معرفی رشته طراحی جامدات

دسته بندی :

تاریخ درج :

حجم فایل :

معرفی رشته طراحی جامدات

رشته طراحی جامدات
مکانيک جامدات یکي از شاخه هاي اصلي مهندسي مکانيک مي باشد که رفتار مواد جامد تحت اثر هرگونه بارگذاري خارجي را مورد مطالعه قرار ميدهد. اين بارگذاري مي‌تواند از نوع نيروي مکانيکي، حرارتي، الکتريکي و يا ترکيبي از آنها باشد. مواد بسته به نوع و مقدار بارگذاري، رفتار متفاوتي را از خود نشان ميدهند. به عنوان مثال اگر تغيير شکل ايجاد شده بر سازه تحت اثر نيروي وارده به گونه اي باشد که پس از باربرداري، سازه به حالت اوليه خود برگردد، اصطلاحا گفته مي شود که سازه در حالت الاستيک مي باشد اما اگر مقدار نيرو به حدي باشد که پس از باربرداری، تغيير شکل در سازه باقي بماند، اصطلاحا ماده در حالت پلاستيک بوده و روابط خاص و متفاوت از حالت الاستيک براي مطالعه رفتار سازه نياز است. همچنين بسته به پاسخ سازه در برابر نيروي وارده که ممکن است از نوع ايستايي يا پويايي باشد، زيرشاخه هايي از علم مکانيک جامدات را بوجود آورده است که از جمله آنها مي توان به مقاومت مصالح، طراحي اجزاء، ديناميک، ارتعاشات و ... اشاره نمود. لازم بذکر است که يک مهندس مکانيک در مقطع کارشناسي به صورت کلي با الفباي علوم ذکر شده آشنا شده و در مقاطع بالاتر به صورت تخصصي در يکي از حوزه هاي نامبرده به کسب دانش مي پردازد.

تاریخچه شغل مهندسی طراحی جامدات
در گذشته دو رشته «مهندسی مکانیک» و «مهندسی برق» به صورت مشترک و با نام «رشته الکترومکانیک» ارائه می‌شدند؛ اما به دلیل گستردگی و پیشرفت صنایع، این دو رشته پس از چهل سال از یک‌دیگر جدا شدند و هر کدام از آن‌ها، به صورت جداگانه و در گرایش‌های مختلف به فعالیت خود ادامه دادند. در واقع، در سال 1336 هجری شمسی و مصادف با تأسیس دانشکده پلی‌تکنیک تهران، دانشکده مکانیک نیز به صورت جداگانه فعالیت خود را در گرایشات مختلف – که طراحی جامدات نیز یکی از این گرایشهای اصلی می‌باشد – آغاز کرد.

وظایف شغل مهندسی طراحی جامدات
همان‌طور که در قسمت‌های قبل اشاره کردیم، شغل مهندسی طراحی جامدات به‌طور مستقیم و غیرمستقیم، در همه‌ی صنایع تولیدی کاربرد دارد؛ در همین راستا، وظایف مختلفی بر عهده‌ی مهندسین طراحی جامدات قرار می‌گیرد، که در این قسمت از مقاله، قصد داریم این وظایف را به همراه شما مورد بررسی قرار دهیم. وظایف شغل مهندسی طراحی جامدات عبارت‌اند از:
    مطالعه و شناخت مسائل و ارائه راه‌حل‌های عملیاتی
    انجام محاسبات فنی، شبیه‌سازی، مدلسازی و تهیه نقشه‌ها
    آنالیز دینامیکی مجموعه‌ها (ارتعاشات و کنترل)
    ارائه طراحی‌های محصول اعم از طراحی اولیه، طراحی مفهومی و طراحی دقیق
    بهینهسازی روشهای موجود تولید به منظور کاهش زمان تولید و بالا بردن کیفیت، دقت و سرعت
    ارزیابی و آزمون محصولات تولیدی بر اساس استاندار‌دهای مربوطه
    ارائه روش‌های تولید محصولات با درنظر گرفتن پارامتر هزینه
    طراحی و نقشهکشی تجهیزات صنعت نفت و گاز و پتروشیمی
    طراحی تجهیزات، ماشین‌آلات و قطعات انواع صنایع، لوازم خانگی و پزشکی
    طراحی و ساخت و تحلیل جامداتی تجهیزات و حملونقل زمینی، هوایی و دریایی
    طراحی و ساخت تجهیزات و وسایل دفاعی مانند راکت، تانک، اژدر و پلهای متحرک
    طراحی و ساخت تجهیزات مکانیکی انواع نیروگاهها
    طراحی و ساخت تاسیسات ساختمانی مانند بالابرها و آسانسورها
    طراحی، ساخت و تحلیل جامداتی ماشین‌آلات بازیافت مواد و تغلیظ
    طراحی و ساخت تجهیزات و سیستم‌های مکانیکی پالایشگاهها و کارخانههای شیمیایی
    ساخت بازوهای مکانیکی، ربات‌ها و سیستم‌های تولید

تحصیل در رشته مهندسی طراحی جامدات
رشته «مهندسی طراحی کاربردی» یا همان «مهندسی طراحی جامدات»، یکی از گرایش‌های رشته مهندسی مکانیک در مقاطع کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکتری می‌باشد؛ بنابراین افراد علاقه‌مند به حوزه مهندسی طراحی جامدات، برای کسب این تخصص و فعالیت در این حوزه از مهندسی، ابتدا باید دوره کارشناسی خود را در «رشته مهندسی مکانیک» بگذرانند و برای ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر، رشته مهندسی طراحی کاربردی را انتخاب کنند.
دانشجویان گرایش طراحی کاربردی یا همان طراحی جامدات، با طراحی ماشین‌آلات و اجزا آنها، ارتعاشات ماشین و کنترل سیستمها، آشنا میشوند؛ آنان همچنین گشتاور یا نیروهایی که به قطعات وارد میشود را نیز، مورد بررسی قرار میدهند تا بتوانند قطعاتی با کارایی بالا و طول عمر مناسب طراحی کنند.
گرایش طراحی کاربردی مانند دیگر گرایشات مهندسی مکانیک، شامل واحدهایی کاربردی و ملموس، اما اغلب دارای ریاضیات دیفرانسیلی پیچیده و تجسم فیزیکی است، که منجر به دشوار شدن این واحدها می‌شود. ضمناً گذراندن واحدهای کارگاهی و فعالیت در واحدهای تولیدی نیز، از دیگر ویژگی‌های این رشته از مهندسی می‌باشد، که منجر به آشنایی دانشجویان با محیط‌های صنعتی می‌گردد.
دانشجویان رشته مهندسی طراحی جامدات موظف به گذراندن 32 واحد درسی هستند، که شامل 6 واحد دروس تخصصی، 6 واحد دروس تخصصی اصلی، 6 واحد دروس انتخابی، 2 واحد سمینار و 6 واحد پایاننامه میشود؛ شایان ذکر است، در صورتی که دروس انتخابی مقطع کارشناسی دانشجویان از شاخهی دیگری ( مثلاً شاخه سیالات) باشد و بخواهند در مقطع کارشناسی ارشد گرایش طراحی جامدات را بخوانند، در ابتدا لازم است دروس پیش نیاز گرایش جامدات را بگذرانند؛ اما در صورتی که گرایش دانشجویان با دروس انتخابی در مقطع کارشناسی در یک دسته تخصصی قرار بگیرند، میتوانند بدون دوباره گذراندن دروس پیش‌نیاز، به تحصیل خود در گرایش تخصصی مهندسی طراحی جامدات ادامه دهند. شایان ذکر است که، امکان انتخاب گرایش طراحی جامدات در لیست گرایش‌های مقطع دکتری رشته مهندسی مکانیک نیز وجود دارد و دانشجویان علاقه‌مند به تحصیل، قادر به انتخاب این شاخه تخصصی از مهندسی مکانیک در مقطع دکتری نیز، می‌باشند.

کاربرد و زمينه فعاليت گرايش مهندسي مکانيک جامدات
با توجه به ماهيت شاخه جامدات ميتوان گفت در تمام صنايع سهمي را به خود اختصاص داده است. در برخي صنايع مانند صنايع خودروسازي، هوافضا، دريانوردي، نظامي، نيروگاهي، ساختمان سازي ، لوازم خانگي و .... به طور مستقيم و در برخي ديگر مانند صنايع پتروشيمي، پزشکي، داروسازي، هسته اي و ... به طور غيرمستقيم علم مکانيک جامدات نقش مهمي را ايفا مي‌کند. به عنوان مثال نقش یک مهندس مکانیک در صنایع هوافضا جهت تولید یک محصول را بصورت کلی می توان اینگونه بیان نمود:
مطالعه و شناخت مساله و ارائه راه حل عملیاتی
فرآیند طراحی محصول اعم از طراحی مفهومی ، طراحی اولیه و طراحی دقیق
طراحی و تامین تجهیزات ، ماشین آلات و روش های تولید محصول با در نظر گرفتن پارامتر هزینه
تست و ارزیابی محصول تولیدی بر اساس استاندارد های مربوطه
همچنین نقش اساسی یک مهندس مکانیک جامدات در صنایعی که به طور غیرمستقیم ارتباط دارد می توان به تهیه تجهیزات و ماشین آلات مورد نیاز آن صنعت اشاره نمود.
لازم بذکر است با توجه به رشد چشمگیر و روزافزون فناوری، شاخه جامدات از مهندسی مکانیک نیز از بقیه علوم مستثنا نبوده و با بوجود آمدن علوم و فنون جدید همچون فناوری نانو، مهندسی مکانیک جامدات نیز به سهم خود در رشد و شکوفایی این علوم نقش موثری را دارا می باشد.
بدیهی است که در تمام صنایع برای دستیابی به اهداف مشخص شده، نقش گرایش های دیگر رشته مهندسی مکانیک حتی رشته های دیگر همچون مهندسی برق، صنایع، عمران، مدیریت و ... غیر قابل انکار می باشد.

توانایی ها و مهارت‌ های لازم برای شغل مهندسی طراحی جامدات
زمینه شغلی، حقوق و مزایای یک مهندس مکانیک – علاوه بر سابقه و میزان تحصیلات – به تواناییها و مهارت‌‌هایش نیز وابسته است و به او کمک میکند تا آینده شغلی و جایگاه بهتری را، برای خود فراهم نماید؛ همچنین تقویت مهارت‌ها و توانایی‌ها، موجب افزایش شانس استخدام و ارتقا رتبه مهندسین طراحی جامدات در کارخانجات و شرکتهای بزرگ و معتبر، می‌گردد. در راستای آشنایی بیشتر با شغل مهندسی طراحی جامدات، در این قسمت از مقاله قصد داریم تا به همراه شما، توانایی‌ها و مهارت‌های مورد نیاز مهندسین برای فعالیت و پیشرفت در شغل مهندسی طراحی جامدات را، مورد بررسی قرار دهیم؛ این توانایی‌ها و مهارت‌ها عبارت‌اند از:
    تسلط بر علوم پایه
    تسلط بر نرم‌افزارهای تخصصی
    قدرت تجسم سه بعدی
    خلاقیت و نوآوری
    حل مساله
    مهارت‌های ارتباطی
    برخورداری از روحیه رهبری و توان مدیریتی
    فرهنگ و توانایی کار گروهی
    توانایی تحمل فشار کاری
    توانایی مدیریت زمان و پروژه
    تسلط بر زبان انگلیسی

نرم افزارهاي مورد استفاده در گرايش جامدات
به طور کلی نرم افزار های مورد استفاده در حوزه جامدات را می توان به دو دسته تقسیم بندی نمود :
الف) نرم افزارهای مدلسازی
از قابلیت های مهم این نرم افزارها می توان به مدلسازی، مونتاژپذیری و نقشه کشی اشاره نمود. از جمله مهترین و پرکاربردترین آنه می توان به موارد زیر اشاره نمود:
CATIA
SOLIDWORKS
AUTOCAD
WORKING MODEL
ب) نرم افزارهای تحلیل
شبیه سازی و مطالعه رفتاری سازه مورد مطالعه از جمله قابلیتهای مهم این نوع نرم افزار ها می باشد که مهمترین آنها عبارتند از :
ABAQUS
ANSYS WORKBENCH
HYPERWORK
LS DYNA
NASTRAN
ADAMS
MATLAB
MATHEMATICA
MAPLE

تفاوت گرايش جامدات با ديگر گرايش هاي مهندسي مکانيک
از جمله بارزترين تفاوتهاي گرايش جامدات نسبت به ساير گرايش ها مي توان به اين مورد اشاره کرد ، همانطور که از اسم آن پيداست ، گرايش جامدات به طراحي سازه و تجهيزاتي مي پردازد که در مقابل بارگذاري خارجي مقاومت از خود نشان مي دهد . مقاومت سازه در برابر بارگذاري خارجي با استفاده از عبارتي به نام تنش توصيف مي گردد که به صورت نيروي وارد بر واحد سطح تعريف مي شود . لازم بذکر است که گرايش هاي ديگر مثلا گرايش سيالات مطالعه رفتاري موادي را شامل مي شود که هيچگونه مقاومتي در برابر بارگذاري خارجي از خود بروز نمي‌دهد . يا گرايش ساخت و توليد که با تجهيزات يا قالبهاي مربوط به تهيه مواد سر و کار دارد .

محیط کاری و فرصت های شغلی مهندسی طراحی جامدات
با توجه به اطلاعاتی که تا این قسمت از مقاله به‌دست آوردیم، شناخت بازار کار و محیط‌ کاری شغل مهندسی طراحی جامدات تا حدودی مشخص می‌باشد؛ همان‌طور که کاملاً روشن و واضح است، جامعه همیشه به حوزه از مهندسی نیاز دارد، زیرا تمامی کشورها به جای خرید تجهیزات صنعتی و تکنولوژی‌های به‌روز از کشورهای دیگر، تمایل دارند که خودشان محصولات مورد نیاز را، تولید کنند و حتی به کشورهای دیگر صادر نمایند. کشور‌های در حال توسعه (مانند کشور عزیزمان ایران) فرصت‌های شغلی فراوانی برای مهندسین طراحی جامدات در اختیار دارند، زیرا روز به روز کارخانه‌ها و صنایع جدیدی در این کشور‌ها افتتاح می‌شوند که تمامی آنها برای فعالیت و پیشرفت در کسب‌وکار خود، به مهندسین طراحی جامدات نیاز دارند.
همان‌طور که بارها در این مقاله اشاره کردیم، شغل مهندسی طراحی جامدات در صنایع مختلفی (مانند خودروسازی، هواپیما‌سازی، کشتیسازی، علوم فضایی، ذوب آهن، نیروگاه‌های مختلف، پالایشگاه‌ها، صنایع نظامی، تولید لوازم خانگی، پزشکی و…) کاربرد دارد و مهندسین طراحی جامدات با توجه به علاقه و مهارت خود نسبت به حوزه‌های مختلف، قادر به انتخاب هر کدام از این حوزه‌های کاری و فعالیت در آن می‌باشند.
با گسترش تکنولوژی و ظهور فناوری‌های جدید – مانند فناوری نانو و رباتیک – عرصه‌ جدیدی برای مهندسین مکانیک فراهم شده است و بازارکار‌ این حوزه از مهندسی را نسبت به قبل گسترده‌تر نموده است؛ علاوه بر اینها، امکان کار‌آفرینی نیز برای مهندسین طراحی جامدات وجود دارد و در صورتی که توانایی راه‌اندازی کسب وکار برای آن‌ها فراهم باشد، مهندسین علاوه‌بر خود‌اشتغالی، قادر به زمینه‌سازی برای استخدام دیگران و دگراشتغالی نیز، هستند.
در رابطه با چگونگی محیط کاری شغل مهندسی طراحی جامدات، میتوانیم بگوییم که محیط کار این حوزه از مهندسی، بسته به «سمت کاری» و «حوزه فعالیت» مهندسین در آن، میتواند محیطی شلوغ و پرصدا، اتاق کار شخصی، محیطی بسته برای انجام کارگروهی (مانند کارگاه‌های صنعتی) و یا دفاتر فنی و طراحی باشد.
همانطور که بازارکار برای مهندسین طراحی جامدات متنوع و گسترده است، حقوق و مزایای این متخصصین در شغل مهندسی طراحی جامدات نیز، بسیار با یکدیگر متفاوت میباشد و به عوامل مختلفی مانند نوع صنعت، هدف و فعالیت‌های شرکت، ساعات کاری و نوع پروژه‌ای که در اختیارشان است، بستگی دارد؛ ناگفته نماند که، حقوق مهندسین طراحی جامدات به ویژگی‌های شخصی آنها (مانند سابقه کاری، تحصیلات و توانایی‌هایشان) نیز وابسته است.