Maschinenbau und ähnliche Abschlüsse sind einige der gefragtesten Fähigkeiten für neue Absolventen. Es gibt bestimmte mechanische und physikalische Prinzipien, die jeder Maschinenbauingenieur wie seine Westentasche verstehen muss, wenn er in seiner Karriere herausragende Leistungen erbringen möchteWenn Sie alle diese Prinzipien bereits kennen, sind Sie wahrscheinlich ziemlich gut in Ihrem Job.
Abstände und Toleranzen
Bei der Konstruktion einer beliebigen Anzahl komplexer und präziser Teile ist die Berücksichtigung von Abständen und Toleranzen von entscheidender Bedeutung. Eine Toleranz in technischer Hinsicht wird normalerweise als zulässige Grenze oder Grenzwerte für Abweichungen eines Teils definiert.
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Dies ist wichtig, wenn Sie Teile wie Schrauben und Muttern bestellen oder versuchen, den Herstellungsprozess für Ihr Design zu bestimmen. Bestimmte Maschinen haben eine maximale Toleranz. Wenn Sie eine engere Toleranz benötigen, müssen Sie eine neue findenMaschine. Abstände ergeben sich natürlich aus Toleranzen. Beispielsweise wissen Sie möglicherweise, dass Sie einen Abstand von einhalten müssen. 2 cm + oder - 1 cm . Dieser Abstand wäre wahrscheinlich vorhanden, um Reibung zu vermeiden oder um zu verhindern, dass das Teil ein anderes bewegliches Teil erfasst. Die Toleranz für diesen Abstand beträgt 1 cm. Alle sind sinnvoll?
Kraft, Druck und Reibung
Mögen Kraft, Druck und Reibung bei Ihnen sein. Kräfte sind das Maß für Masse und Beschleunigung. Sie bestimmen unser tägliches Leben. Reibung und Druck sind beide Arten von Kräften, die oft am meisten diskutiert werden.Reibung ist der Grund, warum alles so funktioniert, wie es funktioniert. Ohne Reibung würden wir alle endlos herumrutschen wie in einem echten Flipper. Reibung ist eine Widerstandskraft, die auf ein Objekt ausgeübt wird, wenn es mit einem anderen Objekt in Kontakt kommt.
Es gibt kinetische und statische Reibung, die normalerweise für eine bestimmte Oberfläche einen unterschiedlichen Koeffizienten haben. Im Wesentlichen ist Reibung eine Widerstandskraft, die basierend auf Oberflächeneigenschaften, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen variabel sein kann. Der Druck ähnelt darin der ReibungEs ist eine kontinuierliche Kraft, die auf ein Objekt ausgeübt wird, wenn etwas mit ihm in Kontakt steht. Sie wird auch als Kraft auf einen bestimmten Bereich angegeben, denken Sie an Pfund pro Quadratfuß psi.
Geschwindigkeit und Beschleunigung
Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit von etwas in einer bestimmten Richtung. Geschwindigkeit ist im Allgemeinen eine Art Vektor, was bedeutet, dass sie sowohl einen numerischen Geschwindigkeitswert als auch einen Richtungswert hat. Beschleunigung ist andererseits die Änderung der Geschwindigkeit in einer bestimmten RichtungZeit. In Bezug auf die Physik kann es sowohl eine positive als auch eine negative Beschleunigung geben, wobei eine negative häufig als Verzögerung bezeichnet wird.
Das Verständnis dieser beiden Konzepte von Geschwindigkeit und Beschleunigung ist für das Leben als Ingenieur von grundlegender Bedeutung. Jedes andere Prinzip, wie Arbeit, Energie, Kräfte ... alles, baut auf Ihrem Verständnis dieser Konzepte auf.
Arbeit und Energie
Arbeit baut auf den Prinzipien der Kraft auf. Wenn an einem Objekt gearbeitet wird, wird eine Kraft auf dieses Objekt ausgeübt, um es um eine bestimmte Strecke in eine bestimmte Richtung zu bewegen. Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Zum Beispiel, wenn SieSie befinden sich in einem Auto an der Spitze einer Achterbahn. Sie haben eine bestimmte Menge an Energie oder Potenzial, um die Strecke herunterzufallen und an Geschwindigkeit zu gewinnen. Wenn Sie anfangen zu fallen, nimmt Ihr Potenzial oder Ihre Energie mit zunehmender Kraft abder Schwerkraft beginnt an dir zu arbeiten.
Stellen Sie sich Energie als die Währung für die Arbeit vor. Ihr Manager bezahlt Sie mit Energie und Sie arbeiten wiederum den ganzen Tag. Denken Sie daran, das ist nur eine Analogie, wir werden nicht mit roten Bullen bezahlt - zumindest nicht.Diese Prinzipien sind nicht schwer, wenn man Kräfte und letztendlich Beschleunigungen versteht, aber wie alles in der Physik baut alles auf den vorherigen Prinzipien auf.
Stress und Dehnung
Stress ist die Kraft pro Flächeneinheit und Dehnung ist die Abweichung oder Formänderung infolge von Stress. Mit anderen Worten, Stress ist die Anzahl der Tests, die Sie während Ihres Studiums absolvieren, und Dehnung ist wie wenig freiZeit, die Sie dann in Ihrem Zeitplan haben. Diese Konzepte werden in den Materialwissenschaften wirklich wichtig. Ihre Werte ändern sich für verschiedene Materialien, die oft als maximale Spannung und Dehnung für ein bestimmtes Material bezeichnet werden. Das Überschreiten dieser Maximalwerte führt häufig zu Verformung oder Teileausfall.
Alle diese Konzepte waren physikalischer Natur und beinhalten auch viel Mathematik. Viele Maschinenbauingenieure verwenden diese Prinzipien täglich, wenn auch nicht immer so, wie Sie sie im Physikunterricht am College anwenden. Die meisten CAD-Programme undandere Computer-Tools nehmen die Komplexität aus der Berechnung und ermitteln alle diese Werte automatisch.
Das bedeutet nicht, dass Sie die Prinzipien nicht verstehen müssen, aber es erleichtert die Arbeit des Maschinenbauingenieurs ein wenig.