موضوع مقاله: تاریخچه مهندسی مکانیک | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # تاریخچه مهندسی مکانیک | مقدمه: مهندسی مکانیک رشته‌ای است که بر مفهوم استفاده از ضرب‌کننده‌های نیرو، اجزای متحرک و ماشین‌ها متمرکز است. | ## بخش 1: تاریخچه مهندسی مکانیک | طلوع تمدن تا اوایل قرون وسطی مهندسی در تمدن اولیه به عنوان یک رشته عمومی برای ایجاد سازه‌های در مقیاس بزرگ مانند آبیاری، معماری و پروژه‌های نظامی پدید آمد. پیشرفت در تولید مواد غذایی از طریق آبیاری به بخشی از جمعیت اجازه داد تا در بابل باستان متخصص شوند. چرخ به همراه مکانیزم چرخ و محور در هزاره پنجم قبل از میلاد در بین‌النهرین (عراق امروزی) اختراع شد. مکانیسم اهرمی برای اولین بار حدود ۵۰۰۰ سال پیش در خاور نزدیک ظاهر شد، جایی که در مقیاس ساده تعادل و برای جابجایی اجسام بزرگ در فناوری مصر باستان استفاده می‌شد. این اهرم همچنین در دستگاه بالابر آب سایه، اولین ماشین جرثقیل، که در حدود ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد در بین‌النهرین ظاهر شد، و سپس در فناوری مصر باستان در حدود ۲۰۰۰ قبل از میلاد استفاده شد. اولین شواهد مربوط به قرقره‌ها به بین‌النهرین در اوایل هزاره دوم قبل از میلاد و مصر باستان در طول سلسله دوازدهم (۱۹۹۱–۱۸۰۲ قبل از میلاد) برمی گردد. پیچ، آخرین ماشین‌های ساده‌ای که اختراع شد، برای اولین بار در بین‌النهرین در دوره نوآسوری (۹۱۱–۶۰۹) قبل از میلاد ظاهر شد. اهرام مصر با استفاده از سه دستگاه از شش ماشین ساده، صفحه شیبدار، گوه و اهرم ساخته شدند تا ساختارهایی مانند هرم بزرگ جیزه ایجاد کنند. آنها اولین کسانی نبودند که آنها را توسعه دادند، اما روی چرخ و ارابه پیشرفت کردند. آنها از محورهای قابل چرخش در واگن‌های خود استفاده کردند که امکان چرخش آسان را فراهم می‌کرد. آنها همچنین یکی از اولین ارتش‌هایی بودند که از برج محاصره قابل حرکت و قوچ ضربتی استفاده کردند. قرقره در ۱۵۰۰ سال قبل از میلاد در بین‌النهرین ظاهر شد و حمل و نقل آب را بهبود بخشید. باستان‌شناس آلمانی رابرت کولدوی دریافت که باغ‌های معلق احتمالاً از یک پمپ مکانیکی که توسط این قرقره‌ها نیرو می‌گیرد برای انتقال آب به باغ‌های پشت بام استفاده می‌کند. بین‌النهرین‌ها با جایگزینی «جایگزینی حرکت پیوسته به جای حرکت متناوب، و چرخش به جای حرکت رفت و برگشت» در سال ۱۲۰۰ قبل از میلاد، حتی بیشتر پیش رفتند. در مصر باستان، پمپ پیچ نمونه دیگری از استفاده از مهندسی برای افزایش راندمان حمل و نقل آب است. اگرچه مصریان اولیه سازه‌های عظیمی مانند اهرام می‌ساختند، اما قرقره‌هایی برای بلند کردن سنگ‌های سنگین ایجاد نکردند و از چرخ بسیار کم استفاده می‌کردند. اولین ماشین‌های عملی که با آب کار می‌کردند، چرخ آبی و آسیاب آبی، برای اولین بار در اوایل قرن چهارم قبل از میلاد در امپراتوری ایران، در عراق و ایران کنونی ظاهر شدند. در یونان باستان، ارشمیدس (۲۸۷–۲۱۲ قبل از میلاد) چندین نظریه کلیدی در زمینه مهندسی مکانیک از جمله مزیت مکانیکی، قانون اهرم، و به خاطر نام او، قانون ارشمیدس ایجاد کرد. این جرثقیل‌ها با چرخ‌های آج انسانی کار می‌کردند و بر اساس سیستم‌های قرقره آب بین‌النهرین اولیه ساخته شده بودند. اولین مورد، دارت را شلیک می‌کرد، اما پیشرفت‌ها امکان پرتاب سنگ به سمت استحکامات یا سازه‌های دشمن را فراهم می‌کرد. | ## بخش 2: تاریخچه مهندسی مکانیک | در چین، ژانگ هنگ (۷۸–۱۳۹ بعد از میلاد) یک ساعت آبی را بهبود بخشید و یک لرزه‌سنج اختراع کرد. بر روی یک سیستم سیگنال با استفاده از ساعت در امپراتوری بیزانس در سال ۸۵۰ کار کرده است که قسطنطنیه را به مرز سیسیلیان متصل می‌کرد و ادامه ساعت‌های پیچیده شهری در رم شرقی بود. یکی دیگر از دستگاه‌های مکانیکی بزرگ ارگان بود که در سال ۷۵۷ زمانی که کنستانتین پنجم یکی را به پپین کوتاه هدیه داد دوباره معرفی شد. به استثنای چند ماشین، مهندسی و علم در غرب به دلیل فروپاشی امپراتوری روم در اواخر دوران باستان دچار رکود شد. قرون وسطی در طول عصر طلایی اسلامی (قرن ۷ تا ۱۵)، مخترعان مسلمان سهم قابل توجهی در زمینه فناوری مکانیکی داشتند. الجزاری که یکی از آنها بود، کتاب معروف خود را به نام دانش دستگاه‌های مکانیکی مبتکرانه در سال ۱۲۰۶ نوشت و طرح‌های مکانیکی زیادی ارائه کرد. چرخ ریسندگی همچنین پیشروی برای بود که در اوایل انقلاب صنعتی در قرن هجدهم یک پیشرفت کلیدی بود. جین چرخ دنده کِرمی یا محرک حلزونی در شبه قاره هند در اوایل دوران سلطنت دهلی در قرن ۱۳ تا ۱۴ ظاهر شد. ترتیب‌دهنده موسیقی، یک ابزار موسیقی قابل برنامه‌ریزی، قدیمی‌ترین نوع دستگاه قابل برنامه‌ریزی بود. اولین آهنگساز موسیقی یک نوازنده فلوت خودکار بود که توسط برادران بانو موسی اختراع شد و در کتاب ابزارهای مبتکر آنها در قرن نهم توضیح داده شد. ساعت قلعه، یک ساعت نجومی مکانیکی با نیروی آبی که توسط الجزاری اختراع شد، اولین کامپیوتر آنالوگ قابل برنامه‌ریزی بود.Howard R. بسیاری از رودخانه‌های انگلستان و شمال اروپا اجازه استفاده از نیروی آب متحرک را دادند. آسیاب آبی در تولید بسیاری از کالاها مانند مواد غذایی، پارچه، چرم و کاغذ نقش اساسی داشت. این ماشین‌های مورد استفاده از اولین ماشین‌هایی بودند که از چرخ دنده‌ها و چرخ‌دنده‌ها استفاده کردند که بهره‌وری آسیاب‌ها را بسیار افزایش داد. متالورژی در قرون وسطی به میزان زیادی پیشرفت کرد، با آهن با کیفیت بالاتر که امکان ساخت و سازها و طرح‌های مستحکم تر را فراهم می‌کرد. آسیاب‌ها و نیروی مکانیکی منبع ثابتی از ضربات چکش سفر و هوا از دم را فراهم می‌کرد. اگرچه نیروی باد منبعی از انرژی را به دور از املاک کنار رودخانه فراهم می‌کرد و شاهد پیشرفت‌های عظیمی در مهار آن بود، اما نمی‌توانست جایگزین نیروی ثابت و قوی آسیاب آبی شود. در قرن هفدهم، در طول انقلاب علمی، پیشرفت‌های مهمی در پایه‌های مهندسی مکانیک در انگلستان و قاره رخ داد. ریاضیدان و فیزیکدان هلندی کریستیان هویگنس را در سال ۱۶۵۷ اختراع کرد که اولین زمان‌سنج قابل اعتماد برای تقریباً ۳۰۰ سال بود و که به طراحی ساعت و نظریه پشت آن اختصاص داشت. آیزاک نیوتن قوانین حرکت نیوتن را فرموله کرد و حساب دیفرانسیل و انتگرال را توسعه داد که به پایه ریاضی فیزیک تبدیل شد. | ## بخش 3: تاریخچه مهندسی مکانیک | نیوتن سال‌ها تمایلی به انتشار آثار خود نداشت، اما در نهایت توسط همکارانش مانند ادموند هالی او را متقاعد کردند که این کار را انجام دهد. گوتفرید لایبنیتس نیز به توسعه حساب مستقل از نیوتن در این دوره زمانی اعتبار دارد. انقلاب صنعتی در پایان رنسانس، دانشمندان و مهندسان شروع به آزمایش با قدرت بخار کردند. به دلیل طغیان معادن عمیق در انگلستان، که با استفاده از روش‌های جایگزین قابل پمپاژ نبود، نیاز به یک منبع انرژی مؤثر و اقتصادی به وجود آمد. او به‌طور مداوم بر روی بهبود و بازاریابی این اختراع در سراسر انگلستان کار می‌کرد. در همان زمان، دیگران در حال کار بر روی بهبود طراحی سیوری بودند که گرما را به‌طور مؤثر منتقل نمی‌کرد. این طراحی جدید اتلاف گرما را تا حد زیادی کاهش می‌دهد، آب را مستقیماً از موتور حرکت می‌دهد و اجازه می‌دهد تا نسبت‌های مختلفی در آن تعبیه شود. انقلاب صنعتی کارخانه‌های بخار را با استفاده از مفاهیم مهندسی مکانیک به ارمغان آورد. در طول قرن نوزدهم، پیشرفت‌های علوم مواد شروع شد تا امکان پیاده‌سازی موتورهای بخار در لوکوموتیوهای بخار و را فراهم کند و به سرعت سرعت حرکت افراد و کالاها را در سراسر جهان افزایش داد. دلیل این پیشرفت‌ها این بود که ماشین‌های ابزار در انگلستان، آلمان و اسکاتلند توسعه یافتند. اینها به مهندسی مکانیک اجازه داد تا به عنوان یک رشته جداگانه در مهندسی توسعه یابد. مهندسی هوافضا در اوایل قرن بیستم به‌عنوان شاخه‌ای از مهندسی مکانیک توسعه یافت و در نهایت موشک‌ها را نیز دربر گرفت. عصر جدید با ظهور رایانه‌ها در قرن بیستم، روش‌های طراحی و ساخت دقیق تری در دسترس مهندسان قرار گرفت. مهندسان قادرند نیروها و تنش‌های طرح‌ها را از طریق برنامه‌های کامپیوتری شبیه‌سازی کنند. تولید خودکار و کامپیوتری به بسیاری از زمینه‌های جدید از مهندسی مکانیک مانند مهندسی صنایع اجازه ظهور داد. اگرچه اکثر خودروها همچنان با سوخت گازسوز هستند، خودروهای الکتریکی به عنوان یک جایگزین عملی مطرح شده‌اند. به دلیل افزایش پیچیدگی پروژه‌های مهندسی، بسیاری از رشته‌های مهندسی در زمینه‌های فرعی همکاری و تخصص دارند. یکی از این همکاری‌ها در زمینه رباتیک است که در آن مهندسان برق، مهندسین کامپیوتر و مهندسین مکانیک می‌توانند در آن تخصص داشته باشند و با هم کار کنند. مهندسی مکانیک محبوب‌ترین رشته مهندسی برای رشته‌های دانشگاهی در قرن بیست و یکم است. انجمن‌های حرفه ای اولین انجمن حرفه ای مهندسین بریتانیا در سال ۱۸۴۷، سی سال پس از اینکه مهندسان عمران اولین انجمن حرفه ای را تشکیل دادند، در سال ۱۸۴۷ تشکیل شد.R.A. | ## جمع‌بندی | تحصیلات اولین مدارس در ایالات متحده که آموزش مهندسی مکانیک را ارائه کردند، آکادمی نظامی ایالات متحده در سال ۱۸۱۷ بود، مؤسسه ای که اکنون در سال ۱۸۱۹ به عنوان دانشگاه نورویچ شناخته می‌شود، و مؤسسه پلی‌تکنیک رنسلیر در سال ۱۸۲۵.