Teknik mesin

Pendidikan

Pendidikan untuk teknik mesin ditawarkan di universitas di seluruh dunia. Di Brasil, Irlandia, Cina, Yunani, Turki, Amerika Utara, Asia Selatan, India, Indonesia dan Britania Raya, program teknik mesin diselesaikan dalam waktu 4 atau 5 tahun dan lulus sebagai Sarjana Sains (Bachelor of Science/B.Sc), Sarjana Teknik Sains, Sarjana Teknik (B.Eng), dan Sarjana Teknologi (B.Tech). Di Spanyol, Portugal dan kebanyakan negara Amerika Selatan, nama resmi untuk lulusan teknik mesin adalah Insinyur Teknik (Mechanical Engineer), dan lama pendidikannya bisa 5 atau 6 tahun.
Beberapa insinyur teknik mesin melanjutkan pendidikan pascasarjana mereka dengan mengambil program Master Teknik, Master Teknologi, Master Sains, Master Manajemen Teknik (MEng.Mgt atau MEM), atau Doctor of Philosophy di bagian teknik (EngD, PhD). Studi pada tingkatan master bisa memuat atau tidak memuat penelitian. Doctor of Philosophy memuat banyak penelitian dan biasanya dijadikan pintu masuk untuk para akademisi.

Subdisiplin ilmu

Cabang teknik mesin terdiri dari banyak subdisiplin ilmu lainnya. Beberapa subdisiplin ilmu ini diajarkan di perguruan tinggi di tingkat sarjana (S1). Beberapa dari mereka memang khusus untuk teknik mesin dan beberapa lagi merupakan gabungan dari teknik mesin dengan teknik lainnya.

Kinematika

Kinematika adalah ilmu yang mempelajai pergerakan dari suatu benda dan sistem, tanpa mempedulikan gaya yang menyebabkan pergerakan itu. Osilasi dari piston dalam mesin adalah salah satu contoh sistem kinematika sederhana.
Para insinyur teknik mesin menggunakan kinematika untuk mendesain dan menganalisis mekanisme. Kinematika dapat digunakan untuk menemukan suatu jangkauan pergerakan yang mungkin untuk suatu mekanisme yang diberikan atau kebalikannya, untuk mendesain sebuah mekanisme yang bekerja sesuai dengan jangkauan pergerakan yang diinginkan.

Mekatronika dan robotika

Mekatronika adalah cabang antarilmudisiplin yang menggabungkan teknik mesin, teknik listrik, dan rekayasa perangkat lunak. Dalam hal ini, mesinnya beroperasi secara otomatis melalui penggunaan motor elektrik, servo-mekanisme, dan perangkat eletrikal lainnya dengan penggunaan software khusus. Contoh sistem mekatronika yang paling umum adalah CD-ROM drive. Sistem mekanikal membuka dan menutup drive-nya, memutar CD dan memindah-mindahkan posisi laser, dengan sistem optik membaca data yang ada di CD dan mengubahnya ke bit. Perangkat lunak terintegrasi mengontrol proses tersebut, dan menghubungkan isi dari CD ke komputer.
Robotika adalah aplikasi dari ilmu mekatronika untuk menciptakan sebuah robot, yang biasanya sudah sering digunakan untuk melakukan tugas-tugas berbahaya, tidak menyenangkan, atau juga tugas yang diulang-ulang. Robot ini dapat dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran, semuanya sudah diprogram terlebih dahulu. Seorang insinyur biasanya akan memakai ilmu kinematika dan mekanika dalam menciptakan sebuah robot.
Robot juga digunakan luas dalam teknik industri. Penggunaan robot akan menghemat pengeluaran gaji pegawai, dapat melakukan tugas yang sulit/berbahaya, dan juga untuk menjamin kualitas tetap. Banyak perusahaan, terutama dalam industri otomotif, telah menggunakan robot, sehingga terkadang saking canggihnya, robot itu bisa menjalankan proses produksi itu sendiri sepenuhnya (tidak memerlukan manusia lagi). Untuk penggunaan di luar pabrik, robot digunakan dalam pembuangan bom, penjelajahan angkasa, dan banyak bidang lainnya.

Analisis struktural

Analisis struktural merupakan cabang dari ilmu teknik mesin (dan juga teknik sipil) yang digunakan untuk melihat mengapa dan bagaimana suatu objek mengalami kegagalan. Kegagalan struktural dapat dilihat dengan 2 tipe utama: kegagalan statis (static failure) dan kegagalan kelelahan (fatigue failure). Kegagalan struktural statis muncul ketika suatu benda mendapatkan gaya yang terlalu besar, lalu mengalami deformasi plastis. Kegagalan kelelahan muncul ketika suatu benda mengalami kegagalan (kerusakan) setelah menerima suatu gaya terus-menerus secara berulang-ulang. Suatu objek yang mengalami kegagalan kelelahan biasanya dimulai dengan adanya pecahan mikroskopis pada permukaan objek itu. Seiring berjalannya waktu, pecahan itu akan semakin besar, sampai pada suatu saat "pecahan" itu telah cukup besar untuk menyebabkan suatu kerusakan pada objek tersebut.
Kegagalan pada teknik tidak serta merta didefiniskan ketika suatu benda rusak saja, tetapi juga termasuk ketika mereka tidak dapat beroperasi sebagaimana mestinya.
Analisis struktural digunakan oleh para insinyur teknik mesin setelah munculnya suatu "kegagalan", atau digunakan untuk mendesain benda agar terhindari dari "kegagalan" itu.

Termodinamika dan ilmu-panas

Termodinamika adalah ilmu yang digunakan di beberapa ilmu teknik, termasuk tenik mesin dan teknik kimia. Termodinamika mempelajari energi, penggunaannya, dan cara mengubahnya melalui sistem. Lebih spesifik, termodinamika di dalam teknik lebih mengedepankan bagaimana mengubah energi yang satu ke energi lainnya. Contohnya, mesin mobil mengubah energi kimia yang ada dalam bahan bakar menjadi energi panas, dan kemudian diubah lagi menjadi energi gerak yang akan menggerakkan roda mobil.
Prinsip-prinsip termodinamika digunakan oleh para insinyur teknik mesin di bagian transfer panas, termofluida, dan konversi energi. Mereka menggunakannya untuk mendesain mesin, pembangkit listrik, panas, ventilasi, sistem HVAC, penukar panas, pembuang panas, radiator, kulkas, insulasi, dan lainnya.