Машиностроение - это инженерная отрасль, которая сочетает в себе принципы инженерной физики и математики с материаловедением для проектирования , анализа, производства и обслуживания механических систем . [1] Это одна из старейших и широчайших инженерных отраслей .
Область машиностроения требует понимания основных областей, включая механику , динамику , термодинамику , материаловедение , структурный анализ и электричество . В дополнение к этим основным принципам инженеры-механики используют такие инструменты, как автоматизированное проектирование (CAD), автоматизированное производство (CAM) и управление жизненным циклом продукта для проектирования и анализа производственных предприятий , промышленного оборудования и машин , систем отопления и охлаждения , транспортные системы,летательные аппараты , плавсредства , робототехника , медицинские приборы , оружие и др. Это отрасль машиностроения, которая включает в себя проектирование, производство и эксплуатацию машин . [2] [3]
Машиностроение возникло как область во время промышленной революции в Европе в 18 веке; однако его развитие можно проследить на несколько тысяч лет по всему миру. В 19 веке развитие физики привело к развитию науки о машиностроении. Область постоянно развивалась, чтобы включать достижения; сегодня инженеры-механики ведут разработки в таких областях, как композиты , мехатроника , нанотехнологии . Он также пересекается с аэрокосмической техникой , металлургическим машиностроением , гражданским строительством , электротехникой ,машиностроение , химическое машиностроение , промышленное проектирование и другие инженерные дисциплины в разной степени. Инженеры-механики также могут работать в области биомедицинской инженерии , особенно в области биомеханики , транспортных явлений , биомехатроники , бионанотехнологий и моделирования биологических систем.
Применение машиностроения можно увидеть в архивах различных древних и средневековых обществ. Шесть классических простых машин были известны на древнем Ближнем Востоке . Клин и наклонная плоскость (рампа) были известны с доисторических времен. [4] Колесо , наряду с колесным и осевым механизмом, было изобретено в Месопотамии (современный Ирак) в 5-м тысячелетии до нашей эры. [5] Рычажный механизм впервые появился около 5000 лет назад на Ближнем Востоке, где он использовался в простых весах [ 6] .и для перемещения крупных предметов в древнеегипетской технике . [7] Рычаг также использовался в водоподъемном устройстве shadoof , первой крановой машине, появившейся в Месопотамии около 3000 г. до н.э. [6] Самые ранние свидетельства шкивов относятся к Месопотамии в начале 2-го тысячелетия до нашей эры. [8]
Сакия была разработана в Королевстве Куш в 4 веке до нашей эры. Он полагался на силу животных, уменьшая потребность в человеческой энергии. [9] Водохранилища в форме хафиров были построены в Куше для хранения воды и повышения ирригации. [10] Bloomeries и доменные печи были разработаны в седьмом веке до нашей эры в Мероэ . [11] [12] [13] [14] Кушитские солнечные часы применяли математику в форме продвинутой тригонометрии. [15] [16]
Самые ранние практические водяные машины, водяное колесо и водяная мельница , впервые появились в Персидской империи , на территории современных Ирака и Ирана, к началу 4 века до нашей эры. [17] В Древней Греции работы Архимеда (287–212 до н.э.) оказали влияние на механику в западной традиции. В римском Египте Герон Александрийский ( ок. 10–70 гг. н. э.) создал первое паровое устройство ( Эолипил ). [18] В Китае Чжан Хэн (78–139 гг. н.э.) усовершенствовал водяные часы .и изобрел сейсмометр , а Ма Цзюнь (200–265 гг. н.э.) изобрел колесницу с дифференциальными передачами. Средневековый китайский часовщик и инженер Су Сун (1020–1101 гг. Н.э.) включил спусковой механизм в свою башню с астрономическими часами за два столетия до того, как спусковые механизмы были обнаружены в средневековых европейских часах. Он также изобрел первую в мире известную бесконечную цепную передачу мощности . [19]