط می شود. هدف مهندسان مکانیک از تحلیل سیالات این است که بتوانند جریان های داخلی (مانند جریان در لوله های انتقال آب، جریان خون در رگ ها)، جریان های خارجی، (مانند جریان هوا در هواپیما که باعث تعادل آن می شود)، جریان های پتانسیل (مانند جریان هوای مکیده شده توسط جارو برقی)، جریان کانال باز (مانند جریان سیال در رودخانه ها و کانال های انتقال آب)، جریان مافوق صوت (مانند جریان سیال در هواپیماهای مافوق صوت) سیال در حالت ایستا (مانند جریان سیال پشت سدها) و در نهایت ماشین های آبی یا توربوماشین ها (پمپ ها، توربین ها، کمپرسورها و فن ها) را تحلیل کنند.
هدف دیگر مهندسان مکانیک، بررسی ارتباط تغییرات دما با خواص سیالات است که به علم ترمودینامیک مرتبط می شود. علم ترمودینامیک، یکی از بنیادی ترین، قوانین حاکم بر طبیعت است. با استفاده از قوانین اول و دوم ترمودینامیک، می توان بسیاری از سیستم ها رو تحلیل نمود و حتی برای بیشترین کاری که می توان از سیستم گرفت کران مشخص نمود. هدف مهندسان مکانیک از فراگیری علم ترمودینامیک، فراگیری چرخه های گازی (به مانند چرخه های استفاده شده در هواپیماها)، چرخه های بخار (که در نیروگاه های بخار برای تولید برق کاربرد دارند) ، چرخه های تبرید (به مانند یخچال ها و فریزرها)، تحلیل فریند ترکیب گازها، موتورهای احتراق داخلی و تهویه مطبوع (که اصول کار وسایل خنک کننده (مانند کولرهای آبی و گازی) و وسایل گرم کننده (مانند بخاری ها) و همچنین محاسبه بار سرمایش و گرمایش ساختمان را توضیح می دهد.) است.
هدف دیگر مهندسان مکانیک بررسی فرایندهای انتقال حرارت است. فرایندهای انتقال حرارت، عمدتا به سه دسته رسانش، همرفت و تابش تقسیم می شوند. هدف اصلی مهندسان مکانیک از فراگیری این علم، طراحی مبدل های حرارتی (که برای خنک سازی استفاده می شوند.) طراحی عایق حراراتی، طراحی پره های انتقال حرارت با توجه به مکانیزم های اصلی انتقال حرارت است. علم انتقال حرارت، در تهویه مطبوع، تحلیل و بهره برداری از انرژی خورشیدی و مهندسی پزشکی کاربرد بسیاری دارد. معادلات حاکم بر انتقال حرارت رسانش، در حالت پایدار، یک بعدی، دو بعدی، سه بعدی و حالت گذرا، شبیه سازی مسائل انتقال حرارت با مقاومت های حرارتی، روش های عددی برای حل معادله انتقال حرارت رسانایی دوبعدی پایدار، انتقال حرارت رسانش گذرا و روش های عددی برای حل معادلات حاکم بر آن، انتقال حرارت همرفت اجباری در جریان های داخلی و خارجی، انتقال حرارت همرفت آزاد در جریان های خارجی، جوشش و چگالش، انتقال حرارت تشعشعی از مفاهیمی هستند که مهندسان مکانیک در این علم فرا می گیرند.
عموما هنگامی که سیستم های مکانیکی در حالت تعادل قرار نداشته باشند، می توانند حول نقطه تعادل ارتعاش کنند. یکی از اهداف اصلی دیگر مهندسان مکانیک، تحلیل ارتعاشات سیستم های مکانیکی است. ارتعاشات، عمدتا پدیده ای نامطلوب است. مثلا هنگامی که در ماشین نشسته اید، ارتعاشات زیاد ماشین، سبب ناخرسندی و عدم آسایش شما می شود. بنابراین، وظیفه سیستم تعلیق اتومبیل این است که ارتعاشات را تا حد ممکن نرم کند. بنابراین یکی از اهداف اصلی مهندسان مکانیک این است که این ارتعاشات را تحلیل کند و به علمی که این ارتعاش را تحلیل می کند، ارتعاشات مکانیکی می گویند. هدف اصلی مهندسان مکانیک از فراگیری این علم، این است که ارتعاشات را تا حد ممکن با توجه به منبع اصلی آن، نرم کنند. همچنین بسیاری از سیستم های مکانیکی، در صورتی که نیروی تحریک کننده با فرکانس مشخصی به آن وارد شود، دامنه ارتعاشات بسیار بزرگی خواهند داشت و عملا نابود می شوند. (به این فرکانس، فرکانس طبیعی می گویند) . بنابراین یکی دیگر از اهداف علم ارتعاشات این است که ماشین های مکانیکی، طوری طراحی شوند که فرکانس نیروی تحریک، فاصله زیادی از فرکانس طبیعی داشته باشد. (این موضوع در طراحی پل ها، زیردریایی ها، هواپیماها، تیرها و بسیاری از ماشین ها مهم است.) روش های مختلف محاسبه فرکانس های طبیعی سیستم های یک درجه آزادی، ارتعاشات آزاد با میرایی، مدل سازی ارتعاشاتی سیستم ها، ارتعاشات اجباری سیستم های یک درجه آزادی، ارتعاشات گذرای سیستم های یک درجه آزادی و مفهوم ضربه و شاک، ارتعاشات سیستم های چند درجه آزادی، ارتعاشات سیستم های پیوسته، معادلات لاگرانژ برای سیستم های چند درجه آزادی، خواص ارتعاشاتی سیستم های خطی از مفاهیم اصلی این علم است.
هدف دیگر مهندسان مکانیک این است که بتوانند متغیرهای حالت اصلی سیستم خود را به صورت اتوماتیک، دلخواه تغییر دهند و یا سیستم را در هر وضعیتی، به حالت تعادل خود بازگردانند (مثلا یک آونگ). به علمی که این موارد را بررسی می کند، علم کنترل اتوماتیک می گویند. علم کنترل نه تنها در مهندسی مکانیک مهم است، بلکه در بسیاری دیگر از شاخه های مهندسی نظیر برق، هوافضا، شیمی نیز دارای اهمیت است. بررسی پاسخ زمانی سیستم با اعمال کنترلر، محاسبه پایداری سیستم، محاسبه خطای حالت ماندگار، بررسی پاسخ فرکانسی سیستم و طراحی کنترلر از مباحث اصلی این علم است. علم کنترل، در طراحی و ساخت ربات ها، حرکت ربات ها، حفظ تعادل در ربات ها، خودروهای خودران، هدایت و ناوبری، اینترنت اشیاء کاربرد دارد.
تحلیل و طراحی مدارهای الکتریکی آنالوگ نیز، علم دیگری است که به مهندسان مکانیک این توانایی را می دهد که بتوانند، مدارهای تک حلقه، چند حلقه، سه فاز، القاکنایی متقابل، مدارهای ترانزیستوری و دیودی را تحلیل کنند. هدف مهندسان مکانیک، از فراگیری این علم این است که بتوانند کنترلر های مناسبی را با استفاده از مدارهای الکتریکی بسازند.
عموما انرژی الکتریکی و مکانیکی دوگونه انرژی متداول در زندگی بشر هستند و ماشین الکتریکی، وسیله ای است که می تواند این انرژی ها را به یکدیگر تبدیل کند. بنابراین، یکی از اهداف مهندسان مکانیک، طراحی موتورهای الکتریکی، ژنراتورها و ترانسفورماتورها است. و علمی که به مهندسان مکانیک امکان فراگیری اصول تبدیل انرژی های الکتریکی و مکانیکی را فراهم می کند، ماشین های الکتریکی نام دارد.
از دیگر اهداف مهندسان مکانیک، این است که اجزای مکانیکی ماشین ها را طراحی کنند و علم طراحی اجزاء ماشین، علمی است که به طراحی پیچ ها، فنرها، جوش ها، یاتاقان های غلتشی و لغزشی، اجزاء انعطاف پذیر (نظیر تسمه ها و زنجیرها)، ترمزها و کلاچ ها، چرخ طیارها، بادامک و پیرو، کوپلینگ ها و چرخ دنده ها می پردازد.
توربین گاز سری H ساخت شرکت جنرال الکتریک
زمینه‌های فعالیت مهندسی مکانیک به‌طور جامع‌تر عبارت‌اند از:
در زمینهٔ طراحی:
دستگاه‌هایی که هر نوع محصولی را تولید می‌کنند.
تجهیزات دوار مانند توربوماشین‌ها (توربین‌ها، پمپ‌ها، کمپرسورها، دمنده‌ها و …)
موتورهای درون‌سوز، موتور جت و موتور موشک
مخزن‌های تحت فشار، رآکتورهای شیمیایی و رآکتورهای هسته‌ای
مبدلهای حرارتی (بویلرها، کندانسورها، اواپراتورها و …)
سامانه‌های لوله‌کشی
وسیله‌های نقلیه مانند خودرو، کامیون، اتوبوس، هواپیما، کشتی، قطار و …
تجهیزات حمل مواد مانند کانوایرها، رباتها و …
طراحی کنترلر برای سیستم‌های دینامیکی
طراحی سیستم‌های اچ‌وی‌ای‌سی، تهویه مطبوع، گرمایش و سرمایش در ساختمان‌ها
طراحی سیستم‌های انتقال آب
طراحی کانال‌های عبور جریان سیال
طراحی اجزای مکانیکی در سیستم‌ها نظیر چرخ دنده‌ها، کلاچ‌ها، ترمزها، پیچ‌ها، تسمه‌ها، زنجیرها، کابل‌ها، فنرها، یاتاقان‌ها، بادامک‌ها
طراحی سازه‌های دینامیکی و استاتیکی
طراحی سیستم‌های تعلیق و سیستم‌های جذب ارتعاشات
طراحی دینامیکی سیستم‌ها (محاسبه فرکانس‌های طبیعی، پاسخ دینامیکی سیستم و تحلیل مدهای ارتعاشاتی)
طراحی مخزن‌های جدار نازک و ضخیم
طراحی عایق‌های حرارتی
طراحی پره‌ها برای انتقال حرارت رسانش
طراحی مبدلهای حرارتی
طراحی سیستم‌های هیدرولیکی و نیوماتیکی
طراحی سیستم‌های کنترل
طراحی مکانیزم‌های مکانیکی
طراحی سلاح‌های نظامی
در زمینهٔ تحلیل:
خستگی، خزش و شکست دستگاه‌ها
روش اجزاء محدود و دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)
انتقال گرما، مکانیک سیالات
ارتعاشات مکانیکی، آکوستیک
کمانش ستون‌ها، تیرها، ورق و پوسته‌ها
تحلیل خیز و انحراف در تیرها
تحلیل تنش و کرنش (کشش، فشار، برش، خمش و پیچش)
تحلیل معیارهای درونی شکست اجسام
تحلیل نیروهای گسترده و متمرکز در سیستم‌ها
تحلیل استاتیکی و آنالیز نیرو در سازه‌ها، ماشینها و خرپاها
تحلیل سینماتیک دینامیک دوبعدی و سه بعدی ذرات و اجسام صلب برای مختصات دکارتی، استوانه ای و کروی و منحنی الخط
تحلیل تبدیل مختصات‌های اندازه‌گیری مختلف به یکدیگر
تحلیل ساختار درونی و کریستالی مواد و تأثیر آن‌ها روی رفتار مکانیکی و شیمیایی اجسام
تحلیل مدارهای الکتریکی آنالوگ
تحلیل سیستم‌های تبدیل انرژی الکتریکی نظیر موتورها، ترانسفورماتورها و ژنراتورها
تحلیل استاتیک و دینامیک سیالات
تحلیل سینماتیک و دینامیک جریان‌های سیال
تحلیل جریان سیال در لوله، جریان سیال کانال باز، جریان سیال مافوق صوت، جریان سیال آرام و متلاطم، جریان سیال طبیعی و اجباری
تحلیل سیکل جریان سیال در هواپیماها و وسایل جریان پایدار نظیر نازل‌ها و دیفیوزرها
تحلیل موتورهای احتراق داخلی
تحلیل قانون اول و دوم ترمودینامیک برای سیستم‌های مهندسی
تحلیل تولید انتروپی در سیستم‌های مهندسی
تحلیل سیکل‌های برودتی
تحلیل نیروگاه‌های حرارتی و سیالاتی
تحلیل مکانیزم‌های انتقال حرارت رسانش، جابجایی و تشعشع در سیستم‌های مهندسی
تحلیل ارتعاشات سیستم‌های یک درجه و چند درجه آزادی و سیستم‌های پیوسته دینامیکی
تحلیل نابالانسی استاتیکی و دینامیکی سیستم‌های مکانیکی
مهندسی دریا
مهندسی آکوستیک (صوت‌شناسی)
مهندسی کنترل (خودکارسازی)
سیستم‌های اندازه‌گیری
مهندسی روباتیک
مهندسی هوافضا
در زمینهٔ آزمایش:
آزمایش کیفیت، بهبود عملکرد و قابلیّت اطمینان فراورده‌ها، دستگاه‌ها و فرایندها
آزمون‌های غیرمخرب
در زمینهٔ ساخت و تولید:
فرایندهای ماشین‌کاری سنتی
فرایندهای ماشین‌کاری نوین
فرایندهای شکل‌دهی فلزها
طراحی و ساخت قالبها
روش‌های اتصال و جوشکاری
عملیات حرارتی
روش‌های ریخته‌گری
مترولوژی و سیستم‌های اندازه‌گیری
نوشتن مقاله علمی پژوهشی مکانیک + نوشتن مقاله کنفرانسی مکانیک
نوشتن مقاله علمی پژوهشی مکانیک + نوشتن مقاله کنفرانسی مکانیک
نوشتن مقاله علمی پژوهشی مکانیک + نوشتن مقاله کنفرانسی مکانیک
زمینه‌های نوین:
فناوری نانو
مهندسی سیستم های انرژی
سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی و سیستم‌های نانو الکترومکانیکی (حسگری و عملگری)
چشم‌انداز شغلی مهندسان مکانیک، امیدبخش و با استحکام است. برای مثال، در ایالات متحد آمریکا، رشد شغل‌ها و حرفه‌های مربوط به مهندسی مکانیک، هر سال حدود ۱۶٪ (۳۵ هزار شغل) است و انتظار می‌رود این آهنگ رشد تا سال‌های آینده حفظ شود. مهندسان مکانیک از روزگاران گذشته تا به امروز، اغلب در بخش‌های صنعتی زیر نقش عمده‌ای ایفا می‌کنند: هوا فضا، خودروسازی، واحدهای شیمیایی، فناوری نانو، رایانه و الکترونیک، ساختمان‌سازی، انواع فراورده‌های مصرفی، انرژی، رباتیک، مشاوره مهندسی و بخش‌های دولتی. همچنین صنعت پزشکی و داروسازی، فرصت‌های شغلی هیجان‌انگیزی را برای مهندسان مکانیک به وجود آورده‌اند تا نیروها و دانش‌های زیستی را در هم بیامیزند. همچنین فرصت شغلی این رشته در ایران نسبت به رشته‌های دیگر بسیار مناسب است.
نوشتن مقاله علمی پژوهشی مکانیک + نوشتن مقاله کنفرانسی مکانیک
نوشتن مقاله علمی پژوهشی مکانیک + نوشتن مقاله کنفرانسی مکانیک
نوشتن مقاله علمی پژوهشی مکانیک + نوشتن مقاله کنفرانسی مکانیک
