Maşınqayırma mühəndisliyin ən geniş və ən qədim sahələrindən biridir. Bu, mexaniki sistemlərin dizaynını, təhlilini, istehsalını və texniki xidmətini əhatə edir. Bu mühəndislik sahəsi təhlükəsiz, səmərəli və etibarlı həllər yaratmaq üçün fizika və materialşünaslıq prinsiplərini tətbiq edir. Mexanik mühəndislər kiçik komponent dizaynlarından tutmuş son dərəcə böyük zavod, maşın və ya nəqliyyat vasitələrinə qədər müxtəlif məhsul və mexanizmlərin hazırlanmasında iştirak edirlər.
Maşınqayırmanın əsasını mexanika, dinamika, termodinamika, maye mexanikası və materialların möhkəmliyi əsasları təşkil edir. Bu əsas anlayışları başa düşmək mexaniki sistemlərin layihələndirilməsi və təhlili üçün vacibdir.
Mexanika fizikanın cisimlərin hərəkəti və hərəkətə təsir edən qüvvələri ilə məşğul olan bölməsidir. Mexanikanın alt sahəsi olan dinamika qüvvələr və onların hərəkət edən cisimlərə təsirləri üzrə daha çox ixtisaslaşır. Mexanikada əsas qanunlardan biri Nyutonun İkinci Hərəkət Qanunudur ki, bu qanun aşağıdakı kimi ifadə olunur:
\( F = m \cdot a \)burada \(F\) tətbiq olunan qüvvə, \(m\) cismin kütləsi, \(a\) isə sürətlənmədir.
Termodinamika istilik, iş və enerjinin öyrənilməsidir. Mexanik mühəndislər mühərrikləri, HVAC sistemlərini və soyuducu qurğuları layihələndirmək üçün termodinamika prinsiplərinə etibar edirlər. Enerjiyə qənaət qanunu kimi də tanınan termodinamikanın birinci qanunu, enerjinin yaradıla və ya məhv edilə bilməyəcəyini, yalnız çevrildiyini bildirir:
\( \Delta U = Q - W \)burada \(\Delta U\) sistemin daxili enerjisindəki dəyişiklik, \(Q\) sistemə əlavə olunan istilik və \(W\) sistemin gördüyü işdir.
Maye mexanikası mayelərin (maye və qazların) istirahət və hərəkət halında davranışı ilə məşğul olur. Mexanik mühəndislər boru kəmərləri, su təmizləyici qurğular və nəqliyyat vasitələri üçün aerodinamika kimi sistemlərin layihələndirilməsi üçün maye dinamikasını başa düşməlidirlər. Bernoulli tənliyi maye dinamikasında mayenin sürətini və maye sistemindəki təzyiqi əlaqələndirən bir prinsipdir:
\( p + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = \textrm{Sabit} \)burada \(p\) mayenin təzyiqidir, \(\rho\) mayenin sıxlığıdır, \(v\) axın sürətidir, \(g\) cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə və \(h\) istinad nöqtəsindən yuxarı hündürlükdür.
Materialların möhkəmliyinin öyrənilməsi müxtəlif materialların yüklər altında deformasiyaya və nasazlığa necə müqavimət göstərdiyini başa düşməyi əhatə edir. Mexanik mühəndislər struktur bütövlüyünü təmin etmək üçün müvafiq materialları və dizayn ölçülərini seçməlidirlər. Bu intizamdan nümunə tənliyi, material xüsusiyyətlərini başa düşmək üçün əsas olan gərginlik-gərilmə əlaqəsidir:
\( \sigma = E \cdot \epsilon \)burada \(\sigma\) materiala tətbiq olunan gərginlik, \(E\) materialın Young moduludur (onun sərtliyinin ölçüsü) və \(\epsilon\) yaşanan gərginlik və ya deformasiyadır. materiala görə.
Maşınqayırma müxtəlif sənaye sahələrində, o cümlədən avtomobil, aerokosmik, enerji, istehsal və robototexnika sahələrində tətbiqlər tapır. Burada bir neçə sahəni qısaca araşdırırıq.
Avtomobil mühəndisliyində mexaniki mühəndislər təhlükəsiz, səmərəli və ətraf mühit qaydalarına uyğun nəqliyyat vasitələri dizayn edirlər. Buraya mühərrik sistemlərinin, transmissiya mexanizmlərinin və avtomobilin dinamikasının inkişafı daxildir.
Aerokosmik mühəndislik təyyarələrin və kosmik gəmilərin dizaynını və təhlilini əhatə edir. Buraya sevk sistemləri, səmərəli uçuş üçün aerodinamika və güc və çəki baxımından material seçimi daxil ola bilər.
Mexanik mühəndislər külək turbinləri, günəş panelləri və su elektrik stansiyaları kimi davamlı enerji həllərinin hazırlanmasında mühüm rol oynayırlar. Onlar həmçinin daxili yanma mühərrikləri və elektrik stansiyaları kimi ənənəvi enerji sistemlərinin səmərəliliyinin artırılması üzərində işləyirlər.
Robot texnikası sahəsində mexaniki mühəndislər müxtəlif tapşırıqları yerinə yetirə bilən robotlar dizayn edir və qururlar. Bu, arzu olunan hərəkətlərə və funksiyalara nail olmaq üçün sensorların, aktuatorların və nəzarətçilərin inteqrasiyasını əhatə edir.
Mexanik mühəndislər həmçinin səmərəli istehsal xətlərinin layihələndirilməsi, müvafiq istehsal üsullarının seçilməsi və keyfiyyətə nəzarəti təmin etməklə istehsal proseslərinə töhfə verirlər.
Maşınqayırma real dünya problemlərini həll etmək üçün fundamental elmi prinsipləri tətbiq edən müxtəlif və dinamik bir sahədir. Mexanik sistemlərin dizaynı və inkişafı ilə mexaniki mühəndislər müxtəlif sənaye sahələrinə və gündəlik həyatımıza əhəmiyyətli təsir göstərirlər. Texnologiya inkişaf etdikcə, mexaniki mühəndislərin rolu genişlənməyə davam edəcək və bu, yeni innovasiyalara və səmərəlilik və davamlılığın təkmilləşdirilməsinə gətirib çıxaracaq.
