نرم‌افزارهای مهندسی مکانیک

در طی هزاران سال، دانشی توسعه پیدا کرد که با طراحی و ساخت دستگاه‌ها و ماشین‌ها به رفع نیازهای بشر پرداخت. این دانش تحت عنوان مهندسی مکانیک (Mechanical Engineering) در قرن 18 میلادی و در طی انقلاب صنعتی به‌عنوان یک شاخه مجزا در مهندسی معرفی شد. نیروی حرکتی ناشی از بخار آب، بیش از 2000 سال مورد استفاده قرار می‌گرفت، اما آنچه جیمز وات (James Watt) در تکمیل دیگ بخار انجام داد، بزرگترین انقلاب را در صنعت مکانیک رقم زد. بعد از آن، مهندسی مکانیک به‌ویژه در صنعت خودروسازی توسعه یافت و تا به امروز به‌طور پیوسته در حال تکامل است، به‌گونه‌ای که با تمام رشته‌های دیگر نظیر مهندسی هوافضا، مهندسی خودرو، مهندسی برق، مهندسی پزشکی، مهندسی مکاترونیک، مهندسی رباتیک، مهندسی عمران، مهندسی شیمی، مهندسی متالورژی، مهندسی دریا، مهندسی صنایع، مهندسی معدن، مهندسی نفت و مهندسی هسته‌ای در ارتباط است. در ادامه توضیحاتی پیرامون نرم افزارهای مهندسی مکانیک خواهیم داد. با ما همراه باشید…

ظهور اتوکد

در گذشته‌ای نه‌چندان دور، تمام فعالیت‌ها در مهندسی مکانیک با استفاده از قلم و کاغذ و ماشین حساب صورت می‌گرفت. با توسعه کامپیوترها و فراگیر شدن استفاده از آن‌ها، رویکرد جدیدی در مهندسی مکانیک پدید آمد. پیشرفت نرم‌افزاری در مهندسی مکانیک با ظهور نرم‌افزار اتوکد آغاز شد، به‌گونه‌ای که نقشه‌های دستی گذشته با استفاده از اتوکد طراحی شدند. این تحول را می‌توان نقطه عطفی در حوزه مهندسی مکانیک دانست. بعد از آن، سایر نرم‌افزارهای طراحی و تحلیلی یکی پس از دیگری در دنیای مکانیک متولد شدند. امروزه مهندسان مکانیک با تسلط بر چند نرم‌افزار تخصصی کلیه نیازهای خود را در حوزه طراحی، تحلیل و ساخت برطرف می‌کنند.

همه چیز به کمک کامپیوتر

در دنیای امروز، نرم‌افزارهای کامپیوتری به دلیل نمایش گرافیکی و سرعت بالای محاسبات به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از این نرم‌افزارها را در مهندسی مکانیک می‌توان در سه حوزه کلی دسته‌بندی کرد. در ادامه این سه حوزه معرفی می‌شوند.

طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)

طراحی به کمک کامپیوتر (Computer Aided Design) مرحله اول طراحی یک قطعه است. درواقع در این مرحله، قطعه به کامپیوتر معرفی می‌شود. این کار با استفاده از یک نرم‌افزار طراحی سه‌بعدی انجام می‌شود و خروجی آن می‌تواند برای سایر مراحل تحلیل و ساخت مورد استفاده قرار گیرد.

مهندسی به کمک کامپیوتر (CAE)

مهندسی به کمک کامپیوتر (Computer Aided Engineering) به‌منظور انجام تحلیل‌های استاتیکی، دینامیکی، حرارتی یا سایر تحلیل‌ها بر روی قطعات طراحی شده در کامپیوتر و به کمک یک نرم‌افزار خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ساخت به کمک کامپیوتر (CAM)

ساخت به کمک کامپیوتر (Computer Aided Manufacturing) پس از طراحی قطعه و به‌منظور استخراج داده‌های ورودی برای دستگاه‌های ماشین‌کاری به کمک یک نرم‌افزار خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مرحله، روش و مراحل ساخت قطعه در قالب کدهای مخصوص تعیین می‌شود.

نرم‌افزارهای مهندسی مکانیک

به جرات می‌توان مهندسی مکانیک را به‌عنوان رشته‌ای از مهندسی نام برد که بیشترین تعداد نرم‌افزار را به خود اختصاص داده است. این مهم، به‌واسطه گستره وسیع و متنوع مهندسی مکانیک است. تسلط بر همه این نرم‌افزارها نه ممکن و نه عاقلانه است! اما در این میان برای یک مهندس مکانیک فراگیری سه یا چهار نرم‌افزار از میان هزاران نرم‌افزار موجود، متناسب با نیاز و علاقه، هم ممکن و هم ضروری است. در ادامه لیست معروف‌ترین نرم‌افزارهای مهندسی مکانیک همراه با حوزه استفاده معرفی شده است.

نرم‌افزارهای طراحی، تحلیل و ساخت (CAD/CAE/CAM): نرم‌افزارهای (Catia، NX (Unigraphics)، Creo (Pro/Engineer (آموزش کتیا)

نرم‌افزارهای طراحی و مدل‌سازی سه‌بعدی: SolidWorks، Autodesk inventor، Solid Edge، TopSolid

نرم‌افزار طراحی مکانیکی: Autodesk Autocad Mechanical

نرم‌افزارهای طراحی دوبعدی: Autodesk Autocad، Microstation

نرم‌افزارهای ساخت به کمک کامپیوتر: PowerShape، PowerMill، MasterCAM، SurfCAM، EdgeCAM، SolidCAM، ArtCAM، Esprit، FeatureCAM، SmartCAM، TopCAM

نرم‌افزارهای تحلیل تنش به روش اجزاء محدود: Ansys، Abaqus، Comsol Multiphysics، MSC Nastran (همراه با MSC Patran)، Autodesk Simulation Mechanical، ADINA، NISA، CosmosWorks، LMS Samcef، MSC Marc، CSM++

نرم‌افزار تحلیل پدیده‌های آیروآکوستیکی: CAA++

نرم‌افزار تحلیل پدیده‌های آکوستیکی: MSC Actran

نرم‌افزارهای تحلیل مسائل حرارتی به روش اجزاء محدود: MSC Sinda، FEHT

نرم‌افزارهای تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD): نرم‌افزارهای Fluent (همراه با Gambit است)، STAR-CCM+، FLO++، CFD++، FLOW-3D، OpenFoam، fidap، ANSYS CFX، ANSYS POLYFLOW، Autodesk Simulation CFD، CosmosFlowWorks

نرم‌افزارهای تحلیل سیستم‌های دینامیکی: MSC Adams، LMS Dads، Visual Nastran 4D، SimWise 4D، Working Model 2D، CosmosMotion

نرم‌افزارهای تحلیل پدیده‌های دینامیکی پیچیده: Ansys LS-DYNA،Ansys Autodyn ، MSC Dytran

نرم‌افزارهای تحلیل تنش پایپینگ: AutoPipe، CaePipe

نرم‌افزارهای تحلیل سیستم‌های ترمودینامیکی: EES، Thermo-Calc

نرم‌افزارهای تحلیل جریان پایپینگ: Piping systems fluid flow، Pipenet، Pipeflow، Pipesys، Pipesim، Pipephase

نرم‌افزارهای تحلیل جریان کانال: FlowMaster، MSK Channel، AULOS، HEC-RAS

نرم‌افزارهای تحلیل سیستم‌های انرژی: TRNSYS، eQUEST

نرم‌افزارهای محاسبات ریاضی و مهندسی: Matlab، Mathcad، Maple، Mathematica، Scilab

نرم‌افزارهای طراحی پلنت: Autodesk Autocad Plant، PDMS، PDS، MPDS4، SmartPlant، AutoPlant، COADE CADWorx

نرم‌افزار تأسیسات ساختمان: Autodesk Autocad MEP

نرم‌افزار پایپینگ و ابزار دقیق: Autodesk Autocad P&ID

نرم‌افزار طراحی لوله‌کشی: Epanet

نرم‌افزار طراحی مخازن تحت فشار: COADE PV Elite

نرم‌افزار طراحی مخازن ذخیره: COADE TANK

نرم‌افزار جداول ترمودینامیکی: CATT2

نرم‌افزار طراحی نیروگاه‌های حرارتی:  Thermoflow

نرم‌افزارهای طراحی سیستم‌های تهویه مطبوع: Carrier HAP، Trane TRACE 700، Rhvac، Chvac، HeatCAD، LoopCAD، CADVent، MagiCAD

نرم‌افزارهای طراحی مبدل‌های حرارتی: Aspen EDR، Aspen B-Jac، Aspen HTFS، Aspen HX-Net، SimSci HEXTRAN، HTRI Xchanger Suite، UniSim Heat Exchangers

نرم‌افزارهای طراحی توربوماشین: CFTurbo، Numeca FINE/Turbo، Concepts NREC، ANSYS Vista TF، TURBOdesign

نرم‌افزار طراحی بدنه خودرو: Autodesk Alias Automotive

نرم‌افزارهای طراحی موتور خودرو: AVL FIRE، GT Suite، Engine Analyzer Pro

نرم‌افزارهای تحلیل دینامیکی خودرو: CarSim، ADVISOR

نرم‌افزارهای طراحی هواپیما: AirCAD، SpaceCAD، XFLR5، RcCAD

نرم‌افزارهای طراحی کشتی: Autoship، NavCAD، Shipconstructor، Tribon

نرم‌افزارهای طراحی ربات: Robotics Developer studio، Webots

نرم‌افزارهای مدارهای هیدرولیک و پنوماتیک: Automation Studio، Festo Fluidsim

نرم‌افزارهای شبیه‌ساز تزریق پلاستیک: Autodesk Simulation Moldflow، FLOW-3D THERMOSET، Moldex3D

نرم‌افزارهای شبیه‌ساز شکل‌دهی: Deform، Autoform، Qform، PAM-STAMP

نرم‌افزارهای شبیه‌ساز ریخته‌گری: Procast، Autocast، FLOW-3D CAST، STAR-Cast، SUTCast، MAGMA

نرم‌افزارهای شبیه‌ساز جوشکاری: WeldPlanner، SYSWELD، Simufact welding

منبع: آکادمی نرم‌افزارهای مکانیک