۱۰ نرم افزار پرکاربرد رشته مهندسی مکانیک

نرم افزارهای پرکاربرد رشته مهندسی مکانیک

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت -مهندسی مکانیک

مهندسی مکانیک شاخه‌ای از مهندسی است که با طراحی، ساخت و راه‌اندازی دستگاه‌ها و ماشین‌ها سروکار دارد.  مهندسی مکانیک نیازمند فهم مفاهیمی همانند مکانیک، سینماتیک، ترمودینامیک است.مهندسان مکانیک، اصول اساسی نیرو، انرژی، حرکت و گرما را به کار برده و با دانش تخصصی خود، سیستم‌های مکانیکی و دستگاه‌ها و فرایندهای گرمایی را طراحی کرده و می‌سازند. مهندسان مکانیک، گسترهٔ وسیعی از دستگاه‌ها، فراورده‌ها و فرایندها را تولید می‌کنند. از این رو  فهرستی از ۱۰ نرم افزار پرکاربرد این رشته را برای شما در این مقاله به اشتراک  گذاشتیم.

۱) نرم افزارCATIA

کتیا یک نرم‌افزار طراحی به کمک رایانه است که توسط شرکت داسو سیستمز تولید شده‌است. شرکت آی بی ام نیز در امور بازاریابی و فروش این نرم‌افزار با داسو سیستمز همکاری دارد. از توانایی‌های جالب آن در قسمت قطعات مکانیکی، با تولید G-code می‌توان به دستگاه‌های تراشکاری cnc متصل تا قطعه ساخته شود. 

۲)نرم افزار SolidWorks

سالیدورکس یک نرم‌افزار مهندسی طراحی به کمک رایانه است که بر روی ویندوز اجرا می‌شود و توسط شرکت فرانسوی داسو سیستمز ساخته شده است. در حال حاضر نرم‌افزار سالید ورکس توسط ۱٫۳ میلیون مهندس در بیش از ۱۳۰٬۰۰۰ شرکت در سراسر جهان در حال استفاده‌است. این نرم‌افزار دارای سه محیط به نام‌های پارت (part) اسمبلی (assembly) و دراوینگ (drawing) می‌باشد. محیط اول برای رسم قطعه بوده، در محیط دوم قطعات یک مکانیسم بر روی هم سوار شده و در محیط آخر از آنها نقشه مهندسی (معمولاً برای نسخه چاپی) تهیه می‌شود.

۳)نرم افزار PowerMill

نرم‌افزار پاورمیل یکی از قدرمندترین و برجسته ترین نرم‌افزارهای ساخت به کمک رایانه می‌باشد که جهت تهیه مسیر حرکت ابزار در دستگاههای سی‌ان‌سی کاربرد دارد.نرم‌افزار پاورمیل با دربر داشتن استراتژیهای مختلف ماشین کاری  می‌تواند بهترین مسیر را جهت حرکت ابزار روی قطعه کار تعیین نماید .که نتیجه این هوشمندی کاهش زمان ماشینکاری، بهبود کیفیت سطح ماشینکاری و در نهایت کاهش هزینه با بالاترین راندمان کاری می‌باشد

۴)نرم افزار COMSOL Multiphysics

نرم‌افزار کامسول مولتی‌فیزیکس یک مجموعه کامل شبیه‌سازی است که می‌تواند معادلات دیفرانسیل سیستم‌های غیر خطی را توسط مشتق‌های جزئی به روش اجزاء محدود (FEM) در فضاهای یک، دو و سه بعدی حل نماید. 

۵)نرم افزار MSC NASTRAN

نرم‌افزار نسترن یکی از قدرتمندترین نرم‌افزارهای مهندسی به کمک رایانه در زمینه روش اجزاء محدود (FEM) می‌باشد. این نرم‌افزار محصول شرکت MSC Software است.نسترن یک نرم‌افزار مهندسی چند منظوره با بیش از یک میلیون خط برنامه فرترن و دارای توانایی حل محدوده وسیعی از مسائل است. 

۶)نرم افزار FLUENT

نرم‌افزار فلوئنت یک نرم‌افزار مهندسی به کمک رایانه در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای مدل کردن جریان سیال و انتقال حرارت در هندسه‌های پیچیده می‌باشد. این نرم‌افزار امکان تغییر شبکه، به صورت کامل و تحلیل جریان با شبکه‌های غیرساخت‌یافته برای هندسه‌های پیچیده را فراهم می‌سازد. نوع مش‌های قابل تولید و دریافت توسط این گروه نرم‌افزاری شامل شبکه‌هایی با المان‌های مثلثی و چهارضلعی و چهاروجهی، شش وجهی، هرمی یا گوه‌ای  می‌باشد. همچنین فلوئنت به کاربر اجازهٔ بهبود شبکه را می‌دهد.

۷)نرم افزار NX

نرم‌افزار اِن ایکس که سابقاً یونیگرافیکس نامیده می‌شد، محصول شرکت زیمنس پی ال ام آمریکا است. یکی از قوی‌ترین نرم‌افزارهای جامع طراحی به کمک رایانه، مهندسی به کمک رایانه و ساخت به کمک رایانه می باشد. نرم‌افزار یونیگرافیکس به دلیل امکانات فراوانی که دراختیار کاربر قرار می‌دهد، موجب ارائهٔ سریع‌تر و ارزان‌تر محصولات پیچیده و کاهش هزینه‌های طراحی تا ساخت محصول شده است.

۸)نرم افزار CREO

نرم‌افزار کرئو با نام قبلی پرو/اینجینیر از جمله نرم‌افزارهای طراحی به کمک رایانه است که برای طراحی سه‌بعدی به کار می‌رود. شرکت سازندهٔ این برنامه، بنگاه فناوری پارامتری (PTC) است. بهره‌گیری این برنامه در کارخانه‌های بنام مهندسی بسیار فراگیر است و در صنعت خودروسازی، مهندسی مکانیک و دیگر جاها از آن بهره می‌برند. نامی‌ترین کارخانه‌هایی که کالاهایشان را با این نرم‌افزار می‌سازند زیمنس، فراری، تویوتا، آئودی، بویینگ، فولکس‌واگن، جان دیر و… هستند

۹)نرم افزار : ABAQUS

نرم‌افزار آباکوس از جمله نرم‌افزاری‌های قدرتمند مهندسی به کمک رایانه در زمینه تحلیل به روش اجزاء محدود (FEM) در بازار است. این نرم‌افزار محصول شرکت فرانسوی داسو سیستمز می‌باشد.آباکوس قابلیت حل مسایل از یک تحلیل خطی ساده تا پیچیده ترین مدلسازی غیر خطی را دارا می‌باشد. این نرم‌افزار دارای مجموعه المانهای بسیار گسترده‌ای می‌باشد که هر نوع هندسه‌ای را می‌توان توسط این المان‌ها مدل کرد. 

۱۰)نرم افزار MATLAB

متلب یک محیط نرم‌افزاری برای انجام محاسبات عددی و یک زبان برنامه‌نویسی نسل چهارم است. واژهٔ متلب هم به معنی محیط محاسبات رقمی و هم به معنی خود زبان برنامه‌نویسی مربوطه‌است که از ترکیب دو واژهٔ MATrix (ماتریس) و LABoratory (آزمایشگاه) ایجاد شده‌است. این نام حاکی از رویکرد ماتریس محور برنامه‌است، که در آن حتی اعداد منفرد هم به عنوان ماتریس در نظر گرفته می‌شوند. ساخت رابط گرافیکی کاربر مانند دیالوگ‌هایی که در محیط‌های ویژوال مانند بیسیک و C وجود دارند، در متلب امکان‌پذیر است. این قابلیت، ارتباط بهتری را میان برنامه‌های کاربردی نوشته‌شده با متلب و کاربران برقرار می‌کند.متلب که از محصولات شرکت مت‌ورکس است، برای گروه‌های مختلف مهندسان رشته‌های مختلف از جمله مهندسی برق، مکانیک، رایانه و… کاربرد بسیاری دارد

نگهداری و تعمیرات چیست؟

نگهداری و تعمیرات

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

مجموعه ای از فعالیتها و عملکرد ها است که هر کدام با توجه به تعاریف خود ، ماموریت عملیاتی نگاهداشتن دستگاه ها ، ماشین آلات و تجهیزات را دارند که باعث می گردند قابلیت عملیاتی آنها حفظ شود.

امروزه نگهداری و تعمیرات یک تجهیز یعنی: طرح ریزی و انجام فعالیت هایی برروی تجهیزات که باعث عملکرد مستمر تجهیز برای تولید محصول یا خدمات با کیفیت را مهیا سازد.

انواع مختلفی از سطوح نگهداری و تعمیرات وجود دارد که لیست آنها عبارت است از:

  • نگهداری و تعمیرات برنامه ریزی شده Planned Maintenance
  • نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه PM Preventive Maintenance
  • نگهداری و تعمیرات اصلاحی CM Corrective Maintenance
  • نگهداری و تعمیرات مبتنی بر قابلیت اطمینان RCM Reliability Centered Maintenance
  • نگهداری و تعمیرات پیش بینانه (پیشگویانه) PdM Predictive Maintenance (پایش وضعیت CM)
  • نگهداری و تعمیرات بهره ور فراگیر TPM Total Productive Maintenance (ژاپنی)
  • نگهداری و تعمیرات بهره ور PM Productive Maintenance (آمریکایی)
  • نگهداری و تعمیرات اضطراری EM Emergency Maintenance

نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه

 نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه  مجموعه فعالیت هایی است که برای جلوگیری از وقوع یک خرابی در تجهیزات انجام می گردد. این مجموعه از فعالیت ها ممکن است تعمیراتی یا نگهداری محور باشند و باعث پیشگیری از وقوع یک خرابی و توقف برنامه ریزی نشده تجهیزات گردند. فعالیت های نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه شامل بازرسی ، بازدید ، سرویس ، آچارکشی ، بالانس کردن ، تعویض قطعات ، روانکاری و غیره است.

نگهداری و تعمیرات پیش بینانه

به صورت خلاصه نت پیش بینانه  فعالیت های مبتنی بر پایش وضعیت تجهیزات می باشد. که به مجری داده های آماری خوبی برای تعیین و پیش بینی احتمال وقوع یک خرابی در تجهیز را در آینده می دهد. بعد از تشخیص وقوع یک خرابی در تجهیز واحد نت می تواند فعالیت های تعمیراتی پیشگیرانه را روی تجهیز در یک زمان برنامه ریزی شده تبیین و اجرا کند. عمده فعالیت های نگهداری و تعمیرات پیش بینانه بروی پایش وضعیت متمرکز است .تکنیک های آنالیز روغن  ، ترموگرافی ، ارتعاش سنجی ، صداسنجی ، ضخامت سنجی و تحلیل جریان الکتریکی ماشین مجموعه ای از متداول ترین فعالیت های پایش وضعیت در حوزه نت پیش بینانه است.

نگهداری و تعمیرات اصلاحی

وقتی یک تجهیز خراب می شود چند نوع اقدام باید روی آن انجام گیرد که این اقدامات مفاهیم مختلفی را دنبال می کنند:

  • مهم است که این خرابی به دیگر تجهیزات یا قطعات آن دستگاه تسری پیدا نکند . لذا باید اقداماتی را تعریف و طرح ریزی کرده باشید که جلو تسری یک خرابی به دیگر تجهیزات را بگیرد .این اقدامات را اقدامات محدود کننده یا موردی فوری می گویند.
  • اقدام بعدی این است که تجهیز را به حالت آماده بکار قبلی برگردانده شود . این اقدام را اصلاح می گویند. قطعات معیوب تعویض و دستگاه تعمیر می شود و ایرادات رفع و دستگاه آماده بکار است و تحویل تولید می گردد.
  • بعد از دو اقدام فوق باید به تجزیه و تحلیل علت ریشه ای وقوع این خرابی در دستگاه پرداخته شود. که مبحث تجزیه و تحلیل علل ریشه ای خرابی تجهیزات RCFA طرح موضوع می شود. 

نگهداری و تعمیرات اضطراری

وقتی یک تجهیز خراب می شود باعث توقف تولید و عدم ارائه عملکرد مورد انتظار ما از دستگاه را پیش می آورد .و باید هر چه سریع نسبت به رفع خرابی و شروع تولید یا کار دستگاه اقدام شود .مجموعه ای از فعالیت های ذکر شده در نگهداری و تعمیرات اصلاحی باید انجام گردد. مهم ترین آنها اقدامات محدود کننده از تسری خرابی به دیگر تجهیزات و قطعات و اصلاح و یا درست کردن دستگاه به شرایط عملکردی مورد انتظار است

لنت ترمز و انواع آن

لنت ترمز

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

لنت ترمز قسمتی از سیستم ترمز وسایل نقلیه‌است که با به وجود آوردن اصطکاک با کاسه ترمز باعث شتاب منفی در خودرو می‌شود. قدرت این سیستم معمولاً ۱۰ برابر قدرت موتور و حتی بیشتر می‌باشد.

لنت وظیفه ی تولید نیروی اصطکاکی مناسب انرژی جنبشی چرخ متحرکی را که تحت تاثیر نیروی موتور می‌باشد را گرفته و به انرژی حرارتی تبدیل کند. و سپس انرژی حرارتی را در فضا پخش نماید . با این عمل اتومبیل از حالت حرکت به حالت سکون و یا از سرعت آن کاسته می‌شود.

لنت باید ضریب اصطکاکی بالا و پایدار داشته و با تغییرات درجه حرارت خاصیت خود را از دست ندهد . همچنین باید در مقابل سائیدگی استحکام داشته و کاسه ترمز را خراش ندهد.

لنت ها اصولا از الیاف ، پرکننده ها اصلاح کننده های اصطکاک و رزین های اتصال دهنده ساخته شده اند ..

الیاف جزیی از لنت است که استقامت را برای لنت بوجود می آورد . بطور مثال در لنتهای نیمه متالیک بندیکس از آهن اسفنجی ( Sponge Iron ) به عنوان الیاف استفاده میشود . الیاف بدون آزبست و نشاءت گرفته از مواد آلی (Nao ) موادی هستند که در ساخت الیاف طبیعی و مصنوعی بکار رفته در لنت مورد مصرف قرار می گیرند.

پر کننده ها برای بالا بردن مقاومت لنت ها در برابر خوردگی و سایش به کار می روند . این مواد می توانند از دامنه وسیعی از مواد طبیعی و معدنی تهیه شده باشند . پودرهای انواع فلزات ، پودرهای اکسید اکثر فلزات و پودرهای سرامیک برای بالا بردن مقاومت سایشی انواع لنت در دماهای بالا و از دست ندادن خواص اصطکاکی لنت در دماهای بالا در ساخت انواع لنت مورد مصرف قرار می گیرند .

اصلاح کنندگان اصطکاک ، مقدار کمی و زیادی اصطکاک لنت ها را بر اساس مورد استفاده آنها تنظیم میکنند.آلومینیوم ، روی ، سولفات فلزات و گرافیت به عنوان این اصلاح کنندها بکار می روند .

رزین های اتصال دهنده مواد بسیار مهمی بوده و نقش حیاتی در ساختار لنت دارند . تمام مواد تشکیل دهنده لنت در صورت بکار بردن رزین بد در فشار و دماهای بالای ترمز گیری از هم جدا و متلاشی خواهند شد.آنها می بایست از کیفیت خوب برای برقراری سطح تماس مناسب لنت ها بر خوردار باشند .این رزین ها اغلب از پلیمرهای نفتی یا فنل ها ساخته شده اند .

اجزاء لنت ترمز 

  • کفشک :کفشک محل قرارگیری لنت است و با توجه به طراحی سازنده اشکال متفاوتی دارد.
  • لنت :لقمه لنت به ۵ نوع تقسیم می‌شود که عبارت است از:
  1. بدون آزبست ارگانیک
  2. سرامیکی
  3. نیمه متالیک
  4. کم متالیک
  5. زینتری

انواع لنت

لنت های بدون آزبست ارگانیک

در ساخت آنها از انواع الیاف مصنوعی شیشه ، الیاف آرامید و الیاف ارگانیک ( آلی ) طبیعی استفاده میشود .

این مواد برای تقویت مواد تشکیل دهنده لنت بکار می رود . این مواد بصورت ارگانیک و غیر ارگانیک به ساختار الیاف لنت به عنوان مواد اصلاح کننده اضافه می گردد. مواد اصلاح گر لنت در واقع برای بالا بردن قدرت ترمز گیری و کارایی لنت به آن اضافه میگردد.

لنت های ارگانیک در بسیاری از خودروهای امروزی بکار برده می شوند . این لنت ها بدلیل داشتن ساختار نرم بسیار بی صدا کار می کنند . از این نوع لنت در ماشین آلات صنعتی نیز استفاده می شود که بی صدا بودن آنها علت اصلی این انتخاب می باشد . اما این لنت ها به دلیل نرم بودن و گیرایی بالا از دوام کمتری نسبت به لنت های نیمه متالیک و متالیک برخوردار هستند .مخصوصا وقتی که قرار باشد در دماهای بسیار بالای ترمز گیری کار کند.

البته یکی از دلایل کوتاه تر شدن عمر آنها انتقال حرارت نسبتا ضعیف این نوع لنت می باشد که باعث می شود حرارت آن بالا رفته و بطور کلی بالا رفتن حرارت لنت باعث کوتاه شدن عمر آن می گردد .

این نوع لنت برای خودروهایی که مورد استفاده معمولی دارند و در دماهای میانی کار می کنند بدلیل قدرت گیرایی خوب ، صدای بسیار کم و گردو غبار کم بروی رینگ انتخاب خوبی میباشد . ولی برای خودرهایی که در ترافیک شهری تردد زیادی دارند ، مانند تاکسی و ماشین های پلیس و ماشینهای باری سبک انتخاب مناسبی نمی باشند.

لنت های سرامیک

لنتهای سرامیکی از ترکیب مواد سرامیکی و مواد ارگانیک ساخته شده جز لنتهای ( Nao ) بحساب می آیند ولی میتوانید در آنها ذرات مس و برنج را نیز پیدا کنید .

بعضی از تولید کنندگان این نوع لنت ها، لنت هایشان را سرامیکی می نامند ، ولی مقدار سرامیک بکار رفته در ساختار این لنت ها بسیار پایین می باشد ، چیزی در حدود 1% ، در نتیجه قیمت آنها پایین تر از قیمت لنت های سرامیکی واقعی می شود .

در واقع تمام لنت های سرامیکی با هم برابر نیستند ، اگر سرامیک بکار رفته بیش از اندازه باشد ، صدای تولید شده در هنگام ترمز گیری با این لنت ها بیش از اندازه خواهد بود و اگر مقدار سرامیک کم باشد قدرت ترمز گیری در حد انتظار نخواهد بود .

نیمه متالیک ها

تداولترین نوع لنتهای ترمز مورد استفاده در خودروهای جاده ایی لنت های نیمه متالیک میباشد . 60 % خودروهای امروزی به صورت استاندارد لنت های نیمه متالیک استفاده میکنند . این لنت ها بدلیل استفاده از عناصر فلزی در ساختار آنها به این نام نامیده میشوند . بیش از نیمی از وزن انها را ذرات آهن و استیل تشکیل می دهد ، همچنین در ساختار آنها از مقادیر بالای گرافیت که با کک نفتی ممزوج شده استفاده گردیده است .

این مواد به کمک ذرات فلز باعث می شود که این نوع لنت انتقال حرارت خوبی داشته باشند و خنک تر از لنت های ارگانیک کار کنند . نتیجه این نوع طراحی قدرت گیرایی ترمز در دماهای بالا می باشد . این خنک ماندن سیستم باعث طولانی شدن عمر این نوع لنت می شود. در واقع این نوع لنت را می توان به اسب های کاری تشبیه کرد .

همچنین این لنت ها برای خودروهایی که در ترافیک شهری رفت و آمد زیادی دارند و یا بار سنگین با خودرویشان جابجا می کنند انتخاب مناسبی می باشد . برای خودروهایی مثل تاکسی ها، خودروهای پلیس و آمبولانس صدا و گرد وغبار آیتم های چندان مهمی نیست ولی هزینه نگهداری فاکتور مهمی به حساب می آید.

قبل از آنکه لنت های نیمه متالیک را بر روی خودرو نصب کنید باید از صاف و هموار بودن دیسک ها مطمئن گردید . همچنین باید پس از نصب چندین کیلومتر را محتاطانه برانید تا لنت ها بر روی دیسک آب بندی گردند . از آنجاییکه بسیاری از لنت های نیمه متالیک در بازار با مشکل ترمزگیری مناسب روبرو هستند یک ابتکار به خرج داده و لایه ای از آلیاژ تینانیوم را بر روی مدل های نیمه متالیک خود به نام تیتانومتالیک ( TitaniuMetallic) و مدل ایمپورت کوایت)Import Quiet( بکار برده است ، نتیجه آن بدست آمدن قدرت ترمزگیری بسیار بهتر برای این مدل لنت های نیمه متالیک یا همانSemi Metallic نسبت به انواع لنت های مشابه گشته است.

لنت های کم متال

درلنت های کم متال در حدود % 20 وزن لنت را فلزات مانند آهن و استیل تشکیل می دهند و قسمت اعظم لنت الیاف و مواد ارگانیک و غیر ارگانیک موجود در لنت های NAO ست . در این لنت ها از روان کننده های کامپوزیت به جای گرافیت استفاده می شود و اغلب در خودروهای لوکس اروپایی مورد استفاده قرار می گرفت این لنت ها قابلیت ترمزگیری خوبی دارند ولی تولید صدا و گرد لنت زیادی می کنند که معمولا بدلیل آب بندی صدایی خوب خودروهای لوکس به گوش راننده نمی رسد 

لنت های زینتری

این لنت ها از ذرات استیل و الیاف کامپوزیتی استفاده می شود و بیشتر برای مقاصد Offroad ، مسابقه و هواپیما مناسب می باشد . در صورت استفاده بر روی خودرو های عادی به طرز چشمگیری قابلیت ترمزگیری را از دست می دهد و به چندین متر اضافه برای ایستادن نیاز پیدا می کند.

این لنت ها می بایست حتما گرم شده و به دمای لازم برای بدست آمدن بهره مطلوب برسند . متاسفانه این گونه لنت ها دیسک های ترمز را شدیدا می ساید و عمر دیسک را چندین برابر کاهش می دهد . که البته برای یک خودروی مسابقه طول عمر فقط تا پایان هر مسابقه مورد نظر می باشد.