معرفی اجمالی زیر شاخه ها:
الف – گرایش جامدات
این گرایش در مقاطع تحصیلات تکمیلی طراحی کاربردی نامیده می شود. هدف تربیت آزمایشگاهی متخصصانی است که بتوانند در مراکز تولید و کارخانه ها اجزاء و مکانیزم ماشین آلات مختلف را طراحی کنند. دروس این دوره شامل دروس نظری، آزمایشگاهی، کارگاه و پروژه و کارآموزی است. فارغ التحصیلان می توانند در کارخانجات مختلف نظیر خودروسازی ، صنایع نفت، ذوب فلزات و صنایع غذایی و غیره مشغول شوند و برای این دوره امکان ادامه تحصیل تا سطح کارشناسی ارشد و دکتری در داخل یا خارج از کشور وجود دارد. موفقیت داوطلبان به آگاهی آنها در دروس جبر و مثلثات، هندسه ، فیزیک و مکانیک همچنین آشنایی و تسلط آنان به زبان خارجی بستگی فراوان دارد. از جمله دروس این دوره می توان دروس مقاومت مصالح، طراحی و دینامیک را نام برد. در این رشته زمینه اشتغال و بازارکار خوب وجود دارد و مطالب ارائه شده در طول تحصیل برای دانشجویان محسوس و قابل لمس است.
گرایش طراحی جامدات به بررسی انواع نیروها، حرکتها و تاثیر آنها بر اجزاء مختلف ماشین می‌پردازد. در واقع مهندس طراحی جامدات با توجه به نیازهای جامعه ، دستگاهها و ماشینهای مختلف را طراحی می‌کند. هر ماشین از دو قسمت متحرک و ثابت تشکیل شده است. حال بررسی این مطلب که حرکت مورد نیاز ماشین از چه راهی تامین شده و چگونه از منبع تولید به جایگاه مورد استفاده انتقال پیدا کند و بالاخره چگونه از این حرکت استفاده گردد تا بیشترین بازدهی را داشته باشد، در حیطه وظایف مهندسی طراحی جامدات است. همچنین ابداع و پیش‌بینی دستگاه تنظیم ماشین‌آلات نیز از مسایل مطرح در این گرایش می‌باشد.
در واقع مهندس طراح جامدات باید تمامی نیروها و گشتاورهایی را که به هر عضو ماشین وارد می‌شود بررسی کرده و بهترین حالت قطعه مورد نظر را برای تمامی آن نیروها و گشتاورها و همچنین برای داشتن بهترین کارایی به دست آورده و کارایی مناسب آن قطعه را در زمان طولانی تضمین کند. گرایش طراحی جامدات به طراحی ماشین‌آلات و اجزای آنها، ارتعاشات ماشین‌آلات، دینامیک آنها و کنترل سیستمها می‌پردازد.
گفتنی است که دو گرایش طراحی جامدات و حرارت و سیالات بسیار نزدیک به هم هستند و تنها در 20 واحد درسی با یکدیگر تفاوت دارند. بنابراین فارغ‌التحصیلان آنها نیز توانایی‌های مشترک زیادی دارند.
ب – گرایش حرارت و سیالات
این رشته در مقاطع تحصیلات تکمیلی تبدیل انرژی نامیده می شود و در به کاربردن علوم و تکنولوژی مربوط جهت طرح و محاسبه اجزاء سیستمهایی که اساس کار آنها مبتنی بر تبدیل انرژی ، انتقال حرارت و جرم است به متخصصان کارآیی لازم را می دهد و آنها را جهت فعالیت در صنایع مختلف مکانیک در رشته حرارت و سیالات (نظیر مولدهای حرارتی، انتقال سیال نیروگاههای آبی، موتورهای احتراقی و ... ) آماده می سازد. فارغ التحصیلان این دوره قادر به طراحی و محاسبه اجزا و سیستمها در بخشهای عمده ای از صنایع نظیر صنایع خودروسازی ، نیروگاههای حرارتی و آبی، صنایع غذایی، نفت، ذوب فلزات و غیره هستند.
همان‌طور که از نام این گرایش پیداست مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات به مبحث حرارت و مسایل مربوط به سیالات می پردازد. به عبارت دیگر در این رشته عوامل موثر بر خواص مختلف حرکت سیال بخصوص سیال داغ مطالعه شده و اثر عبور سیال بر محیط محل عبور مانند نیروهایی که در اثر عبور خود در محل ایجاد می‌کند و یا طول‌های ناشی از اثر افزایش و یا کاهش دما در اعضای مختلف یک دستگاه، بررسی می‌شود. همچنین از دروس اصلی این رشته می‌توان به مکانیک سیالات، ترمودینامیک، انتقال حرارت، طراحی سیستمهای هیدرولیک و ... اشاره کرد که نیروهای وارد بر جسم متحرک در سیال را بررسی می‌کند.
برای مثال در طراحی یک موتور احتراق داخلی، مسائل مربوط به تبدیل حرارت به انرژی ، انتقال حرارت، حفظ موتور در حرارت مناسب توسط یک مهندس مکانیک حرارت و سیالات بررسی می‌شود.
همچنین مسایل مربوط به تاسیسات ساختمان و رآکتورها، انتقال آب ، نفت و گاز ، طراحی نیروگاههای مختلف ، طراحی توربو ماشین‌ها (ماشینهای دوار) مثل توربین‌های بخار، توربین‌های گاز و فن‌کوئل‌ها به گرایش سیالات مربوط می‌شود.
ج-گرایش مکانیک خودرو
این گرایش در مقاطع تحصیلات تکمیلی به طراحی موتور، طراحی تعلیق و فرمان و بدنه تقسیم می گردد. دانش آموخته این رشته باید بتواند درک صحیحی از نحوه عملکرد موتور خودرو داشته باشد و می تواند در کارخانجات خودرو سازی، قطعه سازی، نیروگاهها و ... مشغول بکار شود. همچنین فارغ التحصیلی که با مباحث عملی آشنایی داشته باشد نیز می تواند در تعمیرگاهها مشغول به کار شود.
از دروس مهم این رشته می توان به طراحی موتورهای پیستونی، بررسی سیستم سوخت رسانی، سیستم پایداری خودرو (دینامیک خودرو) اشاره نمود.
دروس عمومی برای این گرایش که دانستن آنها به درک مباحث کمک شایانی می نماید عبارتند از، استاتیک مقاومت مصالح، تئوری ارتعاشات،ریاضیات مهندسی، معادلات دیفرانسیل.
همانطوری که گفته شد در مقاطع تحصیلات تکمیلی این رشته به سه دسته تقسیم می گردد.
1) طراحی موتور : در این گرایش مباحث سیلاتی مانند دبی ورودی و خروجی
موتور و مباحثی مانند میزان انتقال حرارت موتور مورد بحث قرار
می گیرد.
2)تعلیق و فرمان: در این گرایش مباحث ارتعاشی بیشتر مد نظر قرار داد.
3) طراحی بدنه: در این گرایش نیز مباحث جامداتی مانند طراحی ورقها و شکل دهی آنها مورد بحث قرار می گیرد.
د- گرایش مکاترونیک
در واقع این رشته یک رشته بین مکانیک، الکترونیک و برق می باشد که دارای مباحث مشترک از این سه رشته می باشد که در برخی از دانشگاهها یکی از زیر شاخه های رشته ساخت و تولید می باشد. نظر به پیشرفت چشمگیر رشته الکترونیک این رشته نیز در حال گسترش می باشد و در آینده نزدیک در مقاطع کارشناسی نیز این رشته دایر خواهد شد.
ه-گرایش نانو مکانیک
این رشته نظر به پیشرفت علم نانو در مکانیک بوجود آمده و در حال حاضر در مقطع دکتری دانشجو می پذیرد. ولی در خارج از کشور در تمامی مقاطع تحصیلی دانشجو دارد. با توجه به پیشرفت عمل نانو در سالهای آینده این علم نیز در مقاطعی غیر از دکتری دیده خواهد شد.
و- گرایشهای هوافضا مهندسی دریا مهندسی انرژیهای تجدید پذیر و مهندسی راه آهن
این چهار گرایش نیز در قدیم از گرایشهای مکانیک بوده ولی در حال حاضر هر کدام به یک رشته جدا تبدیل شده اند.
ز - گرایش ساخت و تولید
این رشته در مقاطع کاردانی و کارشناسی به دو گرایش قالب سازی و ماشین ابزار تقسیم می شود و در مقاطع تحصیلات تکمیلی به سه گرایش سیستمهای تولید صنعتی، شکل دهی فلزات و (در برخی از دانشگاه ها مکاترونیک) تقسیم می گردد.
هدف تربیت کارشناسانی است که با به کاربردن تکنولوژی مربوط به ابزارسازی، ریخته گری ، جوشکاری، فرم دادن فلزات ، طرح کارگاه یا
کارخانه
های تولیدی آماده کار در زمینه ساخت و تولید ماشین آلات و صنایع (کشاورزی ،
نظامی، ماشین سازی، ابزارسازی ، خودروسازی و ... ) باشند. فارغ التحصیلان
این دوره قادر خواهند بود در صنایعی مانند ماشین سازی، ابزارسازی،
خودروسازی ، صنایع کشاورزی، صنایع هوایی و تسلیحاتی به ساخت و تولید ماشین
آلات، طراحی کارگاه و یا کارخانه تولیدی بپردازند و نظارت و بهره برداری و
اجرای صحیح طرحها را عهده دار شوند. داوطلبان این رشته باید در دروس ریاضی،
فیزیک و مکانیک از آگاهی کافی برخوردار باشند. همچنین درک دروس پایه مانند
استاتیک و مقاومت مصالح برای درک دروسی مانند ارتعاشات دینامیک، دینامیک
ماشین، ارتعاشات ماشین و ابزار و غیره ضروری است. دروس این دروه شامل
مطالبی در مورد نحوه تولید، طراحی قالبهای پرس، طراحی قید و بندها، کار و
برنامه ریزی با ماشینهای اتوماتیک، اصول کلی و نحوه کار با ماشینهای دستی و
تعمیر و نصب تمام سرویسهای صنعتی می باشد و درصد نسبتا بالایی از آنها به
صورت عملی ارائه می گردد. داوطلب باید سالم باشد تا بتواند کارهای کارگاهی
را به خوبی انجام دهد و استعداد کارهای فنی را داشته باشد. با توجه به
خودکفایی صنایع کشور این رشته دارای بازار کار خوبی است.
بنا به تعریف انجمن مهندسان ساخت و تولید ایران ، رشته‌ای از مهندسی است که به تحصیلات و تجاربی نیازمند است تا رویه‌های مهندسی را در پروسه‌های تولید و شیوه‌های تولید را در صنعت بفهمد، به کار گیرد و کنترل کند و به توان برنامه‌ریزی در فرایند‌های تولید نیازمند است تا درباره ابزار‌ها، روند‌ها و ماشین‌آلات و تجهیزات تحقیق کند و آنها را بهبود بخشد و امکانات و سیستمها را برای تولید فراورده‌های با کیفیت و هزینه بهینه یکی کند. بنابراین می توان گفت که گرایش ساخت و تولید به زمینه های کاربردی مهندسی مکانیک می پردازد. فارغ‌التحصیلان این دوره می‌توانند تا مقطع کارشناسی ارشد و دکتری در داخل یا خارج از کشور ادامه تحصیل دهند.
یک قطعه باید به چه روشی ساخته شود تا دارای تولیدی سریع و ارزان و همچنین کیفیت مناسب و وقت و کارایی مطلوب باشد؟ پاسخ به این سوال مهم بر عهده مهندسان گرایش ساخت و تولید است. چرا که یک مهندس ساخت و تولید به مسائل مربوط به ساخت بهینه و تولید با کیفیت بالا می‌پردازد. در واقع این گرایش بیشتر به مشکلات و معضلات ساخت و تولید می‌پردازد و در نتیجه نسبت به دو گرایش حرارت و سیالات و طراحی جامدات عملی‌تر است و دو گرایش فوق جنبه علمی‌تر دارند.