مهندسی مکانیک گرایش طراحی سیستم های دینامیکی خودرو

مهندسی مکانیک گرایش طراحی سیستم های دینامیکی خودرو

ضرورت وجودی و نیاز کشور 

      امروزه در اکثر جوامع پیشرفته و توسعه یافته نمی توان نیاز به خودرو به معنی عام آن را در زندگی شخصی و اجتماعی انسان ها نادیده گرفت . انواع خودروی سواری، موتور سیکلت‌ها، اتوبوسها و مینی‌بوس‌ها در شهرها و اتوبوسها، کامیونها و تانکرها در بین شهرها، تراکتورها، انواع ادوات کشاورزی در روستاها، و کامیونها، لودرها و انواع تجهیزات راهسازی متحرک، از جمله کاربردهای اولیه و بدیهی خودروها محسوب می‌شوند.

البته کلمه خودرو معادل فارسی کلمه Vehicle است که قطارها، کشتی‌ها، هواپیماها و حتی فضاپیماها را نیز شامل می‌شود. اما مهندسی خودرو، به‌طور خاص با مواردی سروکار دارد که بر روی زمین حرکت می‌کنند  هم‌اکنون اکثر آنها دارای موتورهای احتراق داخلی هستند. البته با پیشرفت فناوری‌های جدید و افزایش روزافزون قیمت سوختهای فسیلی و همچنین افزایش مسئله آلودگی در دنیا فناوری‌های نوینی در این زمینه به‌کارگرفته شده است . امروزه خودروها فقط از موتورهای احتراق داخلی استفاده نمی‌کنند. در میان این فناوری‌های برتر می‌توان به خودروهای برقی، هیبریدی،‌سلولهای سوختی و همچنین استفاده از توربینها در خودروها اشاره نمود.

خودروهای مورد بحث از قسمتهای مختلفی تشکیل شده‌اند:

قوای محرکه و سیستم انتقال قدرت، شاسی و چرخها، سیستم تعلیق و ترمز، سازه و بدنه، تزیینات داخلی، سیستمهای برقی، سیستمهای تهویه و دیگر سیستمهای جانبی. مهندسی خودرو، رشته‌ای است که طراحی، ساخت، بهینه‌سازی و تعمیر انواع مختلف خودرو را در برمی‌گیرد. اما از آنجا که خودرو، ابزاری است که از مجموعه‌های مختلف تشکیل شده‌است و دارای کاربردهای متفاوتی است، این رشته، ترکیبی از علوم مختلف کلاسیک و مدرن شامل علوم مختلفt مهندسی مانند مکانیک، الکترونیک، مواد و حتی علوم مدیریتی است و از اینرو رشته‌ای کاربردی و کاملا جذاب است. به‌عبارت دیگر، مهندسی‌خودرو یک رشته میان‌رشته‌ای و فراگیر است. چنین رشته‌ای نتیجه پیشرفتهای بشر در اواخر قرن بیستم است.

در ابتدای قرن بیستم که علم و فناوری به آرامی در کنار هم حرکت را شروع نمودند رشته‌های دانشگاهی همچون فیزیک، ریاضی و زیست‌شناسی عموما با مبنای علمی آغاز شدند. بعضا برخی از علوم مهندسی مانند مکانیک، برق، عمران که از دل علوم پایه منفک‌شده بود، نیز سربرآوردند. اما در نیمه دوم قرن بیستم با رشد انواع فناوری، مخصوصا فناوری اطلاعات و ارتباطات، علوم و فنون مختلف و در کنار آنها، رشته‌ها و دوره‌های دانشگاهی نیز رشد فزاینده و انفجاری را شاهد بودند. به گونه‌ای که تقریبا هر پنج سال یکبار حجم دانش تولیدشده در دنیا دو برابر کل گذشته می‌شد. لذا در دهه‌های منتهی به قرن بیست‌ویکم، ابتدا گرایشهای مختلف در رشته‌ها بوجود آمد . سپس رشته‌های جدید تخصصی‌تر ایجاد شد. در قرن اخیر این گرایشها متناسب با کاربرد گسترده و نیاز به استفاده از علوم مختلف از دل دانشکده‌های سنتی جدا شده و دانشکده‌های مستقلی را بوجود آوردند.

   رشته مهندسی خودرو دارای سه گرایش مختلف سیستم محرکه خودرو، سیستم دینامیکی خودرو و سازه و بدنه خودرو می‌باشد .در ادامه به معرفی هریک از این رشته‌ها به صورت جداگانه پرداخته شده است.

   گرایش طراحی سیستم های دینامیکی خودرو

    راحتی سفر به معنای کاهش ضربات ناشی از ناهمواری های سطح جاده به سرنشینان یکی از مهمترین پارامترها در طراحی خودروی مناسب به شمار می‌رود. همچنین فرمان پذیری خودرو در جاده، علی‌الخصوص در پیچهای تند موضوع مهم دیگری است که باید به آن توجه داشت. از طرف دیگر یکی از ملزومات خودروی ایمن، داشتن سیستم ترمز کاملا مطمئن است. این موضوعات سرفصل مباحثی هستند که به تفصیل درگرایش سیستم های تعلیق، ترمز و فرمان مورد بررسی قرار می‌گیرند. برای این منظور، دانشجویان با تکنولوژی های مختلف روز دنیا در زمینه تعلیق، ترمز و فرمان آشنا شده سپس مبانی طراحی آن را آموزش دیده .ضمن شناخت دقیق‌تر سیستمهای تعلیق و فرمان، با روشهای شبیه‌سازی و حل عددی معادلات دینامیکی خودرو آشنا می‌شوند. در شکل زیر دو نوع سیستم تعلیق مستقل متداول خودرو نشان داده شده‌است.

سیستم تعلیق مک فرسون	سیستم تعلیق دابل ویشبون

  در این گرایش مهندسان خودرو وظیفه دارند سیستم هایی طراحی کنند که راحتی و ایمنی بهینه را برای سرنشینان خودرو به ارمغان آورد. از نرم افزارهای مرسوم در طراحی سیستم‌های تعلیق می‌توان بهHyperworks ، Adams suite و نرم افزارهای شبیه سازی پروفیل جاده اشاره نمود.

جدول ۱- جبرانی:

کد درس	عنوان درس	تعداد واحد	ساعت			پیشنیاز
			جمع	نظری	عملی
۱	اصول تکنولوژی خودرو	۲	۳۲	۳۲	–	در نیمسال اول اخذ شود
۲	روشهای عددی	۳	۴۸	۴۸	–

 

جدول ۲- دروس اجباری ( اصلی) ( ۱۵ واحد):

کد درس	عنوان درس	تعداد واحد	ساعت			پیشنیاز
			جمع	نظری	عملی
۱۱	ریاضیات مهندسی پیشرفته	۳	۴۸	۴۸	–
۱۲	طراحی سیستمهای انتقال قدرت	۳	۴۸	۴۸	–
۱۳	طراحی سیستمهای شاسی	۳	۴۸	۴۸	–
۱۴	دینامیک خودرو	۳	۴۸	۴۸	–
۱۵	ارتعاشات پیشرفته	۳	۴۸	۴۸	–	ریاضیات مهندسی پیشرفته (یاهمزمان)

   

جدول ۳- دروس اختیاری ( تخصصی) ( ۹واحد):

کد درس	عنوان درس	تعداد واحد	ساعت			پیشنیاز
			جمع	نظری	عملی
۲۱	کاربرد کنترل پیشرفته در خودرو	۳	۴۸	۴۸	–
۲۲	دینامیک پیشرفته	۳	۴۸	۴۸	–
۲۳	بهینه سازی	۳	۴۸	۴۸	–
۲۴	طراحی و تحلیل سازه و بدنه خودرو	۳	۴۸	۴۸	–	روشهای عددی
۲۵	ارتعاشات و آکوستیک سازه و بدنه خودرو	۳	۴۸	۴۸	–	ارتعاشات پیشرفته

 

جدول ۴- سمینار و پایان نامه (۸واحد):

کددرس	عنوان درس	تعداد واحد
۳۱	سمینار	۲
۳۲	پایان نامه	۶