مشاوره و آموزش انجام پایان نامه کارشناسی ارشد و رساله دکتری مهندسی مکانیک

مشاوره و آموزش انجام پایان نامه کارشناسی ارشد و رساله دکتری مهندسی مکانیک

مهندسی مکانیک یکی از پرطرفدارترین رشته‌های مهندسی است که اغلب رتبه‌های برتر کنکور کارشناسی تمایل به تحصیل در این رشته را دارند. این رشته با طراحی، مدل‌سازی و بهینه کردن انواع ماشین آلات سروکار دارد. تحصیلات تکمیلی مکانیک گرایش‌های متنوعی دارد که علاقه‌مندان به این رشته می‌توانند به کسب دانش و تجربه در حوزه‌های مختلف آن بپردازند. در کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشجویان از آموزه‌های دوران کارشناسی و همچنین علوم تخصصی‌تر در کارشناسی ارشد به صورت تجربی استفاده می‌کنند، بنابراین انتخاب مناسب موضوع پایان نامه می‌تواند در آینده شغلی جویندگان این علم تأثیر بسزایی داشته باشد. به همین منظور در این مقاله سعی کرده‌ایم که شما دانشجویان را در انتخاب موضوع متناسب با علاقه‌مندی و گرایشتان کمک و راهنمایی کنیم.

درس های مربوط به رشته مهندسی مکانیک

درس های این رشته در طول تحصیل شامل موارد زیر می باشد:

دروس مشترک در گرایش های مختلف مهندسی مکانیک:

ریاضیات، فیزیک عمومی، شیمی عمومی، برنامه نویسی کامپیوتر، محاسبات عددی، دیفرانسیل، ریاضی مهندسی، مبانی مهندسی برق، نقشه کشی صنعتی، استاتیک، دینامیک، مقاومت مصالح، علم مواد، ترمودینامیک، مکانیک سیالات، طراحی اجزاء، انتقال حرارت، دینامیک ماشین، ارتعاشات مکانیکی، کنترل اتوماتیک.

دروس تخصصی گرایش حرارت و سیالات:

توربوماشین، توربین گاز و موتور جت، موتورهای احتراق داخلی، سوخت و احتراق، نیروگاه، تهویه مطبوع، سیستم های انتقال سیال، کنترل آلودگی محیط زیست.

دروس تخصصی گرایش طراحی جامدات:

روش های تولید و کارگاه، طراحی مکانیزم ها، یاتاقان و روغن کاری، روش های طراحی مهندسی، طراحی ماشین های ابزار و تولید، طراحی بدنه و شاسی خودرو، طراحی ماشین به کمک کامپیوتر، ساخت به کمک کامپیوتر، رباتیک.

دروس تخصصی مجموعه ساخت و تولید:

قالب و پرس، ماشین های کنترل عددی، اندازه گیری، تولید مخصوص، هیدرولیک و پنوماتیک.

معرفی گرایش های مهندسی مکانیک در مقاطع تحصیلات تکمیلی:

طبق آخرین دفترچه راهنمای انتخاب رشته کارشناسی ارشد و دکتری منتشر شده از طرف سازمان سنجش آموزش کشور، مهندسی مکانیک در مقاطع تحصیلات تکمیلی و در مجموعه مهندسی مکانیک دارای گرایش‌های مواد مرکب، سازه بدنه خودرو، طراحی سیستم‌های دینامیکی خودرو، طراحی و ساخت خودروهای نظامی، سیستم محرکه خودرو، تبدیل انرژی، طراحی کاربردی و ساخت تولید، سیستم‌های میکرو و نانوالکترو مکانیک، جوش، مهندسی ماشین‌های ریلی، سازه‌های هوایی، فناوری ماهواره، مهندسی انرژی‌های تجدیدپذیر، مهندسی پزشکی گرایش بیومکانیک، مهندسی دریا و … است، که موضوعات پایان نامه کارشناسی ارشد و دکتری مهندسی مکانیک در قالب گرایش‌های نام برده قرار می‌گیرد. توضیح برخی از این گرایش‌ها به اختصار در زیر آورده شده است:

گرایش طراحی کاربردی:

همانطور که از نام این گرایش پیداست ، فارغ‌التحصیلان این رشته در طراحی‌های صنعتی مانند اجزا ماشین آلات صنعتی از جمله خودروسازی، صنایع هوا و فضا، صنایع دریایی، صنایع فلزات و … مهارت کسب می‌کنند. دانشجویان تحصیلات تکمیلی این گرایش می‌توانند موضوع خود در نگارش پایان‌نامه را از میان زمینه‌هایی مانند طراحی بهینه، طراحی سیستم‌های کنترل، طراحی برای ساخت و تولید و سایر زمینه‌هایی از این قبیل انتخاب کنند. در پیش رو برخی از موضوعات پایان نامه کارشناسی ارشد و دکتری مهندسی مکانیک در گرایش طراحی کاربردی جهت راهنمایی در انتخاب موضوع آورده‌ایم:

• طراحی و ساخت داربست پلی کاپرولاکتون انعطاف‌پذیر با خواص مکانیکی تنظیم‌پذیر برای مهندسی بافت نرم
• برنامه‌ریزی تعمیر و نگهداری با استفاده از طراحی مدولار در دستگاه سنگ شکن سنگ آهک
• تحلیل استاتکی تیر ترموپیزوالکتریک و کاربرد آن در سازه‌های هوشمند
• تحلیل تئور ترموالاستیسیته طبق دو مدل lord-shulman و green-lindsay تحت شرایط مختلف
• بررسی مقدار عددی نیروی کمانش و فرورفتگی موضعی پوسته در هسته در ناپایداری پانل ساندویچی
• و …

گرایش سازه بدنه خودرو:

یکی از عوامل موفقیت خودروسازها نوع طراحی بدنه خودرو است. بدنه باید ایمن، سبک وزیبا باشد. همچنین طراحی بدنه نباید در افزایش سرعت خودرو مانعی باشد. یکی از اهداف این رشته تربیت متخصصانی است که بتوانند علاوه بر اهداف گفته شده، طرح‌های جدید و کاربردی برای کاهش مصرف سوخت و آلودگی نیز ارائه دهند. از جمله زمینه‌هایی که دانشجویان کارشناسی ارشد این رشته می‌توانند پایان‌نامه خود را در آن پیش برند شامل طراحی و تحلیل سازه و بدنه خودرو، آیرودینامیک خودرو، خستگی و شکست در سازه خودرو، کاربرد ورق‌ها و پوسته‌ها در سازه خودرو، مکانیک ضربه در سازه خودرو و … را نام برد. در ادامه برخی از پژوهش‌های داخلی و خارجی انجام شده در این زمینه جهت ایده گرفتن شما دانشجویان ارائه کرده‌ایم:

• توزیع احتمالی بار نقطه مشترک در سازه بدنه خودره تحت خمش و چرخش جهانی
• اثربخشی جلوگیری از رزونانس صوت با فرکانس پایین به وسیله ساختارهای متخلخل جاذب صدا از بدنه داخلی خودرو
• طراحی سازه بدنه خودرو با منیزیوم سبک وزن تحت شرایط سقوط و لرزش
• تقویت موضعی ورق‌های فولاد برای طراحی قطعات سازگار با بار در سازه بدنه خودرو
• کاهش لرزش سازه انعطاف‌پذیر بدنه خودرو با استفاده از محرک‌های پیرزواستاک

گرایش طراحی سیستم های دینامیکی خودرو:

هدف از این رشته تربیت متخصصانی است که توانایی طراحی اجزا، سیستم‌های تعلیق، ترمز و فرمان خوردو را داشته یاشند. در این رشته متخصصان به کمک مدارهای الکتریکی و مکانیکی، خودروهایی جهت راحتی سرنشینان در ناهمواری‌های جاده طراحی می‌کنند. دانشجویان مقاطع تحصیلات تکمیلی این گرایش می‌توانند در حوزه‌های مختلفی از جمله طراحی قطعات سیستم‌های تعلیق، فرمان و ترمز، دینامیک و ارتعاشات خودرو، طراحی و تحلیل سازخ و بدنه خودرو و … به پایان‌نامه خود بپردازند. نمونه‌هایی از زمینه‌های تحقیقاتی انجام شده توسط پژوهشگران داخلی و خارجی برای علاقه‌مندان به این گرایش در زیر آورده شده است:

• طراحی ناظر دینامیکی برای سیستم‌های هیبریدی: تئوری و کاربرد در مشکل کنترل خودرو
• کنترل نگرش تطبیفی هندسی L1 برای خودرو هوایی بدون سرنشین
• طراحی و تجزیه و تحلیل سیستم کنترل Swashplate برای پمپ پیستونی محوری نامتقارن
• مدل‌سازی و شبیه‌سازی دینامیکی قطار مترو شهری
• طراحی روش‌های تلفیقی کنترل بهینه سیستم‌های دینامیکی مرکب
• و …

گرایش ساخت تولید:

متخصصان این رشته در حوزه‌های مختلفی از جمله، جوشکاری، فرم دادن فلزات، طراحی و تولید ماشن آلات صنعتی و … فعالیت دارند. کاربرد این رشته بسیار گسترده است و در صنایع متخلف از جمله کشاورزی، خودرو سازی، هوایی، نظامی و … استفاده می‌شود. دانشجویان کارشناسی ارشد این رشته برای انتخاب موضوع پایان نامه خود لازم است در علوم مختلفی از جمله سیستم‌های تولیدی صنعتی، طراحی و ساخت به کمک کامپیوتر، شکل‌دهی فلزات و متالوژی در تولید، کاربرد میکروپروسسورها، جوشکاری، ارتعاشات ماشین ابزار، طراحی اجزا و سازه‌های ماشین ابزار و سایر زمینه‌هایی از این قبیل مهارت و دانش کافی را کسب کنند. در زیر می‌توانید برخی از موضوعات پایان نامه کارشناسی ارشد و دکتری مهندسی مکانیک گرایش ساخت تولید را جهت ایده گرفتن برای انجام کار پژوهشی خود مشاهده کنید:

• برنامه‌ریزی تولید سیستم‌های تولیدی انعطاف‌پذیر با استفاده از عملکرد چندمنظوره کارآمد
• کاربرد متالوژی پودر در پوشش قطعات ماشین آلات صنعتی
• کاربرد میکروپروسسورها در سیستم‌های جاسازی شده در خودرو
• طراحی و ساخت دستگاه تابش‌دهی فراصوتی به منظور بررسی اثر همزمان التراسونیک و نانوذرات محتوی داروی ضد سرطان بر اسکلت سلولی
• تخمین عمر باقی‌مانده خزش فولاد آلیاژی با استفاده از آزمون خزشی پانچ کوچک و روش‌های آماری
• و …

موضوعات تحقیقاتی مهندسی مکانیک

مهندسان مکانیک به طور مداوم به مرزهای آنچه که از لحاظ جسمی امکان تولید ماشین آلات امن تر، ارزان تر و کارآمد و سیستم های مکانیکی را می دهند، می کشد. بعضی از تکنولوژی ها در لبه برش مهندسی مکانیک در زیر آمده اند .

سیستم های میکرو الکترومکانیکی (MEMS)

مواد مکانیکی در مقیاس میکرون، مانند چشمه ها، چرخ دنده ها، دستگاه های انتقال سیال و انتقال حرارت از انواع مواد زیر ساختی مانند سیلیکون، شیشه و پلیمرها مانند SU8 ساخته می شوند.  نمونه هایی از اجزای MEMS شتاب سنج هستند که به عنوان سنسورهای کیسه هوا، تلفن های همراه مدرن، ژیروسکوپ ها برای موقعیت دقیق و دستگاه های microfluidic مورد استفاده در کاربردهای پزشکی کاربرد دارند.

اصطکاک جوشکاری (FSW)

جوش اصطکاک جوشکاری، یک نوع جدید جوشکاری، در سال ۱۹۹۱ توسط موسسه جوش (TWI) کشف شد. روش نوآورانه حالت پایدار (غیر همجوشی) جوشکاری به مواد غیر قابل جوش پذیر تبدیل می شود، از جمله چندین آلومینیوم آلومینیوم. این نقش مهمی در ساخت هواپیماهای آینده ایفا می کند، به طور بالقوه جایگزین رباط ها می شود. استفاده های جاری از این فن آوری تا به امروز شامل جوشکاری مخزن خارجی اصلی شاتل فضایی آلومینیوم، مقاله آزمایشی وسایل نقلیه اوریون، بوئینگ دلتا II و دالتا IV وسایل نقلیه پرتاب قابل استفاده و موشک SpaceX Falcon 1، تسلیحات زره پوش برای کشتی های طوفان دریایی و جوش بال و پانل های بدنه هواپیمای Eclipse 500 جدید از Eclipse Aviation را در بین استفاده های بکار می گیرد.

کامپوزیت ها

کامپوزیت یا مواد کامپوزیت ترکیبی از مواد هستند که ویژگی های فیزیکی مختلفی را نسبت به هر ماده جداگانه ارائه می کنند.  تحقیقات مواد کامپوزیت در مهندسی مکانیک به طور خاص بر طراحی مواد سنگین تر یا سخت تر در تلاش برای کاهش وزن، حساسیت به خوردگی و سایر عوامل نامطلوب تمرکز می کند. به عنوان مثال، کامپوزیت های تقویت شده از فیبر کربن در چنین کاربردهای متنوع مانند فضاپیماها و میله های ماهیگیری استفاده شده است.

مکاترونیک

مکاترونیک ترکیب ترکیبی مهندسی مکانیک، مهندسی الکترونیک و مهندسی نرم افزار است. هدف از این رشته مهندسی بین رشته ای، مطالعه اتوماسیون از منظر مهندسی است و به اهداف کنترل سیستم های ترکیبی پیشرفته کمک می کند.

نانو تکنولوژی

در کوچکترین مقیاس، مهندسی مکانیک، فناوری نانو می شود.  یک هدف سودآور ایجاد یک مونتالور مولکولی برای ساخت مولکول ها و مواد از طریق مکانیسنتز است.  در حال حاضر این هدف در مهندسی اکتشافی قرار دارد.  محدوده تحقیقات مکانیک کنونی در فناوری نانو عبارتند از نانوفیلترها،  نانوفیلمها،  و نانوساختارها  در میان دیگران.

تجزیه و تحلیل المان محدود

این زمینه جدید نیست، زیرا اساس تجزیه و تحلیل عناصر محدود (FEA) یا روش عنصر محدود (FEM) به سال ۱۹۴۱ باز می گردد.  اما تکامل کامپیوتر ها FEA / FEM را برای تحلیل مشکلات ساختاری ساخته است.  بسیاری از کدهای تجاری مانند ANSYS، NASTRAN و ABAQUS به طور گسترده ای در صنعت برای تحقیق و طراحی اجزای سازنده استفاده می شود

بیومکانیک

بیومکانیک کاربرد اصول مکانیکی در سیستم های بیولوژیکی مانند انسان، حیوانات، گیاهان، اندام ها و سلول ها است.بیومکانیک همچنین در ایجاد اندامهای مصنوعی و اندام های مصنوعی برای انسان کمک می کند. بیومکانیک نزدیک به مهندسی است.  زیرا اغلب از علوم مهندسی سنتی برای تجزیه و تحلیل سیستم های بیولوژیکی استفاده می کند. برخی از کاربردهای ساده مکانیک نیوتون و یا علوم مواد می توانند تقریب درستی را به مکانیک بسیاری از سیستم های بیولوژیکی ارائه دهند.

در طی دهه گذشته، روش المان محدود (FEM) نیز وارد بخش زیست پزشکی شده است که جنبه های مهندسی بیشتر بیومکانیک را برجسته می کند. FEM از آن زمان خود را به عنوان جایگزینی برای ارزیابی جراحی in vivo تاسیس کرد و پذیرش گسترده دانشگاهی را به دست آورد. مزیت اصلی بیومکانیک محاسباتی بر توانایی آن در تعیین پاسخ آندو-آناتومیک آناتومی، بدون محدودیت اخلاقی است.  این مدل سازی FE را به سمت تبدیل شدن به همه جا در زمینه های مختلف بیومکانیک منجر شده است در حالیکه چندین پروژه حتی یک فلسفه منبع باز به عنوان مثال BioSpine را پذیرفته اند.

دینامیک سیالات محاسباتی

دینامیک سیالات محاسباتی، معمولا به صورت CFD نامیده می شود.  شاخه ای از مکانیک سیالات است که با استفاده از روش های عددی و الگوریتمی برای حل و تجزیه و تحلیل مشکلات که شامل جریان های مایع است.  رایانه ها برای انجام محاسبات مورد نیاز برای شبیه سازی تعامل مایع و گاز با سطوح تعریف شده توسط شرایط مرزی مورد استفاده قرار می گیرند.  با سوپر کامپیوترهای با سرعت بالا می توان راه حل های بهتر را به دست آورد. تحقیقات در حال انجام نرم افزارهایی است که صحت و سرعت سناریوهای شبیه سازی پیچیده مانند جریانهای متقاطع یا آشفته را بهبود می بخشد. اعتبار اولیه از چنین نرم افزاری با استفاده از تونل باد با اعتبار نهایی که در آزمایش کامل می شود، انجام می شود.

نرم افزارهای مورد استفاده در مهندسی مکانیک

آینده شغلی مهندسی مکانیک

توسعه‌ و رشد مسایل حوزه‌ مهندسی‌، گرایش‌ به‌ سمت‌ تولید داخل‌ و ایجاد فناوری تولید تجهیزات‌ و وسایل‌ در داخل‌ کشور و روی‌ آوردن‌ به‌ خدمات‌ مهندسی‌ به‌ علت‌ محدودیت‌های‌ ارزی‌ و کاهش‌ درآمدهای‌ نفتی‌، باعث‌ رشد چشمگیر بازار کار مهندسی مکانیک‌ شده‌ است‌. فعالیت در رشته مهندسی مکانیک بسیار متنوع بوده و در نتیجه هم دانشجوی علاقه‌مند به کارهای تئوریک می‌تواند جذب این رشته شده و در بخشهای نظری و تئوری به فعالیت بپردازد و هم دانشجوی خلاق و علاقه‌مند به طراحی و ساخت وسایل و دستگاههای مختلف می‌تواند این رشته را انتخاب نماید. اما بدون شک یک مهندس مکانیک موفق کسی است که هردوی این موارد را مدنظر داشته باشد. به همین خاطر در دانشگاه های مختلف مدنظر است که پروژه‌های تحقیقاتی، تلفیقی از کار تئوریک و عملی باشند.

یک‌ مهندس‌ مکانیک‌ در حال‌ حاضر در زمینه‌های‌ مختلفی‌ فعالیت‌ می‌کند که‌ از جمله‌ آنها می‌توان‌ طراحی‌ و ساخت‌ انواع ماشین‌آلات‌ و قطعات‌ آنها، طراحی‌ و ساخت‌ تجهیزات‌ مکانیکی‌ نیروگاه‌ها، طراحی‌ و ساخت‌ تجهیزات‌ و سیستم‌های‌ انتقال‌ و تصفیه‌ آب‌، سیستم‌های‌ مکانیکی‌ وکنترلی‌ پالایشگاه‌ها و کارخانجات‌ شیمیایی‌، طراحی‌ و ساخت‌ تأسیسات‌ گرمایی و سرمایی ساختمان‌ها ، ساخت‌ ماشین‌آلات‌ غلیظ سازی و بازیافت‌ مواد مثل‌ کارخانه های‌ قند، کاغذ سازی‌ ، سیمان‌، پارچه بافی‌، نمک‌ و کنسانتره‌، طراحی‌ و ساخت‌ وسایل‌ و تجهیزات‌ انواع حمل‌ و نقل‌ زمینی‌، دریایی‌ و هوایی‌، ساخت‌ تجهیزات‌ دفاعی‌ و ساخت‌ ربات‌ها، بازوهای‌ مکانیکی‌ و سیستم‌های‌ تولید را برشمرد.

موضوعات پیشنهاد شده برای پایان نامه رشته مهندسی مکانیک :