Ingeniaritza mekaniko

Ingeniaritza mekanikoa sistema mekanikoak diseinatu, analizatu, ekoiztu eta mantentzeko printzipio matematikoak, materialen zientzietakoak, fisikoak eta ingeniaritzakoak aplikatzen dituen diziplina da.

Ingeniaritza mekanikoa ikasteko, mekanika, dinamika, termodinamika, materialen zientzia, egituren analisia eta elektrizitatea ulertu behar dira, besteak beste. Funtsezko ezagutza horiez gain, ingeniari mekanikoek beste tresna batzuk ere erabiltzen dituzte, adibidez ordenagailuz lagundutako diseinua, ordenagailuz lagundutako fabrikazioa eta produktuen bizitza zikloaren kudeaketa. Ingeniaritza mekanikoaren bidez sortutako objektuak asko dira: fabrikak, ekipamendu industriala, berotze eta hozte sistemak, garraiorako sistemak, hegazkinak, robotak, medikuntzarako gailuak, armak eta abar.

Ingeniaritza mekanikoa Europan sortu zen XVIII. mendeko Industria Iraultzaren baitan, baina bere hastapenak duela milaka urte sortu eta garatu ziren. XIX. mendean, fisikaren garapenak asko bultzatu zuen ingeniaritza mekanikoa. Gaur egun, teknologiaren eboluzioaren ondorioz, lan eremu berriak hartu ditu, adibidez compositeak, mekatronika eta nanoteknologia. Beste ingeniaritza esparru batzuekin gainjartzen da zenbait esparrutan, adibidez ingeniaritza aeroespazialarekin, ingeniaritza elektrikoarekin, ingeniaritza zibilarekin eta abar.

 Historia 
Ingeniaritza mekanikoaren aplikazioa antzinako eta Erdi Aroko hainbat gizartetako artxiboetan ikus daiteke. Antzinako Ekialde Hurbilean ezagutzen ziren sei makina sinple klasikoak; Ziria eta plano inklinatua (arrapala) historiaurretik ezagutzen ziren. Mesopotamiako zibilizazioari egozten zaio hainbat iturrik, batez ere iturri zaharrek, gurpila asmatu izana.Hala ere, azken iturri batzuek iradokitzen dute Mesopotamian zein Ekialdeko Europan modu independentean asmatu zela edo historiaurreko ekialdeko europarrak kredituz gurpilaren asmakuntzarekinPalanka mekanismoa duela 5.000 urte inguru agertu zen lehen aldiz Ekialde Hurbilean, non oreka-eskala sinple batean erabili zen, eta antzinako Egiptoko teknologian objektu handiak mugitzeko. Palanka ura altxatzeko gailuaren itzalpean ere erabili zen, lehen garabi-makina, Mesopotamian agertu zena 3000. urte inguruan K.a. Poleen lehen aztarnak Mesopotamiakoak dira, K.a. II. milurtekoaren hasierakoak 

Ur bidezko lehen makina praktikoak, ur-gurpila eta ur-errota, Persiar Inperioan agertu ziren lehen aldiz, gaur egun Irak eta Iran diren tokietan, K. a. IV. mendearen hasieran. Antzinako Grezian, Arkimedesen lanek (K.a 287-212) eragina izan zuten mekanikan mendebaldeko tradizioan. Antikytherako mekanismo engranatuak K. a. II. mende inguruan asmatutako konputagailu analogikoa izan zen

XVII. mendean, ingeniaritza mekanikoaren oinarrietan aurrerapen garrantzitsuak gertatu ziren Ingalaterran eta kontinentean. Christiaan Huygens matematikari eta fisikari herbeheretarrak pendulu-erlojua asmatu zuen 1657an, ia 300 urtez lehen kronometratzaile fidagarria izan zena, eta erloju-diseinuei eta horien atzean zegoen teoriari eskainitako lan bat argitaratu zuen. Ingalaterran, Isaac Newtonek mugimenduaren legeak formulatu zituen eta kalkulua garatu zuen, fisikaren oinarri matematikoa bihurtuko zena. Newtonek errezeloa izan zuen urteetan bere lanak argitaratzeko, baina, azkenean, horretarako konbentzitu zuten bere lankideek, Edmond Halley kasu. Gottfried Wilhelm Leibniz-i, lehenago kalkulagailu mekaniko bat diseinatu zuenari, kalkulua denbora tarte berean garatu izana ere egozten zaio

XIX. mendearen hasieran, Industria Iraultzan, makina-erreminta garatu zen Ingalaterran, Alemanian eta Eskozian. Horri esker, ingeniaritza mekanikoa eremu bereizi gisa garatu ahal izan zen ingeniaritzaren barruan. Haiekin ekarri zituzten fabrikazio makinak eta horiek elikatzeko motorrak. Ingeniari mekanikoen lehen elkarte profesional britainiarra 1847an sortu zen, Ingeniari Mekanikoen Erakundea, ingeniari zibilek Ingeniari Zibilen lehen elkarte profesionala sortu eta hogeita hamar urtera. Europar kontinentean, Johann von Zimmermannek (1820–1901) 1848an artezteko makinen lehen fabrika sortu zuen Chemnitzen (Alemania). [zitazioa behar du]

 Graduan Landutako Gaiak 
Herrialde bakoitzeko akreditazio-gizarteak ezarritako estandarren helburua da oinarrizko materialari uniformetasuna ematea, ingeniari graduatzaileen arteko gaitasuna sustatzea eta ingeniaritzaren lanbidean konfiantza mantentzea. AEBetako ingeniaritza programak, adibidez, ABETek exijitzen ditu erakusteko bere ikasleek "profesionalki lan egin dezaketela sistema termiko zein mekanikoen arloetan" Graduatzeko behar diren ikastaro espezifikoak, ordea, programa batetik bestera desberdinak izan daitezke. Unibertsitateek eta teknologia-institutuek sarritan konbinatuko dituzte ikasgai ugari ikasgela bakarrean edo ikasgai bat ikasgela anitzetan zatituko dute, eskuragarri dagoen fakultatearen eta unibertsitatearen ikerketa-arlo(ar)en arabera.

Ingeniaritza mekanikorako behar diren funtsezko irakasgaiak hauek izaten dira:

 Matematika (bereziki, kalkulua, ekuazio diferentzialak eta aljebra lineala)
 Oinarrizko zientzia fisikoak (fisika eta kimika barne)
 Estatika eta dinamika
 Materialen erresistentzia eta solidoen mekanika
 Materialen ingeniaritza, konpositeak
 Termodinamika, bero-transferentzia, energia-bihurketa eta HVAC
 Erregaiak, errekuntza, barne-errekuntzako motorra
 Fluidoen mekanika (fluidoen estatika eta fluidoen dinamika barne)
 Mekanismoen eta makinen diseinua (zinematika eta dinamika barne)
 Tresneria eta neurketa
 Fabrikazio-ingeniaritza, teknologia edo prozesuak
 Bibrazioa, kontrolaren teoria eta kontrolaren ingeniaritza
 Hidraulikoa eta pneumatikoa
 Mekatronika eta robotika
 Ingeniaritza diseinua eta produktuen diseinua
 Idazketa, ordenagailuz lagundutako diseinua (CAD) eta ordenagailuz lagundutako fabrikazioa (CAM)

Ingeniari mekanikoek kimikako, fisikako, tribologiako, ingeniaritza kimikoko, ingeniaritza zibileko eta ingeniaritza elektrikoko oinarrizko kontzeptuak ulertu eta aplikatu ahal izatea ere espero da. Ingeniaritza mekanikoko programa guztiek klase matematikoen seihileko ugari dituzte, kalkulua barne, eta kontzeptu matematiko aurreratuak, ekuazio diferentzialak, ekuazio diferentzial partzialak, aljebra lineala, geometria diferentziala eta estatistika barne, besteak beste.

Ingeniaritza mekanikoko oinarrizko curriculumaz gain, ingeniaritza mekanikoko programa askok programa eta klase espezializatuagoak eskaintzen dituzte, hala nola kontrol-sistemak, robotika, garraioa eta logistika, kriogenika, erregaien teknologia, automobilgintzako ingeniaritza, biomekanika, bibrazioa, optika eta beste, gai horietarako aparteko sail bat existitzen ez bada.

 Azpigaiak 
Ingeniaritza mekanikoaren alorra ingeniaritza mekanikoko zientzia-diziplina askoren bildumatzat har daiteke. Jarraian, gradu mailan eman ohi diren hainbat azpi-diziplina zerrendatzen dira, bakoitzaren azalpen labur batekin eta aplikazio ohikoenarekin. Azpidiziplina horietako batzuk ingeniaritza mekanikoaren bakarrak dira, eta beste batzuk, berriz, ingeniaritza mekanikoaren eta beste diziplina baten edo batzuen konbinazioa dira. Ingeniari mekaniko batek egiten dituen lan gehienek azpi-diziplina horietako hainbat trebetasun eta teknika erabiltzen dituzte, baita azpi-diziplina espezializatuak ere. Azpi-diziplina espezializatuek, artikulu honetan erabiltzen den bezala, aukera gehiago dute graduondoko ikasketen edo lanerako prestakuntzaren xede izateko, graduko ikerketak baino. Hainbat azpidiziplina espezializatu aztertzen dira atal honetan.

 Mekanika 
Mekanika, zentzurik orokorrenean, indarren eta materian duten eraginaren azterketa da. Normalean, ingeniaritza mekanika indar (karga ere deitzen zaie) edo esfortzu ezagunen pean dauden objektuen azelerazioa eta deformazioa (elastikoa zein plastikoa) aztertzeko eta aurreikusteko erabiltzen da. Mekanikaren azpidiziplinak dira, besteak beste:

 Estatika, karga ezagunen pean higitzen ez diren gorputzen azterketa, indarrek gorputz estatikoei nola eragiten dieten.
 Dinamikak, indarrek mugitzen diren gorputzei nola eragiten dieten aztertzea. Dinamikak zinematika (mugimenduari, abiadurari eta azelerazioari buruz) eta zinetika (indar eta azelerazio erresultanteei buruz) barne hartzen ditu.
 Materialen mekanika, material ezberdinak nola deformatzen diren aztertzea estres mota ezberdinen pean
 Fluidoen mekanika, fluidoek indarren aurrean nola erreakzionatzen duten aztertzeaNote: fluid mechanics can be further split into fluid statics and fluid dynamics, and is itself a subdiscipline of continuum mechanics. The application of fluid mechanics in engineering is called hydraulics and pneumatics.
 Zinematika, gorputzen (objektuen) eta sistemen (objektu taldeen) higiduraren azterketa, higidura eragiten duten indarrak alde batera uzten dituen bitartean. Zinematika askotan erabiltzen da mekanismoen diseinuan eta analisian.
 Continuum mechanics, objektuak jarraituak (diskretuak izan beharrean) direla onartzen duen mekanika aplikatzeko metodo bat.

Ingeniari mekanikoek mekanika erabili ohi dute ingeniaritzaren diseinu edo analisi faseetan. Ingeniaritza-proiektua ibilgailu baten diseinua balitz, estatikoak erabil litezke ibilgailuaren markoa diseinatzeko, tentsio handienak non izango diren ebaluatzeko. Autoaren motorra diseinatzean dinamika erabil daiteke, motorraren ziklo gisa pistoi eta espeketako indarrak ebaluatzeko. Materialen mekanika markoarentzat eta motorrarentzat egokiak diren materialak aukeratzeko erabil daiteke. Fluidoen mekanika ibilgailurako aireztapen-sistema bat diseinatzeko erabil daiteke (ikus HVAC), edo motorrerako sarrera-sistema diseinatzeko.

 Mekatronika eta robotika 
Mekatronika mekanika eta elektronikaren arteko konbinazioa da. Ingeniaritza mekanikoaren, ingeniaritza elektrikoaren eta software-ingeniaritzaren diziplinarteko adarra da, eta ingeniaritza elektrikoa eta mekanikoa integratzeaz arduratzen da, automatizazio-sistema hibridoak sortzeko. Horrela, makinak automatizatu daitezke motor elektrikoak, serbo-mekanismoak eta beste sistema elektriko batzuk software bereziarekin batera erabiliz. Mekatronika sistema baten adibide arrunt bat CD-ROM unitate bat da. Sistema mekanikoek unitatea ireki eta ixten dute, CDa biratzen dute eta laserra mugitzen dute, sistema optiko batek CDko datuak irakurri eta bit bihurtzen dituen bitartean. Software integratuak prozesua kontrolatzen du eta CDaren edukia ordenagailuari komunikatzen dio.

Robotika robotak sortzeko mekatronikaren aplikazioa da, eta askotan industrian erabiltzen dira arriskutsuak, desatseginak edo errepikakorrak diren lanak egiteko. Robot horiek edozein forma eta tamainatakoak izan daitezke, baina guztiak aurrez programatuta daude eta munduarekin fisikoki elkarreragiten dute. Robot bat sortzeko, ingeniari batek zinematika (robotaren mugimendu-tartea zehazteko) eta mekanika (robotaren barruko tentsioak zehazteko) erabili ohi ditu

Robotak oso erabiliak dira automatizazio industrialeko ingeniaritzan. Enpresei eskulanean dirua aurrezteko aukera ematen diete, gizakiek ekonomikoki egiteko arriskutsuegiak edo zehatzegiak diren lanak egiten dituzte, eta kalitate hobea bermatzen dute. Enpresa askok roboten muntaketa-lerroak erabiltzen dituzte, batez ere automobilgintza-industrietan, eta fabrika batzuk hain daude robotizatuta, ezen berez funtziona baitezakete. Fabrikatik kanpo, robotak erabili dituzte bonbak botatzeko, espazioaren esploraziorako eta beste alor askotarako. Robotak, gainera, hainbat egoitza-aplikaziotarako saltzen dira, aisialditik hasi eta etxeko aplikazioetaraino.

 Egituren analisia 
Egitura-analisia ingeniaritza mekanikoaren adarra da (eta baita ingeniaritza zibilarena ere), objektuek zergatik eta nola huts egiten duten aztertzera eta objektuak eta haien errendimendua finkatzera bideratua. Egitura-akatsak bi modu orokorretan gertatzen dira: hutsegite estatikoa, eta nekearen hutsegitea. Egitura-akats estatikoa gertatzen da, aztertzen ari den objektua kargatzean (indar bat aplikatuta) hautsi edo plastikoki deformatzen denean, hutsegiterako irizpidearen arabera. Neke-akatsa gertatzen da objektu batek huts egiten duenean behin eta berriz kargatzeko eta deskargatzeko ziklo batzuk egin ondoren. Neke-akatsa objektuaren inperfekzioen ondorioz gertatzen da: objektuaren gainazalean dagoen pitzadura mikroskopiko bat, adibidez, apur bat haziko da ziklo bakoitzarekin (hedapena), pitzadura behin betiko porrota eragiteko bezain handia izan arte.

Akatsa ez da, besterik gabe, zati bat apurtzen denean bezala definitzen, hala ere; zati batek nahi bezala funtzionatzen ez duenean bezala definitzen da. Sistema batzuk, hala nola plastikozko poltsa batzuen goiko atal zulatuak, hausteko diseinatuta daude. Sistema horiek hausten ez badira, hutsegiteen analisia erabil daiteke kausa zehazteko.

Egitura-analisia, askotan, ingeniari mekanikoek erabiltzen dute akats bat gertatu ondoren, edo porrota saihesteko diseinatzerakoan. Ingeniariek askotan erabiltzen dituzte online dokumentuak eta ASMk argitaratutakoak bezalako liburuak, hutsegite-mota eta kausa posibleak zehazten laguntzeko.

Behin teoria diseinu mekaniko bati aplikatuta, askotan proba fisikoak egiten dira kalkulatutako emaitzak egiaztatzeko. Egitura-analisia bulego batean erabil daiteke piezak diseinatzean, huts egindako piezak aztertzeko eremuan edo piezek hutsegite-proba kontrolatuak izan ditzaketen laborategietan.

 Termodinamika 
Termodinamika ingeniaritzaren hainbat adarretan erabiltzen den zientzia aplikatua da, ingeniaritza mekanikoa eta kimikoa barne. Bere sinpleenean, termodinamika energia aztertzea da, bere erabilera eta transformazioa sistema baten bidez. Normalean, ingeniaritzaren termodinamika energia forma batetik bestera aldatzeaz arduratzen da. Adibide gisa, automobilgintzako motorrek erregaitik datorren energia kimikoa (entalpia) bero bihurtzen dute, eta, ondoren, lan mekaniko bihurtzen dute, azkenean gurpilak birarazten dituena.

Termodinamikaren printzipioak ingeniari mekanikoek erabiltzen dituzte bero-transferentzia, termofluido eta energia-konbertsioaren arloetan. Ingeniari mekanikoek termozientzia erabiltzen dute motorrak eta zentral elektrikoak, berokuntza-, aireztapen- eta klimatizazio-sistemak (HVAC), bero-trukagailuak, bero-hustubideak, erradiadoreak, hozte- eta isolamendu-sistemak eta abar diseinatzeko.

 Diseinua 
Idazketa edo marrazketa teknikoa ingeniari mekanikoek produktuak diseinatzeko eta piezak fabrikatzeko argibideak sortzeko bitartekoa da. Marrazki tekniko bat ordenagailu eredu bat edo eskuz marraztutako eskema bat izan daiteke, pieza bat fabrikatzeko behar diren dimentsio guztiak erakusten dituena, baita muntaketa-oharrak, behar diren materialen zerrenda eta bestelako informazio egokia ere. Marrazketa teknikoak sortzen dituen AEBetako ingeniari mekaniko edo langile trebe bati drafter edo marrazkilari izena eman dakioke. Idazketa historikoki bi dimentsioko prozesua izan da, baina ordenagailuz lagundutako diseinu programek (CAD) diseinatzaileari hiru dimentsiotan sortzeko aukera ematen diote orain.

Pieza bat fabrikatzeko argibideak beharrezko makineriaz elikatu behar dira, eskuz, programatutako jarraibideen bidez, edo ordenagailuz lagundutako fabrikazioa (CAM) edo CAD/CAM programa konbinatua erabiliz. Nahi izanez gero, ingeniari batek eskuz ere egin dezake pieza bat, marrazki teknikoak erabiliz. Hala ere, ordenagailuz zenbakiz kontrolatutako fabrikazioaren etorrerarekin (CNC), gaur egun piezak fabrikatu daitezke teknikariaren etengabeko sarreraren beharrik gabe. Eskuz fabrikatutako piezak, oro har, esprai-estaldurak, gainazal-akaberak eta makina batek ekonomikoki edo praktikoki egin ezin dituen beste prozesu batzuk dira.

Ingeniaritza mekanikoko azpi-diziplina guztietan erabiltzen da idazketa, baita ingeniaritzako eta arkitekturako beste adar askotan ere. CAD softwarea erabiliz sortutako hiru dimentsioko ereduak elementu finituen analisian (FEA) eta fluidoen dinamika konputazionalean (CFD) ere erabili ohi dira.

 Erraminta Modernoak 

 Ordenagailuz lagundutako softwareak 
Ingeniaritza mekanikoko enpresa askok, batez ere industrializatutako nazioetakoek, ordenagailuz lagundutako ingeniaritzako programak (CAE) sartu dituzte beren diseinu eta analisi prozesuetan, 2D eta 3D solidoak modelatzeko ordenagailuz lagundutako diseinua (CAD) barne. Metodo honek onura asko ditu, besteak beste, produktuen bistaratze errazagoa eta sakonagoa, piezen multzo birtualak sortzeko gaitasuna eta parekatze-interfazeak eta perdoiak diseinatzeko orduan erabiltzeko erraztasuna.

Ingeniari mekanikoek erabili ohi dituzten EAEko beste programa batzuk produktuaren bizi-zikloa kudeatzeko tresnak (PLM) eta simulazio konplexuak egiteko erabiltzen diren analisi-tresnak dira. Analisi-tresnak erabil daitezke produktuak espero diren kargen aurrean izango duen erantzuna aurreikusteko, besteak beste, nekearen bizitza eta fabrikagarritasuna. Tresna horien artean daude elementu finituen analisia (FEA), fluidoen dinamika konputazionala (CFD) eta ordenagailuz lagundutako fabrikazioa (CAM).

CAE programak erabiliz, diseinu mekanikoko talde batek diseinu prozesua azkar eta merke iteratu dezake kostua, errendimendua eta beste baldintza batzuk hobeto betetzen dituen produktua garatzeko. Ez da prototipo fisikorik sortu behar diseinua amaitu arte, ehunka edo milaka diseinu ebaluatzeko aukera emanez, gutxi batzuen ordez. Gainera, CAE analisi-programek eskuz ebatzi ezin diren fenomeno fisiko korapilatsuak modeliza ditzakete, hala nola biskoelastikotasuna, estaltze-piezen arteko kontaktu konplexua edo fluxu ez-newtondarrak.

Ingeniaritza mekanikoko programa gehienek ere ikerketa edo proiektu komunitarioen kopuru desberdinak eskatzen dituzte arazoak konpontzeko esperientzia praktikoa lortzeko. Estatu Batuetan, ohikoa da ingeniaritza mekanikoko ikasleek praktika bat edo gehiago egitea ikasten duten bitartean, nahiz eta unibertsitateak normalean ez duen hori agintzen. Hezkuntza kooperatiboa beste aukera bat da. Ikerketak ikasleen sormena eta berrikuntza elikatzen duten ikasketa-osagaietan jartzen du eskaria. Aalto University School of Engineering, Design Factory – Researchers Blog. Retrieved 5 November 2012.

 Kanpoko adituentzako eskaeren araberako plataformak 
Ingeniaritza-taldeek elementu finituen analisirako (EFM) kanpoko esperientzia eskura dezakete eskaera-plataformen bidez. Proiektuaren sarrera egituratuak bidaltzean (CAD edo FEA sarrera fitxategiak, karga kasuak, muga baldintzak eta nahi diren entregagarriak, adibidez), erabiltzaileek bat-bateko aurrekontuak jasotzen dituzte eta kualifikazio aurreko simulazio ingeniariekin konektatzen dira. Hornitzaileek lan-fluxu osoa urrunetik kudeatzen dute, askotan hodeian eta GPUan oinarritutako azpiegituretan simulazioak exekutatzen dituzte biraketa azkartzeko, eta hori PUZean oinarritutako sistemetan baino nabarmen azkarragoa izan daiteke. Eredu honek eskalagarritasuna eskaintzen du, CFD edo multifisika bezalako nitxoen simulazio domeinuetarako sarbidea, eta kontratazio ziklo tradizionalen atzerapenak, lizentzien karga eta gainkostua saihesten ditu. Bereziki baliogarria da epe estuetan edo edukiera mugatuan jarduten duten talde txikiagoentzat

 Ikerketa Arloak 
Ingeniari mekanikoak etengabe ari dira fisikoki posible denaren mugak gainditzen, makina eta sistema mekaniko seguruagoak, merkeagoak eta eraginkorragoak ekoizteko. Jarraian, ingeniaritza mekanikoaren abangoardiako teknologia batzuk zerrendatzen dira (ikus, halaber, esplorazio-ingeniaritza).

 Sistema mikroelektro-mekanikoak (MEMS) 
Mikro-eskalako osagai mekanikoak, hala nola malgukiak, engranajeak, fluidika eta beroa transferitzeko gailuak substratu material ezberdinetatik fabrikatzen dira, hala nola silizioa, beira eta SU8 bezalako polimeroak. MEMS osagaien adibide dira autoen airbag sentsore gisa erabiltzen diren azelerometroak, telefono mugikor modernoak, kokapen zehatzerako giroskopioak eta aplikazio biomedikoetan erabiltzen diren gailu mikrofluidikoak.

 Marruskadura bidezko soldadura gogorra (FSW) 
Frikzio bidezko soldadura, soldadura mota berri bat, 1991n aurkitu zuen The Soldadura Institutek (TWI). Egoera egonkorrean (fusiorik gabe) soldatzeko teknika berritzaileak aurretik soldagarriak ez ziren materialak batzen ditu, aluminiozko zenbait aleazio barne. Zeregin garrantzitsua du hegazkinen etorkizuneko eraikuntzan, errematxeak ordezka baititzake. Teknologia horren gaur egungo erabileren artean, hauek daude: aluminiozko anezka espazialeko kanpoko anezka nagusiaren josturak soldatzea, Orion Crew Vehicle, Boeing Delta II eta Delta IV jaurtiketa kanporagarriko ibilgailuak eta SpaceX Falcon 1 suziria, eraso-ontzi anfibioentzako armadurak plakatzea, eta Eclipse Aviation konpainiaren Eclipse 500 hegazkin berriaren hegalak eta fuselaje-panelak gero eta erabilera-multzo handiagoaren artean soldatzea.Proposal Number: 08-1 A1.02-9322  – NASA 2008 SBIR

 Konpositeak 
Konpositeak edo material konposatuak materialen konbinazio bat dira, eta ezaugarri fisiko desberdinak ematen dituzte, bereizita dauden materialekin alderatuta. Material konposatuen ikerketa, ingeniaritza mekanikoaren barruan, material indartsuagoak edo zurrunagoak diseinatzean (eta, ondoren, aplikazioak aurkitzean) oinarritu ohi da, pisua, korrosioarekiko suszeptibilitatea eta nahi ez diren beste faktore batzuk murrizten saiatzen diren bitartean. Karbono-zuntzez indartutako konpositeak, adibidez, espazio-ontzi eta arrantza-kanaberak bezalako aplikazio anitzetan erabili dira.

 Mekatronika 
Mekatronika ingeniaritza mekanikoaren, ingeniaritza elektronikoaren eta software ingeniaritzaren arteko konbinazio sinergikoa da. Printzipio mekanikoak eta ingeniaritza elektrikoa uztartzeko modu gisa hasi zen mekatronikaren diziplina. Kontzeptu mekatronikoak sistema elektro-mekaniko gehienetan erabiltzen dira. Mekatronikan erabiltzen diren ohiko sentsore elektro-mekanikoak tentsio-galgak, termopareak eta presio-transduktoreak dira.

 Nanoteknologia 
Eskala txikienetan, ingeniaritza mekanikoa nanoteknologia bihurtzen da, eta horren helburu espekulatibo bat molekulak eta materialak mekanosintesiaren bidez eraikitzeko mihiztatzaile molekular bat sortzea da. Gaur egun, helburu hori esplorazio ingeniaritzaren barruan dago. Gaur egun ingeniaritza mekanikoan nanoteknologian ikertzen ari diren arloen artean nanoiragazkiak, nanofilmak eta nanoegiturak daude, besteak beste.

 Elementu finituen analisia 
Elementu finituen analisia gorputz solidoen tentsioa, deformazioa eta deflexioa estimatzeko erabiltzen den tresna konputazionala da. Erabiltzaileak definitutako tamainak dituen sare-konfigurazio bat erabiltzen du nodo batean magnitude fisikoak neurtzeko. Zenbat eta nodo gehiago egon, orduan eta zehaztasun handiagoa. Eremu hau ez da berria, Elementu Finituen Analisiaren (FEA) edo Elementu Finituen Metodoaren (FEM) oinarria 1941ekoa baita. Baina ordenagailuen bilakaerak FEA/FEM egitura-arazoak aztertzeko aukera bideragarri bihurtu du. Software komertzialeko aplikazio asko, hala nola NASTRAN, ANSYS eta ABAQUS, oso erabiliak dira industrian ikerketarako eta osagaien diseinurako. 3D modelaketa eta CAD software pakete batzuek FEA moduluak gehitu dituzte. Azken boladan, gero eta ohikoagoak dira SimScale bezalako hodeiak simulatzeko plataformak.

Beste teknika batzuk ere erabiltzen dira, hala nola diferentzia finituen metodoa (FDM) eta bolumen finituen metodoa (FVM), beroa eta masa-transferentzia, fluido-fluxuak, fluidoen gainazalen interakzioa eta abar erlazionatzen dituzten arazoak konpontzeko.

 Biomekanika 
Biomekanika sistema biologikoei printzipio mekanikoak aplikatzea da, hala nola gizakiei, animaliei, landareei, organoei eta zelulei. Biomekanikak ere laguntzen du gorputz-adar protesikoak eta gizakientzako organo artifizialak sortzen. Biomekanikak lotura estua du ingeniaritzarekin, askotan ingeniaritza zientzia tradizionalak erabiltzen dituelako sistema biologikoak aztertzeko. Mekanika newtondarraren edota materialen zientzien aplikazio sinple batzuek sistema biologiko askoren mekanikarako hurbilketa zuzenak eman ditzakete.

Azken hamarkadan, naturan aurkitutako materialen alderantzizko ingeniaritzak, hala nola hezur-materiarenak, finantzaketa lortu du akademian. Hezur-materiaren egitura optimizatuta dago pisu unitateko konpresio-tentsio handia jasateko. Helburua altzairu gordinaren ordez bio-materiala erabiltzea da, egiturazko diseinua egiteko.

Azken hamarkadan, elementu finituen metodoa (FEM) biomedikuntzaren sektorean ere sartu da, eta biomekanikaren ingeniaritzaren alderdi berriak nabarmendu ditu. FEM, ordutik, in vivo egindako ebaluazio kirurgikoaren alternatiba gisa ezarri da, eta akademiaren onarpen zabala lortu du. Biomekanika Konputazionalaren abantaila nagusia anatomia baten erantzun endoanatomikoa zehazteko gaitasunean datza, murrizketa etikoen menpe egon gabe. Horren ondorioz, FEren modelizazioa nonahikoa bihurtu da Biomekanikaren hainbat alorretan, eta hainbat proiektuk kode irekiko filosofia ere hartu dute (adib. BioSpine).

 Fluidoen dinamika konputazionala 
Fluidoen dinamika konputazionala, normalean CFD gisa laburtua, fluidoen mekanikaren adar bat da, eta zenbakizko metodoak eta algoritmoak erabiltzen ditu fluido-fluxuak dakartzaten arazoak ebazteko eta aztertzeko. Likidoek eta gasek muga-baldintzek definitutako gainazalekin duten elkarrekintza simulatzeko behar diren kalkuluak egiteko erabiltzen dira ordenagailuak. Abiadura handiko superordenagailuekin soluzio hobeak lor daitezke. Etengabeko ikerketak simulazio konplexuen zehaztasuna eta abiadura hobetzen dituen softwarea ematen du, hala nola fluxu turbulentuak. Software horren hasierako baliozkotzea haize-tunel bat erabiliz egiten da, azken baliozkotzea eskala osoko probetan datorrela, adibidez. hegaldi-probak.

 Ingeniaritza akustikoa 
Ingeniaritza akustikoa ingeniaritza mekanikoaren beste azpi-diziplina askotako bat da eta akustikaren aplikazioa da. Ingeniaritza akustikoa Soinua eta Bibrazioa aztertzea da. Ingeniari horiek modu eraginkorrean lan egiten dute gailu mekanikoetan eta eraikinetan kutsadura akustikoa murrizteko, nahi ez diren zarata-iturriak intsonorizatuz edo kenduz. Akustikaren azterketa audiofono, mikrofono, entzungailu edo grabazio-estudio eraginkorrago bat diseinatzetik orkestra-areto baten soinu-kalitatea hobetzera joan daiteke. Ingeniaritza akustikoa sistema mekaniko desberdinen bibrazioaz ere arduratzen da.

 Erreferentziak 

 Kanpo estekak