معرفی نرم افزارهای مهندسی مکانیک

۱۰ نرم افزار پرکاربرد رشته مهندسی مکانیک

مهندسی مکانیک شاخه‌ای از مهندسی است که با طراحی، ساخت و راه‌اندازی دستگاه‌ها و ماشین‌ها سروکار دارد. تهیه و ساخت دستگاه‌هایی که انرژی‌های مختلف نظیر انرژی خورشید، انرژی هسته‌ای و انرژی شیمیایی را به کار می‌گیرند نیز در حوزهٔ این شاخه از دانش است. برای استخدام مهندس مکانیک یکی از مولفه های بسیار موثر آشنایی با انواع نرم افزار هاست.

این رشته یکی از قدیمی‌ترین و گسترده‌ترین رشته‌های مهندسی است.مهندسی مکانیک نیازمند فهم مفاهیمی همانند مکانیک، سینماتیک، ترمودینامیک، دانش مواد، تحلیل سازه‌ها و الکتریسیته است.مهندسان مکانیک، اصول اساسی نیرو، انرژی، حرکت و گرما را به کار برده و با دانش تخصصی خود، سیستم‌های مکانیکی و دستگاه‌ها و فرایندهای گرمایی را طراحی کرده و می‌سازند.

مهندسان مکانیک، گسترهٔ وسیعی از دستگاه‌ها، فراورده‌ها و فرایندها را تولید می‌کنند. پیش از اینکه به معرفی نرم افزار ها بپردازیم بهتر است بدانیم که تجربه عملی استفاده از نرم افزار به عنوان مثال در دوره های کارآموزی می تواند در یادگیری بهتر و سریعتر آن ها ما را یاری کند. برای این موضوع استفاده از سایت های کاریابی آنلاین می تواند کمک کننده باشد.

از این رو تصمیم گرفتیم که فهرستی از ۱۰ نرم افزار پرکاربرد این رشته را برای شما در این مقاله به اشتراک بگذاریم . البته در نظر داشته باشید معرفی سرویس های مذکور به معنی تایید یا عدم تایید خدمات آنان نیست و سرویس های فوق بر اساس نتایج جست و جو استخراج شده و در این مقاله درج شده اند.

۱) نرم افزارCATIA

کتیا یک نرم‌افزار طراحی به کمک رایانه، مهندسی به کمک رایانه و ساخت به کمک رایانه است که توسط شرکت داسو سیستمز تولید شده‌است. شرکت آی بی ام نیز در امور بازاریابی و فروش این نرم‌افزار با داسو سیستمز همکاری دارد. از توانایی‌های جالب آن در قسمت قطعات مکانیکی، با تولید G-code می‌توان به دستگاه‌های تراشکاری cnc متصل تا قطعه ساخته شود.

مدل سازی قطعات ساده تا پیچیده از ماوس گرفته تا بدنه خودرو و هواپیما و همچنین شرکت‌های هواپیماسازی همچون بوئینگ و شرکت‌های خودروسازی همچون فورد و نیسان نیز از نرم‌افزار به طور گسترده‌ای استفاده می‌کنند.

۲)نرم افزار SolidWorks

سالیدورکس یک نرم‌افزار مهندسی طراحی به کمک رایانه است که بر روی ویندوز اجرا می‌شود و توسط شرکت فرانسوی داسو سیستمز ساخته شده و همچنان توسعه داده می‌شود. در حال حاضر نرم‌افزار سالید ورکس توسط ۱٫۳ میلیون مهندس در بیش از ۱۳۰٬۰۰۰ شرکت در سراسر جهان در حال استفاده‌است.

این نرم‌افزار دارای سه محیط به نام‌های پارت (part) اسمبلی (assembly) و دراوینگ (drawing) می‌باشد. محیط اول برای رسم قطعه بوده، در محیط دوم قطعات یک مکانیسم بر روی هم سوار شده و در محیط آخر از آنها نقشه مهندسی (معمولاً برای نسخه چاپی) تهیه می‌شود.

۳)نرم افزار PowerMill

نرم‌افزار پاورمیل یکی از قدرمندترین و برجسته ترین نرم‌افزارهای ساخت به کمک رایانه می‌باشد که جهت تهیه مسیر حرکت ابزار در دستگاههای سی‌ان‌سی کاربرد دارد.نرم‌افزار پاورمیل با دربر داشتن استراتژیهای مختلف ماشین کاری مانند خشن کاری، پرداخت کاری معمولی یا سرعت بالا (High Speed Machining) و تکنیکها و ابزارهای تعریف شده فوق العاده و پوشش دهی گستره عظیمی از دستگاههای CNC معمولی و پیشرفته (تا پنج محور کاری) می‌تواند بهترین مسیر را جهت حرکت ابزار روی قطعه کار تعیین نماید که نتیجه این هوشمندی کاهش زمان ماشینکاری، بهبود کیفیت سطح ماشینکاری و در نهایت کاهش هزینه با بالاترین راندمان کاری می‌باشد.

۴)نرم افزار COMSOL Multiphysics

نرم‌افزار کامسول مولتی‌فیزیکس یک مجموعه کامل شبیه‌سازی است که می‌تواند معادلات دیفرانسیل سیستم‌های غیر خطی را توسط مشتق‌های جزئی به روش اجزاء محدود (FEM) در فضاهای یک، دو و سه بعدی حل نماید. این نرم‌افزار می‌تواند در حضور چالش‌هایی نظیر میدان‌های الکترومغناطیسی، کشش، دینامیک سیالات و دینامیک گاز به خوبی راهگشا باشد. COMSOL

همچنین فرصتی برای حل مشکل به عنوان یک فرمول ریاضی (در فرم معادلات) و فیزیکی (انتخاب مدل فیزیکی، به عنوان مثال مدل فرایند انتشار) را به کاربر می‌دهد. با استفاده از نرم‌افزار COMSOL Multiphysics می‌توان طراحی و شبیه‌سازی پروژه‌های مهندسی برق، مکانیک، علوم زمین، شیمی، فیزیک، نجوم و کوانتوم را انجام داد. همچنین این برنامه امکان تعامل با نرم‌افزارهای مهندسی دیگر مانند کتیا و متلب را دارد.

۵)نرم افزار MSC NASTRAN

نرم‌افزار نسترن یکی از قدرتمندترین نرم‌افزارهای مهندسی به کمک رایانه در زمینه روش اجزاء محدود (FEM) می‌باشد. این نرم‌افزار محصول شرکت MSC Software است.نسترن یک نرم‌افزار مهندسی چند منظوره با بیش از یک میلیون خط برنامه فرترن و دارای توانایی حل محدوده وسیعی از مسائل است.

مدولهای به کار رفته در این نرم‌افزار مجموعه‌ای از برنامه‌ها را شامل می‌شود که مربوط به پردازش هندسه، اسمبل کردن ماتریس‌ها، اعمال شرایط مرزی، حل ماتریسها، محاسبه مقادیر خروجی و … می‌باشند.تحلیل استاتیکی خطی و غیر خطی، آنالیز مدهای ارتعاشی و پاسخ فرکانسی سیستم، کمانش ستونها، تحلیل انتقال حرارت پایدار خطی و غیر خطی ، انتقال حرارت گذرا، تحلیل آکوستیک و آیروالاستیسیته از قابلیت‌های تحلیلی این نرم‌افزار به شمار می‌روند.

۶)نرم افزار FLUENT

نرم‌افزار فلوئنت یک نرم‌افزار مهندسی به کمک رایانه در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای مدل کردن جریان سیال و انتقال حرارت در هندسه‌های پیچیده می‌باشد. این نرم‌افزار امکان تغییر شبکه، به صورت کامل و تحلیل جریان با شبکه‌های غیرساخت‌یافته برای هندسه‌های پیچیده را فراهم می‌سازد.

نوع مش‌های قابل تولید و دریافت توسط این گروه نرم‌افزاری شامل شبکه‌هایی با المان‌های مثلثی و چهارضلعی (برای هندسه‌های دوبعدی) و چهاروجهی، شش وجهی، هرمی یا گوه‌ای (برای هندسه‌های سه‌بعدی) می‌باشد. همچنین فلوئنت به کاربر اجازهٔ بهبود شبکه (مثلا ریز کردن یا درشت کردن شبکه در مرزها و مکان‌های لازم در هندسه) را می‌دهد.

۷)نرم افزار NX

نرم‌افزار اِن ایکس که سابقاً یونیگرافیکس نامیده می‌شد، محصول شرکت زیمنس پی ال ام آمریکا (شاخه نرم‌افزاری و اتوماسیون شرکت زیمنس آلمان)، یکی از قوی‌ترین نرم‌افزارهای جامع طراحی به کمک رایانه، مهندسی به کمک رایانه و ساخت به کمک رایانه است.

این نرم‌افزار در سال ۱۹۶۰ توسط شرکت مک‌دانل داگلاس که سازندهٔ هواپیما و فضاپیما بوده، معرفی شد و تاکنون در کاربردهای متنوعی ازطراحی تا ساخت مورد استفاده قرار گرفته است.نرم‌افزار یونیگرافیکس به دلیل امکانات فراوانی که دراختیار کاربر قرار می‌دهد، موجب ارائهٔ سریع‌تر و ارزان‌تر محصولات پیچیده و کاهش هزینه‌های طراحی تا ساخت محصول شده است.

۸)نرم افزار CREO

نرم‌افزار کرئو با نام قبلی پرو/اینجینیربه معنی «مهندس حرفه‌ای» از جمله نرم‌افزارهای طراحی به کمک رایانه، مهندسی به کمک رایانه و ساخت به کمک رایانه است، که برای طراحی سه‌بعدی به کار می‌رود. شرکت سازندهٔ این برنامه، بنگاه فناوری پارامتری (PTC) است.

بهره‌گیری این برنامه در کارخانه‌های بنام مهندسی بسیار فراگیر است و در صنعت خودروسازی، مهندسی مکانیک و دیگر جاها از آن بهره می‌برند. نامی‌ترین کارخانه‌هایی که کالاهایشان را با این نرم‌افزار می‌سازند زیمنس، فراری، تویوتا، آئودی، بویینگ، فولکس‌واگن، جان دیر و… هستند.

۹)نرم افزار : ABAQUS

نرم‌افزار آباکوس از جمله نرم‌افزاری‌های قدرتمند مهندسی به کمک رایانه در زمینه تحلیل به روش اجزاء محدود (FEM) در بازار است. این نرم‌افزار محصول شرکت فرانسوی داسو سیستمز می‌باشد.آباکوس قابلیت حل مسایل از یک تحلیل خطی ساده تا پیچیده ترین مدلسازی غیر خطی را دارا می‌باشد.

این نرم‌افزار دارای مجموعه المانهای بسیار گسترده‌ای می‌باشد که هر نوع هندسه‌ای را می‌توان توسط این المان‌ها مدل کرد. همچنین دارای مدل‌های رفتاری بسیار زیادی است که در مدلسازی انواع مواد با خواص و رفتار گوناگون نظیر فلزات، لاستیک‌ها، پلیمرها، کامپوزیت‌ها، بتن مسلح، فومهای فنری و نیز شکننده و همچنین مصالحی ژئوتکنیکی نظیر خاک و سنگ، قابلیت بالایی را ممکن می‌سازد.

۱۰)نرم افزار MATLAB

متلب یک محیط نرم‌افزاری برای انجام محاسبات عددی و یک زبان برنامه‌نویسی نسل چهارم است. واژهٔ متلب هم به معنی محیط محاسبات رقمی و هم به معنی خود زبان برنامه‌نویسی مربوطه‌است که از ترکیب دو واژهٔ MATrix (ماتریس) و LABoratory (آزمایشگاه) ایجاد شده‌است. این نام حاکی از رویکرد ماتریس محور برنامه‌است، که در آن حتی اعداد منفرد هم به عنوان ماتریس در نظر گرفته می‌شوند.

ساخت رابط گرافیکی کاربر مانند دیالوگ‌هایی که در محیط‌های ویژوال مانند بیسیک و C وجود دارند، در متلب امکان‌پذیر است. این قابلیت، ارتباط بهتری را میان برنامه‌های کاربردی نوشته‌شده با متلب و کاربران برقرار می‌کند.متلب که از محصولات شرکت مت‌ورکس است، برای گروه‌های مختلف مهندسان رشته‌های مختلف از جمله مهندسی برق، مکانیک، رایانه و… کاربرد بسیاری دارد.

۲۰ تا از بهترین و جدیدترین نرم افزارهای مهندسی مکانیک CAD و CAM

در این پست بیست تا از بهترین نرم افزارهای رشته مهندسی مکانیک را به شما معرفی می کنیم. این نرم افزارها شامل نرم افزارهای CAD (طراحی به کمک کامپیوتر) و CAM (ساخت به کمک کامپیوتر) می باشند. در این مقاله با کمک تجربه چندین ساله تنی چند از دانشجویان برتر و اساتید نخبه کشور، به ترتیب اولویت نرم افزارهایی که یک مهندس مکانیک باید بلد باشد را معرفی می کنیم.

مقدمه:

طراحی به کمک رایانه (CAD): معنای لغوی Computer Aided Design طراحی به کمک رایانه است. واژه CAD یعنی ابتدایی‌ترین مرحله برای ساخت یک قطعه و معرفی آن به یک رایانه است که این کار توسط یک اپراتور (کاربر) صورت می‌گیرد که با طراحی سه بعدی توسط نرم‌افزاری خاص خود انجام می‌شود یا حتی توسط اسکن سه بعدی اجسام صورت می‌گیرد. اگر قطعه پیچیده باشد هر قسمت آن را جداگانه طراحی کرده و سپس اسمبل می‌کنند.

ساخت به کمک رایانه (CAM): معنای لغوی Computer Aided Manufacturing ساخت به کمک رایانه است. واژه CAM مرحله‌ای است که در آن روش ساخت مورد بررسی قرار می‌گیرد و توسط نرم‌افزارهای خاص کدهایی به نام جی کد G Cod به دستگاه می‌فهماند که چه مراحلی را برای ماشین‌کاری باید طی کند که شامل مراحل خشن کاری و اتمام کار(Finishing) است و توسط راهبردهای به خصوص صورت می‌گیرد.

۱-نرم افزار اتوکد

اتوکد AutoCAD دارای یک رابط کاربر پسند برای ترسیم نقشه های دوبعدی و سه بعدی کردن قطعات و نقشه ساختمان ها و یا ترسیم نقشه های تاسیساتی به کار می رود. دقت کنید که این نرم افزار یک نرم افزار قدیمی می باشد ولی بعنوان نرم افزار مادر یا بیس سایر نرم افزارهای مهندسی شناخته می شود و در صورتیکه بخواهید در شرکت های مهندسی مشاور در ایران یا خارج از کشور فعالیت داشته باشید یادگیری این نرم افزار یک الزام است. یادگیری محیط دوبعدی آن دو هفته و محیط سه بعدی ۱ ماه زمانبر است.

۲- نرم افزار ANSYS

انسیس دومین نرم افزار مهم در این لیست است که هر مهندس مکانیک باید آن را بلد باشد. انسیس یک ابزار تحلیلی است که از روش اجزا محدود جهت مدل سازی و تحلیل استفاده می کند. مهندسان و طراحان با کمک نرم افزار تحلیلی ansys قادر اند تا به سادگی بهینه سازی ساختاری، حرارتی، دینامیکی، تعادل وزنی و عملکردی و همچنین شبیه سازی های مُد ارتعاشی و ضریب اطمینان و ایمنی را در طرح‌ هایشان گام به گام اعمال کنند.

طراحان نرم افزار شبیه ساز انسیس معتقد هستند که این نرم افزار کاربردی تا ۳۲ سال آینده می تواند پاسخگوی تمامی نیاز های طراحی کاربران انسیس باشد. اگر شما یکی از کاربران نرم افزار محبوب کتیا هستید شاید جالب باشد که بدانید نرم افزار ansys می تواند از خروجی catia استفاده نموده و از فرمت های رایج هندسی و برداری مانند SAT و Para solid پشتیبانی کند. این نرم افزار در کنار اتوکد برای یادگیری مهندسان موفق مکانیک کاملا ضروری است. یادگیری آن حدود ۲ ماه زمان می برد.

۳-نرم افزار پرو اینجنیر

نرم افزار با امکانات و ابزارهای پیشرفته برای طراحی، طراحی، جمع آوری، جوش و غیره. به معنی «مهندس حرفه‌ای» از جمله نرم‌افزارهای طراحی به کمک رایانه، مهندسی به کمک رایانه و ساخت به کمک رایانه است، که برای طراحی سه‌بعدی به کار می‌رود.

شرکت سازندهٔ این برنامه، بنگاه فناوری پارامتری (PTC) است. رقبای اصلی نرم‌افزار پرو/اینجینیر در بازار کتیا و ان ایکس (یونیگرافیکس) می‌باشد. اما دقت کنید که این نرم افزار نسبت به کتیا و ان ایکس جدیدتر و سبک تر می باشد و در بسیاری مسابقات رشته مکانیک یا کارهای تحقیقاتی از این نرم افزار استفاده می شود. یادگیری آن حدود ۵ ماه زمان می برد.

۴- نرم افزار SolidWorks 3D CAD

نام سالیدورکز را حتما شنیده اید. این نرم افزار بعنوان نرم افزار چهارم مطرح می شود و در کنار پیچیدگی های خود، قوی ترین نرم افزار در زمینه مدلسازی و سه بعدی کردن احجام، قطعات صنعتی و شبیه سازی های مختلف کاربرد فوق العاده ای دارد. در واقع سالیدورکز یک نرم‌افزار مهندسی طراحی به کمک رایانه است که بر روی ویندوز اجرا می‌شود و توسط شرکت فرانسوی داسو سیستمز ساخته شده و همچنان توسعه داده می‌شود.

نرم‌افزار سالیدورکس به صورت مستقیم با اینونتور، مکانیکال دسکتاپ و سالید اج رقابت می‌کند ولی تجربه ثابت کرده است که هیچکدام از این نرم افزارها با سالیدورک قابل مقایسه نیستند.. این نرم‌افزار دارای قابیلت نصب نرم‌افزار CAM است که توسط شرکت سازنده تحت عنوان CAM WORKS به عنوان نرم‌افزار کمکی نصب می‌شود. یادگیری آن حدود ۴-۵ ماه طول می کشد.

۵- نرم افزار Abaqus

آباکوس Abaqus یک نرم افزار تجزیه و تحلیل CAD و عناصر محدود برای ساخت هندسه های پیچیده و به دست آوردن نتایج بهینه است. اسم و نشان این نرم‌افزار از لغت abacus در زبان انگلیسی به معنای چرتکه و (abax (ἄβαξ در زبان یونانی به معنای تخته پوشیده شده با ماسه، گرفته شده‌است.

این نرم افزار را در اولویت پنجم یادگیری قرار دهید. آباکوس قابلیت حل مسایل از یک تحلیل خطی ساده تا پیچیده‌ترین مدلسازی غیر خطی را دارا می‌باشد. این نرم‌افزار دارای مجموعه المانهای بسیار گسترده‌ای می‌باشد که هر نوع هندسه‌ای را می‌توان توسط این المان‌ها مدل کرد.

همچنین دارای مدل‌های رفتاری بسیار زیادی است که در مدلسازی انواع مواد با خواص و رفتار گوناگون نظیر فلزات، لاستیک‌ها، پلیمرها، کامپوزیت‌ها، بتن مسلح، فومهای فنری و نیز شکننده و همچنین مصالحی ژئوتکنیکی نظیر خاک و سنگ، قابلیت بالایی را ممکن می‌سازد.

نظر به اینکه آباکوس یک ابزار مدلسازی عمومی و گسترده می‌باشد، استفاده از آن تنها محدود به تحلیل مسائل مکانیک جامدات (یعنی مسئله تنش – کرنش) نمی‌شود. با استفاده از این نرم‌افزار می‌توان مسایل مختلفی نظیر انتقال حرارت، انتقال جرم، تحلیل حرارتی اجزاء الکتریکی، اکوستیک، تراوش و پیزو الکتریک را مورد مطالعه قرار داد. یادگیری آن حدود ۱ ماه زمانبر است.

۶- نرم افزار کتیا

CATIA در سال ۱۹۷۷ توسط شرکت هواپیمایی فرانسوی «Avions Marcel Dassault»، که در آن زمان مشتری نرم‌افزار CADAM برای توسعه هواپیماهای جنگنده Mirage Dassault، توسعه داد. بعدها توسط هوافضا، خودرو، کشتی‌سازی و سایر صنایع تصویب شد.

تفاوت نرم افزار CATIA با Solidworks بیشتر در قابلیت هاست. هر دوی این نرم افزار ها برای شرکت دسو سیستم فرانسه می باشند هدف اصلی این شرکت برای ارائه دو محصول با قابلیت های مشابه برای بدست آوردن سهم بیشتر در بازار نرم افزار های مدلینگ در جهان می باشد.

اولین محصول نرم افزاری شرکت دسو نرم افزار کتیا می باشد این نرم افزار به دلیل قابلیت های گسترده به عنوان یکی از گران قیمت ترین نرم افزارهای جهان محسوب می شود که بیشتر شرکت های بزرگ برای یکپارچگی کاری خود در زمینه طراحی در حال حاضر از کتیا به عنوان نرم افزار اصلی استفاده می کنند مثل شرکتهای Boeing، AIRBUS، BMW. یادگیری آن حدود ۶ ماه زمان بر است.

۷- نرم افزار Solid Edge

یادگیری این نرم افزار جزو ضروریات نیست ولی اگر دوست دارید در زمینه شبیه سازی تخصص بیشتری پیدا کنید بهتر است در کنار سالیدورکز و کتیا، از این نرم افزار هم استفاده کنید. Solid Edge یک نرم افزار شبیه سازی و رندر ۳d با ابزار قدرتمند و ویژگی های شبیه سازی است. رقبای اصلی نرم‌افزار سالید اج در بازار سالیدورکس، اینونتور و مکانیکال دسکتاپ می‌باشد.

در محیط‌های این نرم‌افزار نیز مانند سایر نرم‌افزارها دارای سه محیط به نام‌های پارت(part) اسمبلی (assembly) و دراوینگ (drawing) می‌باشد که با استفاده از آن‌ها می‌توان طراحی یک قطعه یا یک مجموعه را به واقعیت تبدیل کرده و مدارک فنی مستندی از طرح ایجاد نمود. همچنین در زمینه مهندسی معکوس این نرم‌افزار دارای کارایی و دقت بالایی می‌باشد. یادگیری آن ممکن است حدود ۴ ماه زمان ببرد.

۸- نرم افزار راینو

این نرم افزار جزو جدیدترین، سبک ترین و قدرتمندترین نرم افزارهای مدلسازی، سه بعدی و شبیه سازی است که بیشتر توسط مهندسان معمار و انیمیشن کارها استفاده می شود ولی در زمینه مهندسی مکانیک نیز می تواند به کمک شما بیاید. یادگیری آن ممکن است حدود ۳ ماه از وقت شما را بگیرد و یادگیری آن توسط مهندسان مکانیک یک آپشن است نه یک نرم افزار ضروری.

۹-نرم افزار Matlab

متلب Matlab عمدتا یک نرم افزار پیشرفته ریاضی (با ویژگی های برنامه نویسی) است، اما دارای ویژگی هایی است که به طور خاص برای مهندسی طراحی شده است. این نرم افزار یک نرم افزار کاملا پولساز است چون به دلیل پیچیدگی و دشواری در یادگیری، افراد زیادی به دنبال یادگیری آن نمی روند ولی در صورت تسلط، به راحتی یک امتیاز عالی جهت جذب در شرکت های داخلی و خارجی می باشد. در واقع یک محیط نرم‌افزاری برای انجام محاسبات عددی و یک زبان برنامه‌نویسی نسل چهارم است. یادگیری آن ممکن است حداقل ۸ ماه زمانبر باشد.

سایر نرم افزارهای رشته مکانیک (به ترتیب اولویت)

• نرم افزار GAMBIT
• نرم افزار TRNSYS
• نرم افزار RecurDyn
• نرم افزار کامسول COMSOL
• نرم افزار Simufact
• نرم افزار Autodesk Inventor
• نرم افزار تری دی مکس Autodesk 3ds Max
• نرم افزار TopSolid
• مایکروسافت ویژوال استودیو
• نرم افزار پاتران Patran
• نرم افزارSALOME