Maschinenbau ist eine Disziplin der Technik, die die Grundsätze der Physik und Material-Wissenschaft für Analyse, Design, Herstellung und Wartung von mechanischen Systemen anwendet. Es ist der Zweig der Technik, die mit der Produktion und dem Gebrauch der Hitze und mechanischen Macht für das Design, der Produktion und der Operation von Maschinen und Werkzeugen verbunden ist. Es ist eine der ältesten und breitesten Technikdisziplinen.

Das Technikfeld verlangt ein Verstehen von Kernkonzepten einschließlich Mechanik, kinematics, Thermodynamik, Material-Wissenschaft und Strukturanalyse. Mechanische Ingenieure verwenden diese Kerngrundsätze zusammen mit Werkzeugen wie computergestützte Technik und Produktlebenszyklus-Management, um Produktionsanlagen, Industrieausrüstung und Maschinerie, Heizung und Kühlsysteme, Transportsysteme, Flugzeug, Wasserfahrzeug, Robotertechnik, medizinische Geräte und mehr zu entwerfen und zu analysieren.

Maschinenbau ist als ein Feld während der industriellen Revolution in Europa im 18. Jahrhundert erschienen; jedoch kann seine Entwicklung zurück mehrere tausend Jahre um die Welt verfolgt werden. Maschinenbau-Wissenschaft ist im 19. Jahrhundert infolge Entwicklungen im Feld der Physik erschienen. Das Feld hat sich ständig entwickelt, um Förderungen in der Technologie zu vereinigen, und mechanische Ingenieure verfolgen heute Entwicklungen in solchen Feldern wie Zusammensetzungen, mechatronics, und Nanotechnologie. Maschinenbau überlappt mit der Raumfahrttechnik, Dienstleistungstechnik, Hoch- und Tiefbau, Elektrotechnik, Erdöltechnik und chemische Technik zum Verändern von Beträgen bauend.

Entwicklung

Anwendungen des Maschinenbaus werden in den Aufzeichnungen von vielen alten und mittelalterlichen Gesellschaften überall im Erdball gefunden. Im alten Griechenland, den Arbeiten von Archimedes (287 v. Chr. 212 v. Chr.) tief beeinflusste Mechanik in der Westtradition und dem Reiher Alexandrias (c. 10-70 n.Chr.) hat die erste Dampfmaschine geschaffen. In China hat Zhang Heng (78-139 n.Chr.) eine Wasseruhr verbessert und hat einen Seismographen erfunden, und Ma Jun (200-265 n.Chr.) hat einen Kampfwagen mit Ausgleichsgetrieben erfunden. Der mittelalterliche chinesische horologist und Ingenieur Su Song (1020-1101 n.Chr.) haben einen Hemmungsmechanismus in seinen astronomischen Glockenturm zwei Jahrhunderte vereinigt, bevor jede Hemmung in Uhren des mittelalterlichen Europas, sowie dem ersten bekannten endlosen Macht übersendenden Kettenlaufwerk in der Welt gefunden werden kann.

Während der Jahre vom 7. bis das 15. Jahrhundert hat das Zeitalter das islamische Goldene Zeitalter genannt, es gab bemerkenswerte Beiträge von Erfindern Moslem im Feld der mechanischen Technologie. Al-Jazari, der einer von ihnen war, hat sein berühmtes Buch von Kenntnissen von Genialen Mechanischen Geräten 1206 geschrieben, und hat viele mechanische Designs präsentiert. Wie man auch betrachtet, ist er der Erfinder solcher mechanischen Geräte, die jetzt die sehr grundlegenden von Mechanismen, wie die Kurbelwelle und Steuerwelle bilden.

Wichtige Durchbrüche in den Fundamenten des Maschinenbaus sind in England während des 17. Jahrhunderts vorgekommen, als Herr Isaac Newton sowohl die drei Newtonschen Gesetze der Bewegung formuliert hat als auch Rechnung, die mathematische Basis der Physik entwickelt hat. Newton hat sich dagegen gesträubt, seine Methoden und Gesetze seit Jahren zu veröffentlichen, aber er wurde schließlich überzeugt, so durch seine Kollegen wie Herr Edmund Halley viel zum Vorteil der ganzen Menschheit zu tun.

Während des Anfangs des 19. Jahrhunderts in England, Deutschland und Schottland, hat die Entwicklung von Werkzeugmaschinen Maschinenbau dazu gebracht, sich als ein getrenntes Feld innerhalb der Technik zu entwickeln, Produktionsmaschinen und die Motoren zur Verfügung stellend, um sie anzutreiben. Die erste britische Berufsgesellschaft von mechanischen Ingenieuren wurde 1847 Einrichtung von Mechanischen Ingenieuren dreißig Jahre gebildet, nachdem die Ingenieure die erste derartige Berufsgesellschaftseinrichtung von Ingenieuren gebildet haben. Auf dem europäischen Kontinent hat Johann Von Zimmermann (1820-1901) die erste Fabrik gegründet, um Maschinen in Chemnitz (Deutschland) 1848 zu schleifen.

In den Vereinigten Staaten wurde die amerikanische Gesellschaft von Mechanischen Ingenieuren (ASME) 1880 gebildet, das dritte solche Berufstechnikgesellschaft, nach der amerikanischen Gesellschaft von Ingenieuren (1852) und das amerikanische Institut für Bergbauingenieure (1871) werdend. Die ersten Schulen in den Vereinigten Staaten, um eine Technikausbildung anzubieten, waren die USA-Militärakademie 1817, eine Einrichtung jetzt bekannt als Norwich Universität 1819 und Polytechnikum von Rensselaer 1825. Die Ausbildung im Maschinenbau hat auf einem starken Fundament in der Mathematik und Wissenschaft historisch basiert.

Ausbildung

Grade im Maschinenbau werden an Universitäten weltweit angeboten. In Brasilien, Irland, den Philippinen, China, Griechenland, der Türkei, Nordamerika, dem Südlichen Asien, Indien und dem Vereinigten Königreich, nehmen Maschinenbau-Programme normalerweise vier bis fünf Jahre der Studie und laufen auf einen Bakkalaureus der Naturwissenschaften (B.Sc), Technik des Bakkalaureus der Naturwissenschaften (B.ScEng), Junggeselle der Technik (B.Eng), Junggeselle der Technologie (B.Tech) oder Junggeselle der Angewandten Naturwissenschaft (B.A.Sc) Grad, in oder mit der Betonung im Maschinenbau hinaus. In Spanien, Portugal und dem grössten Teil Südamerikas, wo weder BSc noch BTech Programme angenommen worden sind, ist der offizielle Name für den Grad "Mechanischer Ingenieur", und die Kurs-Arbeit basiert auf fünf oder sechs Jahren der Ausbildung. In Italien basiert die Kurs-Arbeit auf fünf Jahren der Ausbildung, aber um sich als ein Ingenieur zu qualifizieren, müssen Sie eine Zustandprüfung am Ende des Kurses bestehen.

In Australien werden Maschinenbau-Grade als Junggeselle der ähnlichen oder (Mechanischen) Techniknomenklatur zuerkannt, obwohl es eine steigende Zahl von Spezialisierungen gibt. Der Grad nimmt vier Jahre der ganztägigen Studie, um zu erreichen. Um Qualität in Technikgraden Ingenieure zu sichern, akkreditiert Australien Technikgrade, die von australischen Universitäten in Übereinstimmung mit der globalen Washingtoner Übereinstimmung zuerkannt sind. Bevor der Grad zuerkannt werden kann, muss der Student mindestens 3 Monate auf der Job-Arbeitserfahrung in einer Maschinenbaufirma vollenden. Ähnliche Systeme sind auch in Südafrika da und werden vom Technikrat Südafrikas (ECSA) beaufsichtigt.

In den Vereinigten Staaten werden die meisten Studentenmaschinenbau-Programme vom Akkreditierungsausschuss für die Technik akkreditiert, und Technologie (BEGÜNSTIGEN), um ähnliche Kurs-Voraussetzungen und Standards unter Universitäten zu sichern. Die BEGÜNSTIGEN Website verzeichnet 276 akkreditierte Maschinenbau-Programme bezüglich am 19. Juni 2006. Maschinenbau-Programme in Kanada werden von Canadian Engineering Accreditation Board (CEAB) akkreditiert, und die meisten anderen Länder, die Technikgrade anbieten, haben ähnliche Akkreditierungsgesellschaften.

Einige mechanische Ingenieure setzen fort, einen Grad nach dem ersten akademischen Grad wie ein Master der Technik, Master der Technologie, Diplomierter in einer der exakten Wissenschaften, Master des Technikmanagements zu verfolgen (MEng. Mgt oder MEM), ein Doktor in der Technik (EngD, Dr.) oder ein Grad eines Ingenieurs. Die Grade des Masters und Ingenieurs können oder können Forschung nicht einschließen. Der Doktor schließt einen bedeutenden Forschungsbestandteil ein und wird häufig als der Zugang-Punkt zur Akademie angesehen. Der Grad des Ingenieurs besteht an einigen Einrichtungen an einem Zwischenniveau zwischen dem Magisterabschluss und dem Doktorat.

Coursework

Von der Akkreditierungsgesellschaft jedes Landes festgelegte Standarde sind beabsichtigt, um Gleichförmigkeit im grundsätzlichen unterworfenen Material zur Verfügung zu stellen, Kompetenz unter graduierenden Ingenieuren zu fördern, und Vertrauen zum Technikberuf als Ganzes aufrechtzuerhalten. Technikprogramme in den Vereinigten Staaten sind zum Beispiel dadurch erforderlich BEGÜNSTIGEN, um zu zeigen, dass ihre Studenten beruflich sowohl in thermischen als auch in mechanischen Systemgebieten "arbeiten können." Die spezifischen Kurse, die erforderlich sind, jedoch zu graduieren, können sich vom Programm bis Programm unterscheiden. Universitäten und Institute für die Technologie werden häufig vielfache Themen in eine einzelne Klasse verbinden oder ein Thema in vielfache Klassen, abhängig von der Fakultät verfügbar und das größere Gebiet (E) der Universität der Forschung spalten.

Die grundsätzlichen Themen des Maschinenbaus schließen gewöhnlich ein:

• Statik und Dynamik
• Kraft von Materialien und fester Mechanik
• Instrumentierung und Maß
• Electrotechnology
• Elektronik
• Thermodynamik, Wärmeübertragung, Energiekonvertierung und HVAC
• Verbrennen, Automobilmotoren, Brennstoffe
• Flüssige Mechanik und flüssige Dynamik
• Mechanismus-Design (einschließlich kinematics und Dynamik)
• Produktionstechnik, Technologie oder Prozesse
• Hydraulik und Pneumatik
• Mathematik - insbesondere Rechnung, Differenzialgleichungen und geradlinige Algebra.
• Technikdesign
• Produktdesign
• Mechatronics und Steuerungstheorie
• Materielle Technik
• Designtechnik, das Zeichnen, computergestützte Design (CAD) (einschließlich des festen Modellierens), und computergestützte Herstellung (CAM)

auch erwartet, verstehen mechanische Ingenieure und sind im Stande, grundlegende Konzepte von Chemie, Physik, chemischer Technik, Hoch- und Tiefbau und Elektrotechnik anzuwenden. Programme des am meisten Maschinenbaus schließen vielfache Halbjahre der Rechnung ein, sowie haben mathematische Konzepte einschließlich Differenzialgleichungen, teilweiser Differenzialgleichungen, geradliniger Algebra, abstrakter Algebra und Differenzialgeometrie, unter anderen vorgebracht.

Zusätzlich zum Kernmaschinenbau-Lehrplan bieten viele Maschinenbau-Programme mehr spezialisierte Programme und Klassen, wie Robotertechnik, Transport und Logistik, Kryogenik, Kraftstofftechnologie, Automobiltechnik, biomechanics, Vibrieren, Optik und andere an, wenn eine getrennte Abteilung für diese Themen nicht besteht.

Programme des am meisten Maschinenbaus verlangen auch unterschiedliche Beträge der Forschung oder Gemeinschaftsprojekte, praktische problemlösende Erfahrung zu gewinnen. In den Vereinigten Staaten ist es für Maschinenbau-Studenten üblich, ein oder mehr Praktika zu vollenden, während man studiert, obwohl das von der Universität nicht normalerweise beauftragt wird. Kooperative Ausbildung ist eine andere Auswahl.

Lizenz

Ingenieure können Lizenz von einer staatlichen, provinziellen oder nationalen Regierung suchen. Der Zweck dieses Prozesses ist sicherzustellen, dass Ingenieure die notwendigen Fachkenntnisse, wirkliche Erfahrung und Kenntnisse des lokalen Rechtssystems besitzen, um Technik an einem Berufsniveau zu üben. Einmal bescheinigt wird dem Ingenieur der Titel des Berufsingenieurs (in den Vereinigten Staaten, Kanada, Japan, Südkorea, Bangladesch und Südafrika), Gecharterter Ingenieur (im Vereinigten Königreich, Irland, Indien und Simbabwe), Gecharterter Berufsingenieur (in Australien und Neuseeland) oder europäischer Ingenieur (viel von der Europäischen Union) gegeben. Nicht alle mechanischen Ingenieure beschließen, lizenziert zu werden; diejenigen, die tun, können als Gecharterte oder Berufliche Ingenieure durch den postnominellen Titel P.E bemerkenswert sein. P.Eng. oder C.Eng. als in: Mike Thompson, P.Eng.

In den Vereinigten Staaten, um ein lizenzierter Berufsingenieur zu werden, muss ein Ingenieur den umfassenden FE (Grundlagen der Technik) Prüfung, Arbeit eine gegebene Zahl von Jahren als Engineering Intern (EI) oder Ingenieur in der Ausbildung (EIT) passieren, und schließlich die "Grundsätze und Praxis" oder PE passieren (Ingenieur oder Berufsingenieur übend), Prüfungen.

In den Vereinigten Staaten werden die Voraussetzungen und Schritte dieses Prozesses vom Nationalen Rat von Prüfern für die Technik dargelegt und (NCEES), ein nationales gemeinnütziges Darstellen aller Staaten Überblickend. Im Vereinigten Königreich verlangen aktuelle Absolventen einen BEng plus ein passender Master-Grad oder ein einheitlicher MEng Grad, ein Minimum von 4 Jahren Postabsolvent auf der Job-Befähigungsentwicklung, und ein Gleicher hat Projektbericht im Kandidat-Spezialisierungsgebiet nachgeprüft, um gechartert durch die Einrichtung von Mechanischen Ingenieuren zu werden.

In den meisten modernen Ländern, bestimmten Technikaufgaben, wie das Design von Brücken, müssen elektrische Kraftwerke und chemische Werke, von einem Berufsingenieur oder einem Gecharterten Ingenieur genehmigt werden. "Nur ein lizenzierte Ingenieur kann zum Beispiel vorbereiten, unterzeichnen, siegeln und Technikpläne und Zeichnungen zu einer Behörde zur Ansicht und Billigung vorlegen, oder Technikarbeit für öffentliche und private Kunden zu siegeln." Diese Voraussetzung kann in die staatliche und provinzielle Gesetzgebung, solcher als in den kanadischen Provinzen, zum Beispiel Ontario oder Quebecs Ingenieur-Gesetz geschrieben werden.

In anderen Ländern, wie Australien, besteht keine solche Gesetzgebung; jedoch praktisch erhalten alle bezeugenden Körper einen Code der Ethik aufrecht, die der Gesetzgebung unabhängig ist, die sie annehmen, dass alle Mitglieder durch oder Risikoausweisung erwarten.

Gehälter und Belegschaft-Statistik

Die Gesamtzahl von Ingenieuren, die in den Vereinigten Staaten 2009 angestellt sind, war ungefähr 1.6 Millionen. Dieser, 239,000 waren mechanische Ingenieure (14.9 %), die zweitgrößte Disziplin durch die Größe hinter dem bürgerlichen (278,000). Die Gesamtzahl von Maschinenbau-Jobs 2009 wurde geplant, um um 6 % im Laufe des nächsten Jahrzehnts mit durchschnittlichen Startgehältern zu wachsen, die 58,800 $ mit einem Vordiplom sind. Das jährliche Mitteleinkommen von mechanischen Ingenieuren in der amerikanischen Belegschaft war ungefähr 74,900 $. Diese Zahl war am höchsten, als sie für die Regierung (86,250 $), und am niedrigsten in der Ausbildung (63,050 $) gearbeitet hat.

2007 haben kanadische Ingenieure einen Durchschnitt von 29.83 CAD$ pro Stunde mit 4-%-Arbeitslosem gemacht. Der Durchschnitt für alle Berufe war 18.07 $ pro Stunde mit 7-%-Arbeitslosem. Zwölf Prozent dieser Ingenieure waren selbstständig, und seit 1997 hatte sich das Verhältnis von weiblichen Ingenieuren zu 6 % erhoben.

Moderne Werkzeuge

Viele Maschinenbau-Gesellschaften, besonders diejenigen in industrialisierten Nationen, haben begonnen, Programme der computergestützten Technik (CAE) in ihr vorhandenes Design und Analyse-Prozesse einschließlich des 2. und 3D festen modellierenden computergestützten Designs (CAD) zu vereinigen. Diese Methode hat viele Vorteile, einschließlich der leichteren und mehr erschöpfenden Vergegenwärtigung von Produkten, die Fähigkeit, virtuelle Bauteile von Teilen und die Bequemlichkeit des Gebrauches im Entwerfen von Paarungsschnittstellen und Toleranz zu schaffen.

Andere CAE von mechanischen Ingenieuren allgemein verwendete Programme schließen Werkzeuge des Produktlebenszyklus-Managements (PLM) ein, und Analyse-Werkzeuge haben gepflegt, komplizierte Simulationen durchzuführen. Analyse-Werkzeuge können verwendet werden, um Produktantwort auf erwartete Lasten, einschließlich des Erschöpfungslebens und manufacturability vorauszusagen. Diese Werkzeuge schließen begrenzte Element-Analyse (FEA), rechenbetonte flüssige Dynamik (CFD) und computergestützte Herstellung (CAM) ein.

Mit CAE Programmen kann eine mechanische Designmannschaft den Designprozess schnell und preiswert wiederholen, um ein Produkt zu entwickeln, das besser Kosten, Leistung und andere Einschränkungen entspricht. Kein physischer Prototyp muss geschaffen werden, bis sich das Design Vollziehung nähert, Hunderten oder Tausenden von Designs erlaubend, statt eines Verwandten wenige bewertet zu werden. Außerdem können CAE Analyse-Programme komplizierte physische Phänomene modellieren, die mit der Hand, wie viscoelasticity, komplizierter Kontakt zwischen Paarungsteilen oder nichtnewtonische Flüsse nicht gelöst werden können.

Da Maschinenbau beginnt, sich mit anderen Disziplinen, wie gesehen, in mechatronics zu verschmelzen, wird mehrdisziplinarische Designoptimierung (MDO) mit anderen CAE Programmen verwendet, um den wiederholenden Designprozess zu automatisieren und zu verbessern. Die MDO Werkzeug-Hülle um vorhandene CAE-Prozesse, Produkteinschätzung erlaubend, sogar nach dem Analytiker weiterzugehen, geht für den Tag nach Hause. Sie verwerten auch hoch entwickelte Optimierungsalgorithmen, um mögliche Designs intelligenter zu erforschen, häufig bessere, innovative Lösungen schwieriger mehrdisziplinarischer Designprobleme findend.

Subdisziplinen

Vom Feld des Maschinenbaus kann als eine Sammlung von vielen Maschinenbau-Wissenschaftsdisziplinen gedacht werden. Mehrere dieser Subdisziplinen, die normalerweise am Studentenniveau unterrichtet werden, werden unten, mit einer kurzen Erklärung und der allgemeinsten Anwendung von jedem verzeichnet. Einige dieser Subdisziplinen sind zum Maschinenbau einzigartig, während andere eine Kombination des Maschinenbaus und der einer oder mehr anderen Disziplinen sind. Der grösste Teil der Arbeit, dass ein mechanischer Ingenieur Gebrauch-Sachkenntnisse und Techniken von mehreren dieser Subdisziplinen, sowie spezialisierter Subdisziplinen tut. Spezialsubdisziplinen, wie verwendet, in diesem Artikel, werden mit größerer Wahrscheinlichkeit das Thema von Absolventenstudien oder praktischer Ausbildung sein als Studentenforschung. Mehrere Spezialsubdisziplinen werden in dieser Abteilung besprochen.

Mechanik

Mechanik, ist im allgemeinsten Sinn, der Studie von Kräften und ihrer Wirkung auf die Sache. Gewöhnlich wird Technikmechanik verwendet, um die Beschleunigung und Deformierung (sowohl elastisch als auch Plastik) Gegenstände unter bekannten Kräften (auch genannt Lasten) oder Betonungen zu analysieren und vorauszusagen. Subdisziplinen der Mechanik schließen ein

• Statik, die Studie von nichtbewegenden Körpern unter bekannten Lasten, wie Kräfte statische Körper betreffen
• Dynamik (oder Kinetik), die Studie dessen, wie Kräfte bewegende Körper betreffen
• Mechanik von Materialien, die Studie dessen, wie verschiedene Materialien unter verschiedenen Typen der Betonung deformieren
• Flüssige Mechanik, die Studie dessen, wie Flüssigkeiten auf Kräfte reagieren
• Kinematics, die Studie der Bewegung von Körpern (Gegenstände) und Systeme (Gruppen von Gegenständen), während man die Kräfte ignoriert, die die Bewegung verursachen. Kinematics wird häufig im Design und der Analyse von Mechanismen verwendet.
• Kontinuum-Mechanik, eine Methode, Mechanik anzuwenden, die annimmt, dass Gegenstände (aber nicht) dauernd

Mechanische Ingenieure verwenden normalerweise Mechanik im Design oder den Analyse-Phasen der Technik. Wenn das Technikprojekt das Design eines Fahrzeugs war, könnte Statik verwendet werden, um den Rahmen des Fahrzeugs zu entwerfen, um zu bewerten, wo die Betonungen am intensivsten sein werden. Dynamik könnte verwendet werden, als man den Motor des Autos entworfen hat, um die Kräfte in den Kolben und Nocken als die Motorzyklen zu bewerten. Die Mechanik von Materialien könnte verwendet werden, um passende Materialien für den Rahmen und Motor zu wählen. Flüssige Mechanik könnte verwendet werden, um ein Lüftungssystem für das Fahrzeug zu entwerfen (sieh HVAC), oder das Aufnahme-System für den Motor zu entwerfen.

Mechatronics und Robotertechnik

Mechatronics ist ein zwischendisziplinarischer Zweig des Maschinenbaus, der Elektrotechnik und der Softwaretechnik, die mit Integrierungselektrotechnik und Maschinenbau beschäftigt ist, um hybride Systeme zu schaffen. Auf diese Weise können Maschinen durch den Gebrauch von elektrischen Motoren, Servosystemen und anderen elektrischen Systemen in Verbindung mit der speziellen Software automatisiert werden. Ein allgemeines Beispiel eines mechatronics Systems ist ein CD-ROM-Laufwerk. Mechanische Systeme öffnen und schließen den Laufwerk, spinnen die CD und bewegen den Laser, während ein optisches System die Daten auf der CD liest und sie zu Bit umwandelt. Einheitliche Software kontrolliert den Prozess und teilt den Inhalt der CD zum Computer mit.

Robotertechnik ist die Anwendung von mechatronics, um Roboter zu schaffen, die häufig in der Industrie verwendet werden, um Aufgaben durchzuführen, die gefährlich, unangenehm, oder wiederholend sind. Diese Roboter können jeder Gestalt und Größe sein, aber alle werden vorprogrammiert und wirken physisch mit der Welt aufeinander. Um einen Roboter zu schaffen, verwendet ein Ingenieur normalerweise kinematics (um die Reihe des Roboters der Bewegung zu bestimmen), und Mechanik (um die Betonungen innerhalb des Roboters zu bestimmen).

Roboter werden umfassend in der Industrietechnik verwendet. Sie erlauben Geschäften, Geld auf der Arbeit zu sparen, Aufgaben durchzuführen, die entweder zu gefährlich oder für Menschen zu genau sind, um sie wirtschaftlich durchzuführen, und bessere Qualität zu sichern. Viele Gesellschaften verwenden Montagebänder von Robotern besonders in Automobilindustrien, und einige Fabriken sind so robotized, dass sie durch sich laufen können. Außerhalb der Fabrik sind Roboter in der Bombenbeseitigung, Raumerforschung und vielen anderen Feldern verwendet worden. Roboter werden auch für verschiedene Wohnanwendungen verkauft.

Strukturanalyse

Strukturanalyse ist der Zweig des Maschinenbaus (und auch Hoch- und Tiefbau) gewidmet dem Überprüfen, warum und wie Gegenstände scheitern und die Gegenstände und ihre Leistung zu befestigen. Strukturmisserfolge kommen in zwei allgemeinen Weisen vor: statischer Misserfolg und Erschöpfungsmisserfolg. Statischer Strukturmisserfolg kommt vor, wenn auf den lade (Verwendung einer Kraft) der Gegenstand, der entweder Brechungen wird analysiert, oder plastisch abhängig vom Kriterium für den Misserfolg deformiert wird. Erschöpfungsmisserfolg kommt vor, wenn ein Gegenstand danach mehrer das wiederholte Laden und die Entleerung von Zyklen scheitert. Erschöpfungsmisserfolg kommt wegen Schönheitsfehler im Gegenstand vor: Eine mikroskopische Spalte auf der Oberfläche des Gegenstands wird zum Beispiel ein bisschen mit jedem Zyklus (Fortpflanzung) wachsen, bis die Spalte groß genug ist, um äußersten Misserfolg zu verursachen.

Misserfolg wird als nicht einfach definiert, wenn ein Teil jedoch bricht; es wird als definiert, wenn ein Teil, wie beabsichtigt, nicht funktioniert. Einige Systeme, wie die perforierten Spitzenabteilungen von einigen Plastikbeuteln, werden entworfen, um zu brechen. Wenn diese Systeme nicht brechen, könnte Misserfolg-Analyse verwendet werden, um die Ursache zu bestimmen.

Strukturanalyse wird häufig von mechanischen Ingenieuren verwendet, nachdem ein Misserfolg vorgekommen ist, oder wenn er vorhat, Misserfolg zu verhindern. Ingenieure verwenden häufig Online-Dokumente und Bücher wie diejenigen, die durch ASM veröffentlicht sind, um ihnen in der Bestimmung des Typs des Misserfolgs und der möglichen Ursachen zu helfen.

Strukturanalyse kann im Büro verwendet werden, wenn man Teile im Feld entwirft, um gefehlte Teile, oder in Laboratorien zu analysieren, wo Teile kontrollierte Misserfolg-Tests erleben könnten.

Thermodynamik und Thermowissenschaft

Thermodynamik ist eine angewandte Naturwissenschaft, die in mehreren Zweigen der Technik einschließlich der mechanischen und chemischen Technik verwendet ist. An seinem einfachsten ist Thermodynamik die Studie der Energie, sein Gebrauch und Transformation durch ein System. Gewöhnlich ist Technikthermodynamik mit sich ändernder Energie von einer Form bis einen anderen beschäftigt. Als ein Beispiel wandeln Automobilmotoren chemische Energie (enthalpy) vom Brennstoff in die Hitze, und dann in die mechanische Arbeit um, die schließlich die Räder dreht.

Thermodynamik-Grundsätze werden von mechanischen Ingenieuren in den Feldern der Wärmeübertragung, thermofluids, und Energiekonvertierung verwendet. Mechanische Ingenieure verwenden Thermowissenschaft, um Motoren und Kraftwerke, Heizung, Lüftung und Klimaanlage (HVAC) Systeme, Hitzeex-Wechsler, Hitzebecken, Heizkörper, Kühlung, Isolierung und andere zu entwerfen.

Design und das Zeichnen

Das Zeichnen oder technische Zeichnung ist die Mittel, durch die mechanische Ingenieur-Designprodukte und Instruktionen für Produktionsteile schaffen. Eine technische Zeichnung kann ein Computermodell oder handgezogene schematische Vertretung aller Dimensionen sein, die notwendig sind, um einen Teil, sowie Zusammenbau-Zeichen, eine Liste von erforderlichen Materialien und andere sachdienliche Information zu verfertigen. Ein amerikanischer mechanischer Ingenieur oder Facharbeiter, der technische Zeichnungen schafft, können einen Urheber oder Zeichner genannt werden. Das Zeichnen ist ein zweidimensionaler Prozess historisch gewesen, aber Programme des computergestützten Designs (CAD) erlauben jetzt dem Entwerfer, in drei Dimensionen zu schaffen.

Instruktionen, für einen Teil zu verfertigen, müssen zur notwendigen Maschinerie, entweder manuell, durch programmierte Instruktionen, oder durch den Gebrauch einer computergestützten Herstellung (CAM) oder vereinigten Programms des CAD/NOCKENS gefüttert werden. Fakultativ kann ein Ingenieur auch einen Teil mit den technischen Zeichnungen manuell verfertigen, aber das wird eine zunehmende Seltenheit mit dem Advent der Herstellung des Computers numerisch kontrolliert (CNC). Ingenieure verfertigen in erster Linie manuell Teile in den Gebieten von angewandten Spray-Überzügen, Schlüssen und anderen Prozessen, die durch eine Maschine nicht wirtschaftlich oder praktisch getan werden können.

Das Zeichnen wird in fast jeder Subdisziplin des Maschinenbaus, und durch viele andere Zweige der Technik und Architektur verwendet. Dreidimensionale Modelle das geschaffene Verwenden der CAD-Software werden auch in der begrenzten Element-Analyse (FEA) und rechenbetonten flüssigen Dynamik (CFD) allgemein verwendet.

Grenzen der Forschung

Mechanische Ingenieure stoßen ständig die Grenzen dessen, was physisch möglich ist, um sicherere, preiswertere und effizientere Maschinen und mechanische Systeme zu erzeugen. Einige Technologien an der Schneide des Maschinenbaus werden unten verzeichnet (sieh auch Forschungstechnik).

Elektromechanische Mikrosysteme (MEMS)

Mikron-Skala mechanische Bestandteile wie Frühlinge, Getriebe, fluidic und Wärmeübertragungsgeräte wird von einer Vielfalt von Substrat-Materialien wie Silikon, Glas und Polymer wie SU8 fabriziert. Beispiele von MEMS Bestandteilen sind die Beschleunigungsmesser, die als Autoluftsack-Sensoren, moderne Mobiltelefone, Gyroskope für die genaue Positionierung und microfluidic in biomedizinischen Anwendungen verwendeten Geräte verwendet werden.

Reibungsrühren-Schweißen (FSW)

Reibungsrühren-Schweißen, ein neuer Typ des Schweißens, wurde 1991 von The Welding Institute (TWI) entdeckt. Dieser innovative unveränderliche Staat (Nichtfusion) Schweißtechnik schließt sich Materialien vorher un-weldable einschließlich mehrerer Aluminiumlegierung an. Es kann eine wichtige Rolle im zukünftigen Aufbau von Flugzeugen spielen, potenziell Niete ersetzend. Der aktuelle Gebrauch dieser Technologie schließt bis heute Schweißen der Nähte Aluminiumhauptraumfähre Außenzisterne, Orion Mannschaft-Fahrzeugtestartikel, Boeing Delta II und Delta IV Verbrauchbare Boosterraketen und der Falke von SpaceX 1 Rakete, Rüstungsüberzug für amphibische Sturmschiffe und Schweißen der Flügel und Rumpf-Tafeln der neuen Eklipse 500 Flugzeuge von der Eklipse-Luftfahrt unter einer zunehmend wachsenden Lache des Gebrauches ein.

Zusammensetzungen

Zusammensetzungen oder zerlegbare Materialien sind eine Kombination von Materialien, die verschiedene physische Eigenschaften zur Verfügung stellen als jedes Material getrennt. Die zerlegbare materielle Forschung innerhalb des Maschinenbaus konzentriert sich normalerweise darauf, zu entwickeln (und nachher Anwendungen für findend), stärkere oder starrere Materialien, während sie versucht, Gewicht, Empfänglichkeit für die Korrosion und andere unerwünschte Faktoren zu reduzieren. Kohlenstoff-Faser hat Zusammensetzungen zum Beispiel verstärkt, sind in solchen verschiedenen Anwendungen als Raumfahrzeug und Angelruten verwendet worden.

Mechatronics

Mechatronics ist die synergistische Kombination des Maschinenbaus, der Elektronischen Technik und der Softwaretechnik. Der Zweck dieses zwischendisziplinarischen Technikfeldes ist die Studie der Automation von einer Technikperspektive und dient den Zwecken, fortgeschrittene hybride Systeme zu kontrollieren.

Nanotechnologie

An den kleinsten Skalen wird Maschinenbau Nanotechnologie — dessen eine spekulative Absicht ist, einen molekularen Monteur zu schaffen, um Moleküle und Materialien über mechanosynthesis zu bauen. Weil, jetzt wo Absicht innerhalb der Forschungstechnik bleibt.

Begrenzte Element-Analyse

Dieses Feld ist nicht neu, weil die Basis von Finite Element Analysis (FEA) oder Finite Element Method (FEM) bis 1941 zurückgeht. Aber die Evolution von Computern hat FEM eine lebensfähige Auswahl für die Analyse von Strukturproblemen gemacht. Viele kommerzielle Codes wie ANSYS, Nastran und ABAQUS werden in der Industrie für die Forschung und das Design von Bestandteilen weit verwendet. Calculix ist eine offene Quelle und freies begrenztes Element-Programm.

Andere Techniken wie begrenzte Unterschied-Methode (FDM) und begrenzt-bändige Methode (FVM) werden verwendet, um Probleme zu beheben, die Hitze und Massenübertragung, Flüssigkeitsströmungen, flüssige Oberflächenwechselwirkung usw. verbinden.

Biomechanics

Biomechanics ist die Anwendung mechanischer Grundsätze zu biologischen Systemen, wie Menschen, Tiere, Werke, Organe und Zellen.

Biomechanics ist nah mit der Technik verbunden, weil es häufig traditionelle Technikwissenschaften verwendet, um biologische Systeme zu analysieren. Einige einfache Anwendungen der Newtonischen Mechanik und/oder Material-Wissenschaften können richtige Annäherungen an die Mechanik von vielen biologischen Systemen liefern.

Zusammenhängende Felder

Produktions-Technik- und Raumfahrttechnik wird manchmal mit dem Maschinenbau gruppiert. Ein Vordiplom in diesen Gebieten wird normalerweise einen Unterschied von einigen Spezialklassen haben.

Siehe auch

• Bauende Beamte
• Das Gebäude der Dienstleistungstechnik
• Elektrische Fahrzeugkonvertierung
• Technik, die zieht
• Felder der Technik
• Liste von historischen Maschinenbau-Grenzsteinen
• Liste von Erfindern
• Liste von Maschinenbau-Themen
• Liste von mechanischen Ingenieuren
• Maschinenbau-Technologie
• Patent
• Zusammenhängende Zeitschriften
• Retrofit
• Einfache Maschine

Vereinigungen

• Amerikanische Gesellschaft der Heizung, des Kühlens und der Klimaanlage von Ingenieuren (ASHRAE)
• Amerikanische Gesellschaft von mechanischen Ingenieuren (ASME)
• Sigma von Pi Tau (Maschinenbau-Ehre-Gesellschaft)
• Gesellschaft von Automobilingenieuren
• Gesellschaft von Frau-Ingenieuren
• Einrichtung von mechanischen Ingenieuren (IMechE) (Briten)
• Gecharterte Einrichtung, Dienstleistungsingenieure (CIBSE) (Briten) zu bauen
• Pakistan Engineering Council (PEC)

Wikibooks

Zeichen und Verweisungen

Weiterführende Literatur

Links

• Kinematische Modelle für das Design Digitalbibliothek (KMODDL) - Kino und Fotos von Hunderten von Arbeitsmodellen der mechanischen Systeme an der Universität von Cornell. Auch schließt eine E-Buchbibliothek von klassischen Texten auf dem mechanischen Design und der Technik ein.
• Maschinenbau - Globale Gemeinschaft und Plattform, die alle mechanischen Ingenieure verbindet.
• Technikbewegung - Maschinenbau-Videos.