Teknik mesin atau
Teknik mekanik adalah ilmu
teknik mengenai aplikasi dari prinsip
fisika untuk analisis, desain, manufaktur dan pemeliharaan sebuah
sistem mekanik. Ilmu ini membutuhkan pengertian mendalam atas konsep utama dari cabang ilmu
mekanika,
kinematika,
teknik material,
termodinamika dan
energi. Ahli atau pakar dari teknik mesin biasanya disebut sebagai
insinyur (teknik mesin), yang memanfaatkan pengertian atas ilmu teknik ini dalam mendesain dan menganalisis pembuatan
kendaraan,
pesawat, pabrik industri, peralatan dan mesin industri dan lain sebagainya. Teknik mesin biasanya terdiri dari :
- Perancangan Mekanik dan Konstruksi
- Proses Manufaktur dan Sistem Produksi
- Konversi energi
- Ilmu Bahan / Metalurgi
Teknik mesin mulai berkembang sebagai suatu ilmu setelah adanya
revolusi industri di Eropa pada abad ke-18. Kemudian pada abad ke-19
semakin berkembang lagi mengikuti perkembangan ilmu
fisika. Ilmu teknik mesin pun semakin canggih, dan para insinyurnya sekarang mengembangkan diri di bagian
komposit,
mekatronika, dan
nanoteknologi. Ilmu ini juga mempunyai hubungan dengan
teknik penerbangan,
teknik sipil,
teknik listrik,
teknik perminyakan, dan
teknik kimia.
Pendidikan untuk teknik mesin ditawarkan di universitas di seluruh
dunia. Di Brasil, Irlandia, Cina, Yunani, Turki, Amerika Utara, Asia
Selatan, India, Indonesia dan Britania Raya, program teknik mesin
diselesaikan dalam waktu 4 atau 5 tahun dan lulus sebagai
Sarjana Sains (
Bachelor of Science/B.Sc), Sarjana Teknik Sains,
Sarjana Teknik (B.Eng), dan
Sarjana Teknologi
(B.Tech). Di Spanyol, Portugal dan kebanyakan negara Amerika Selatan,
nama resmi untuk lulusan teknik mesin adalah Insinyur Teknik (
Mechanical Engineer), dan lama pendidikannya bisa 5 atau 6 tahun.
Beberapa insinyur teknik mesin melanjutkan pendidikan pascasarjana mereka dengan mengambil program
Master Teknik,
Master Teknologi,
Master Sains,
Master Manajemen Teknik (MEng.Mgt atau MEM), atau
Doctor of Philosophy di bagian teknik (EngD, PhD). Studi pada tingkatan master bisa memuat atau tidak memuat
penelitian. Doctor of Philosophy memuat banyak penelitian dan biasanya dijadikan pintu masuk untuk para
akademisi.
[1]
Subdisiplin ilmu
Cabang teknik mesin terdiri dari banyak subdisiplin ilmu lainnya.
Beberapa subdisiplin ilmu ini diajarkan di perguruan tinggi di tingkat
sarjana (S1). Beberapa dari mereka memang khusus untuk teknik mesin dan
beberapa lagi merupakan gabungan dari teknik mesin dengan teknik
lainnya.
Mekanika
Mekanika adalah bidang ilmu yang mempelajari
gaya
dan efeknya pada suatu benda. Secara khusus, mekanika digunakan untuk
menganalisis dan memprediksi akselerasi dan deformasi (keduanya
elastis dan
plastis) dari suatu benda. Subdisiplin dari ilmu mekanika diantaranya:
- Statis, ilmu yang mempelajari benda diam, bagaimana suatu gaya mempengaruhi benda diam.
- Dinamis (atau kinetis), ilmu yang mempelajari pengaruh gaya terhadap benda bergerak.
- Mekanika material, ilmu yang mempelajari bagaimana material yang berbeda berubah bentuk terhadap berbagai macam tipe tekanan/tegangan.
- Mekanika fluida, ilmu yang mempelajari bagaimana fluida bereaksi terhadap gaya[2]
- Mekanika continuum, sebuah metode aplikasi mekanika yang mengasumsikan kalau suatu objek adalah berkesinambungan/terus menerus.
Para insinyur teknik mesin menggunakan ilmu mekanika pada tahap
mendesain atau menganalisis. Misalnya, jika proyeknya adalah desain dari
sebuah kendaraan, maka ilmu statis dapat dipakai untuk mendesain bodi
kendaraan, untuk mengukur seberapa maksimum tegangan yang dapat
diberikan. Ilmu dinamis dapat digunakan untuk mendesain mesin mobil,
melihat gaya yang bekerja pada
piston dan
cam
sebagai siklus sebuah mesin. Mekanika material dapat digunakan untuk
memilih bahan apa yang cocok untuk bodi mobil sekaligus mesinnya.
Mekanika fluida dapat digunakan untuk mendesain sistem ventilasi
kendaraan (lihat
HVAC), atau juga bisa untuk mendesain sistem masukan (
intake) pada mesin.
Kinematika
Kinematika adalah ilmu yang mempelajai pergerakan dari suatu benda
dan sistem, tanpa mempedulikan gaya yang menyebabkan pergerakan itu.
Osilasi dari piston dalam mesin adalah salah satu contoh sistem
kinematika sederhana.
Para insinyur teknik mesin menggunakan kinematika untuk mendesain dan menganalisis
mekanisme.
Kinematika dapat digunakan untuk menemukan suatu jangkauan pergerakan
yang mungkin untuk suatu mekanisme yang diberikan atau kebalikannya,
untuk mendesain sebuah mekanisme yang bekerja sesuai dengan jangkauan
pergerakan yang diinginkan.
Mekatronika dan robotika
Mekatronika adalah cabang antarilmudisiplin yang menggabungkan teknik mesin,
teknik listrik, dan
rekayasa perangkat lunak. Dalam hal ini, mesinnya beroperasi secara otomatis melalui penggunaan
motor elektrik,
servo-mekanisme,
dan perangkat eletrikal lainnya dengan penggunaan software khusus.
Contoh sistem mekatronika yang paling umum adalah CD-ROM drive. Sistem
mekanikal membuka dan menutup drive-nya, memutar CD dan
memindah-mindahkan posisi laser, dengan sistem optik membaca data yang
ada di CD dan mengubahnya ke
bit. Perangkat lunak terintegrasi mengontrol proses tersebut, dan menghubungkan isi dari CD ke komputer.
Robotika adalah aplikasi dari ilmu mekatronika untuk menciptakan
sebuah robot, yang biasanya sudah sering digunakan untuk melakukan
tugas-tugas berbahaya, tidak menyenangkan, atau juga tugas yang
diulang-ulang. Robot ini dapat dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran,
semuanya sudah diprogram terlebih dahulu. Seorang insinyur biasanya akan
memakai ilmu kinematika dan mekanika dalam menciptakan sebuah robot.
Robot juga digunakan luas dalam
teknik industri.
Penggunaan robot akan menghemat pengeluaran gaji pegawai, dapat
melakukan tugas yang sulit/berbahaya, dan juga untuk menjamin kualitas
tetap. Banyak perusahaan, terutama dalam industri otomotif, telah
menggunakan robot, sehingga terkadang saking canggihnya, robot itu bisa
menjalankan proses produksi itu sendiri sepenuhnya (tidak memerlukan
manusia lagi). Untuk penggunaan di luar pabrik, robot digunakan dalam
pembuangan bom,
penjelajahan angkasa, dan banyak bidang lainnya.
Analisis struktural
Analisis struktural merupakan cabang dari ilmu teknik mesin (dan juga
teknik sipil) yang digunakan untuk melihat mengapa dan bagaimana suatu
objek mengalami kegagalan. Kegagalan struktural dapat dilihat dengan 2
tipe utama: kegagalan statis (
static failure) dan kegagalan kelelahan (
fatigue failure).
Kegagalan struktural statis muncul ketika suatu benda mendapatkan gaya yang terlalu besar, lalu mengalami
deformasi plastis.
Kegagalan kelelahan muncul ketika suatu benda mengalami kegagalan (
kerusakan)
setelah menerima suatu gaya terus-menerus secara berulang-ulang. Suatu
objek yang mengalami kegagalan kelelahan biasanya dimulai dengan adanya
pecahan mikroskopis pada permukaan objek itu. Seiring berjalannya waktu,
pecahan itu akan semakin besar, sampai pada suatu saat "pecahan" itu
telah cukup besar untuk menyebabkan suatu kerusakan pada objek tersebut.
Kegagalan pada teknik tidak serta merta didefiniskan ketika suatu
benda rusak saja, tapi juga termasuk ketika mereka tidak dapat
beroperasi sebagaimana mestinya.
Analisis struktural digunakan oleh para insinyur teknik mesin setelah
munculnya suatu "kegagalan", atau digunakan untuk mendesain benda agar
terhindari dari "kegagalan" itu.
Termodinamika dan ilmu-panas
Termodinamika adalah ilmu yang digunakan di beberapa ilmu teknik, termasuk tenik mesin dan
teknik kimia. Termodinamika mempelajari energi, penggunaannya, dan cara mengubahnya melalui
sistem.
Lebih spesifik, termodinamika di dalam teknik lebih mengedepankan
bagaimana mengubah energi yang satu ke energi lainnya. Contohnya, mesin
mobil mengubah energi kimia yang ada dalam bahan bakar menjadi energi
panas, dan kemudian diubah lagi menjadi energi gerak yang akan
menggerakkan roda mobil.
Prinsip-prinsip termodinamika digunakan oleh para insinyur teknik mesin di bagian
transfer panas,
termofluida, dan
konversi energi. Mereka menggunakannya untuk mendesain mesin,
pembangkit listrik, panas, ventilasi, sistem HVAC,
penukar panas,
pembuang panas,
radiator,
kulkas,
insulasi, dan lainnya.
Sumber :
Kalau kepo klik ajah
20.25
Unknown
