أفضل برامج المحاكاة ثلاثية الأبعاد لمهندسي الميكانيكا

تُستخدم برامج النمذجة ثلاثية الأبعاد في الصناعة والمُحاكاة، وأهميتها تكمن في أنها توفر لك نظرة عامة ودقيقة على مشروعك قبل البدء بالتنفيذ؛ مما يُتيح لك ضبط الأجزاء وتحسينها بكفاءة، وكذلك تصحيح الأخطاء الأخيرة، وهناك عدة برامج لهذا الغرض، يحتاجها المهندسون في كل عمل.
سوف نستعرض هنا بعض هذه الأدوات، والتي تهم مهندسي الميكانيكا:

1- Mathcad

هي أداة مُفيدة لكل مهندسي الميكانيكا، بغض النظر عن نوع المشروع؛ فهي تمنحك القدرة على إجراء العمليات الرياضية داخل المستند، كما تسمح بإضافة الصور والنصوص ذات الصلة بمشروعك.
وتتلخص الوظائف التي يقوم بها “Mathcad” فيما يلي:
1- القدرة على كتابة المعادلات وتقويمها.
2- الرسم.
3- تحويل الوحدات.
4- الجبر الخطي -لحل مسائل الإحصاء ثلاثية الأبعاد-.
5- البرمجة.

2- برامج التصميم بمُساعدة الكمبيوتر (CAD)

تُمكنك هذه البرامج من بناء طرازات ثلاثية الأبعاد من الأجزاء والتجميعات، فهي تسمح لك بإنشاء رسومات ثنائية الأبعاد للقطع التي يُمكن تصنيعها، وتتضمن أيضًا دمجًا مباشرًا في حزمة FEA (تحليل العناصر المنتهية)، بحيث يُمكنك التكرار بسلاسة بين التصميم والتحليل.
وهذه بعض الأمثلة على برامج “CAD” ثلاثية الأبعاد: “SolidWorks” و”CATIA” و”AutoDesk Inventor”.

3- تحليل العناصر المُنتهية (FEA)

إن كنتَ مهندسًا ميكانيكيًا، فبالتأكيد تعرف ما يعنيه مُصطلح “FEA”.
تحليل العناصر المُنتهية هي طريقة لحل بعض المشكلات الميكانيكية، تعتمد على تقسيم العنصر إلى عناصر أصغر، عن طريق ما يُسمَّى بـ “الشبكة”.
تتيح لكَ بعض البرامج تحليل العناصر المُنتهية، وتحليل الضغوط والانحراف في البُنى المُعقدة، ويتم هذا الأمر عادةً بإنشاء بنية في برنامج 3D CAD، كما يتم إنشاء “شبكة” باستخدام أحد برامج تحليل العناصر المُنتهية، ويتم تطبيق القُوى والقيود، ويُمكن حل النموذج بعد ذلك بدقة عالية.
ومن أمثلة البرامج التي تُساعدك في حل مشكلة كهذه: “ANSYS” و”NASTRAN”.

4- MATLAB

يُعدّ برنامج “MATLAB” لغة البرمجة المناسبة لحساب المصفوفات والمُتجهات، وهو ضروري جدًا لمهندسي الميكانيكا.
يُستخدم ماتلاب عندما يتطلب التحليل العددي المُعقد حلًا برمجيًا قويًا، كما أنه يُستخدم في المُحاكاة والنمذجة، وبه قدرات تخطيط ورسم عالية الدقة، وسريعة الأداء، مما يجعله من أفضل الخيارات في هذا الشأن.

5- Python

يُعدّ “بايثون Python” كذلك لغة برمجة مُهمة وذات انتشار واسع هذه الأيام، لكنها تُستخدم للأغراض العامة، وهي بديل ممتاز لـ ماتلاب.
ولعل أهم ما يُميّز بايثون ويساعد على انتشارها، هو كونها لغة برمجة مفتوحة المصدر، وتُمكنك بايثون من إدارة قاعدة بيانات، وإنشاء مواقع على شبكة الإنترنت، إلى جانب التحليل الرقمي.

6- AutoCAD Mechanical

إذا كنتَ مهندسًا ميكانيكيًا، فبالتأكيد تعاملتَ مُسبقًا مع أوتوكاد، إنه برنامج للرسم والتصميم الهندسي يسمح لك‌َ ببناء رسومات ثنائية وثلاثية الأبعاد، يُوفر “AutoCAD Mechanical” مكتبة ضخمة من القطع القياسية.

7- Pro/ENGINEER

يُعدّ “Pro/ENGINEER” (المعروف الآن أيضًا باسم “PTC Creo” أو”Creo Parametric”) برنامج 3D CAD يُوفر نماذج التجميع، وتحليل العناصر المحدودة، وهو أفضل اختيار لنماذج الأجزاء الميكانيكية ولإنتاج مُنتجاتك بشكل أفضل.

8- Catia

يتم استخدام “كاتيا” للتصميمات المُعقدة والمُفصّلة، وهو يُستخدم لتصميم ومُحاكاة وتحليل وتصنيع المُنتجات والهندسة، بما في ذلك الصناعات الجوية والسيارات والسلع الاستهلاكية والآلات الصناعية، وما إلى ذلك.

يجب أن تعرف أنه من الضروري البحث عن معلومات حول الشركة التي تتقدم بطلب التوظيف فيها؛ فكل شركة لديها مُنتج خاص بها وتعمل على برامج مُحددة، فقُم بمُراجعة مُتطلبات الشركة والبرامج التي يفضلونها قبل التقدُّم للحصول على وظيفة.

وختامًا، إن كنتَ تبحث عن وظيفة في المجال الميكانيكي، فأنصحك بمُمارسة التصميم على عدد من برامج الهندسة الميكانيكية.

المصدر

كتابة: سمية عبدالقوي
مراجعة: شيماء وصفي
تحرير: أسماء مالك