هندسة ميكانيكية

تاريخ

إن اختراع المحرك البخاري في منتصف القرن التاسع عشر، أعطى مفتاحًا لمصدر الطاقة للثورة الصناعية، ودافعًا كبيرًا لتطوير الآلات بجميع أشكالها. وبالنتيجة، تطور صنف جديد هام في الهندسة يتناول الأدوات والآلات المتطورة، وتلقت اعترافًا رسميًا بها في عام 1847 بتأسيس مؤسسة المهندسين الميكانيكيين في برمنغهام.
نشأت الهندسة الميكانيكية نتيجة الممارسة ومبدأ المحاولة والخطأ من قبل مهندسين مختصين وبطرق علمية في البحث والتصميم والإنتاج. وقد كان الطلب الدائم على الكفاءة سبب في الارتفاع المتزايد لنوعية العمل المطلوب من المهندس الميكانيكي مما يتطلب درجة عالية من التعلم والمهارة.
اهم انجازات حدثت في الهندسة الميكانيكية في إنجلترا خلال القرن السابع عشر عندما قام إسحاق نيوتن  بوضع قوانينه الثلاثة للحركة و تطوير علم الرياضيات و التفاضل، و وضع الأساس الرياضي للفيزياء. خلال أوائل القرن في إنجلترا و اسكتلندا،  ادى اختراع أدوات هندسة ميكانيكية لتطوير الهندسة الميكانيكية  كفرع مستقل في الهندسة، ا. أول جمعية مهنية للمهندسين الميكانيكيين تشكلت في عام 1847 في بريطانيا. أول منظمة أمريكية للمهندسين الميكانيكين تشكلت في عام 1880. المعهد الأمريكي الحربي كان أول جامعة لتدريس هندسة الميكانيك عام 1825.

التعليم

شهادات الهندسة الميكانيكية تُمنح من جامعات عديدة حول العالم، وعادة ما يكون نظام دراسة الهندسة الميكانيكية من أربع إلى خمس سنوات ويمنح في نهاية الدراسة بكالوريوس علوم أو بكالوريوس تكنولوجيا أو بكالوريوس هندسة أو بكالوريوس هندسة تطبيقية. في  قارة أمريكا الشمالية معظم الجامعات التي تدرس هندسة الميكانيك لديها إجازة او شهادة معينة من قبل لجنة التي تفحص المواد التي يتم تدريسها للطلاب قبل الموافقة عليها. خلال السنوات الأربع او الخمس التي يقضيها الطلاب في الجامعة يدرسون الرياضيات, الفيزياء بمختلف انواعها مثل فيزياء السوائل, علم المواد, و بعض لغات البرمجة .بعد الحصول على الشهادة الجامعية, معظم الطلاب يقومون بدراسات عليا للحصول على درجة الدكتوراه او التخصص قبل البدأ بالعمل. بعض الطلاب يساعدون في البحوث العلمية بعد التخرج.

الأدوات الحديثة لمهندس الميكانيك

العديد من شركات الهندسة الميكانيكية أدرجت أنظمة هندسية مُساعِدة باستخدام الحاسب الآلي لعمليات التصميم والتحليل الخاصة بها, وتشمل هذه النظم الرسم الثنائي والثلاثي الأبعاد لنماذجها، وهذه الطريقة لها العديد من المزايا منها تسهيل وتفسير تصور المنتج وإمكانية إجراء تجميع للأجزاء بسهولة وحساب السماحيات المطلوبة والتداخل الواجب توافره قبل بدء عملية التصنيع.
باستخدام البرامج الحاسوبية، يمكن لفريق التصميم الميكانيكي بسرعة و بتكاليف زهيدة انهاء عملية التصميم و التطوير التي تلبي الحاجة على نحو أفضل . ليس من الضروري أن يتم بناء أي  نموذج مادي حتى يقترب التصميم  من الانتهاء بفضل هذه البرامج. ويمكن لهذه البرامج تحليل الظواهر الفيزيائية المعقدة التي يصعب تحليلها بواسطة طرق أخرى، مثل اللزوجة ، والاحتكاك بين السطوح الغير النيوتونية.اصبحت الهندسة الميكانيكية متداخلة مع العديد من الاختصاصات الأخرى بفضل هذه البرامج. يستخدم المهندسون خوارزميات المعقدة  لاستكشاف المزيد من التصاميم الممكنة و إيجاد حلول  أفضل للمشاكل الصعبة. هذه البرامج الحاسوبية تتضمن  (finite element analysis (FEA و CFD و CAM

علاقة هندسة الميكانيك بالعلوم الأخرى

حديثا تم دمج هندسة الميكانيك مع الطب لتشكيل الهندسة الطبية الحيوية تعتمد على القوانين الهندسية لصناعة آلات طبية. لهندسة الميكانيك أيضا علاقة مباشرة مع الهندسة النانونية. عندما يتعامل المهندسون مع جزيئات صغيرة للغاية, تتحول اسم الهندسة من ميكانيكية إلى نانونية. تهدف الهندسة النانونية إلى بناء مواد و نسج لها خصائص معينة. إحدى مجالات البحث العلمي في هذا النطاق هو الأجسام النانونية التي تستخدم في بناء الأجهزة الطبية.