Verklaring woorden engineering

Is de wetenschap, op basis van studie en ervaring, die een constructeur in staat stelt om werktuigen te ontwerpen en te tekenen. Een werktuigbouwkundig constructeur heeft zich binnen deze studie bezig gehouden met o.a.: materialenleer, sterkteleer, staticaleer, dynamicaleer , werktuigonderdelen, energiewerktuigen, methodisch ontwerpen, werktuigbouwkundig construeren, technisch tekenen, productietechnologie, normen en richtlijnen en meer.  De werktuigbouwkunde wordt daarbij opgesplitst in een aantal deelgebieden:

machinebouw
scheepsbouw
offshore
olie & gas
onderzoek & toepassing
energie- & aandrijftechniek
staal & constructiebouw

In de werktuigbouwkunde worden t.b.v. deze sectoren objecten ontworpen die handelingen moeten kunnen uitvoeren, zoals tillen, wegen, verplaatsen, druk opbouwen, analyseren, warmte wisselen, verbinden of verspanen. Ook het bevorderen van de goede produceerbaarheid, assembleerbaarheid en werkbaarheid van de objecten behoort tot de Werktuigbouwkunde.

Is de leer van het evenwicht, op basis van studie en ervaring, die een constructeur in staat stelt om het krachtenspel in een niet bewegende constructie bloot te leggen. Een goede constructie dient onder de toegestane belasting in evenwicht te zijn. Voorbeeld: als een vorkheftruck een last tot een bepaalde hoogte heft, dan dient deze niet om te vallen. De last, de reachtiekracht op de voorwielen, de achterwielen, en het gewicht van de ballast aan de achterzijde, zijn steeds met elkaar in evenwicht. Maar ook een balkon is in evenwicht. Het gewicht van het balkon, de reactiekrachten van de gevel op de bevestiging van het balkon, zijn steeds met elkaar in evenwicht. 

Is de leer van het evenwicht, op basis van studie en ervaring, die een constructeur in staat stelt om het krachtenspel in een bewegende constructie bloot te leggen. Een goede constructie dient onder de toegestane belasting in evenwicht te zijn. Voorbeeld: als een vorkheftruck met een last rijdt en vervolgens remt, dan dient deze niet naar voren te duikelen. De last, de reactiekracht op de voorwielen, de achterwielen, en het gewicht van de ballast alsmede de vertragingskrachten als gevolg van de massatraagheid, zijn steeds met elkaar in evenwicht. Maar ook een rijdende auto met een constante snelheid is in evenwicht met; de motoraandrijkracht, de inwendige weerstanden in motor een drijvende delen, weerstand van de banden op het wegdek en de lucht weerstand

FEM staat voor Finite Element Method en is een rekenmethode waarmee o.a. kan worden gecontroleerd of een werktuigbouwkundige constructie voldoende sterk en stabiel is. Maar ook of deze niet veel te zwaar ontworpen is. De rekenmethode wordt ook wel aangeduid met: Finite Element Analyses (FEA) of op z’n Nederlands eindige elementen methode (EEM). Met deze sterkteberekening methode is voor vrijwel iedereen – ook voor niet technici – snel te zien waar in een constructie zich kritieke zones bevinden en waar het ontwerp dus kan worden aangepast opdat het alsnog voldoende sterk, stabiel of juist lichter kan worden gemaakt. Met FEM kunnen complex gevormde onderdelen of samenstellingen daarvan worden doorgerekend. Hetgeen letterlijk in beeld kan worden gebracht zijn o.a. de inwendige materiaalspanningen en de uiterlijke vervormingen. Maar ook de veiligheidsfactoren ten opzichte van vooraf vastgestelde maximum toelaatbare waarden. Hoewel de visualisaties voor zich spreken, is en blijft het ingeven van de juiste input zoals inklemmingen en uitwendige krachten en het beoordelen van de output zoals spanning, vervorming en reactiekrachten, zeer specialistisch werk, dat alleen door een ervaren werktuigbouwkundig constructeur kan worden gedaan. Op basis van die beoordeling trekt de constructeur dan een conclusie en geeft advies over hoe verder te gaan. Een en ander samengevat in een rapportage.

Is de studie van alle componenten die energie opnemen, omzetten of afgeven. Voorbeelden zijn o.a.; elektromotoren, verbrandingsmotoren, pompen, generatoren, lineair motoren, compressoren, enz. enz. 

Is de leer van het efficiënt en gestructureerd ontwerpen om zodoende systematisch tot de beste technische oplossing te komen binnen een economisch verantwoorde tijd. De werktuigbouwkundig constructeur maakt daarbij gebruik van bijvoorbeeld; brainstormtechnieken, matixmodellen en nominatie- en selectiemethoden. Dit doet hij op basis van principe schetsen. Daarna begint hij pas met het opzetten van een ontwerp.

Is de leer van het juist configureren van een constructie. Bijvoorbeeld een machineframe. Dit doet hij o.b.v. een ontwerp. In deze fase krijgen ook alle details de nodige aandacht en maakt hij zijn technische creatie zover gereed dat het geschikt is om verder uit te tekenen naar bijvoorbeeld productietekeningen 

Is de leer van het juist op tekening zetten van samenstellingen en onderdelen, met de juiste toleranties en bewerkingsvoorwaarden, zodat het aaan de hand van deze tekeningen geproduceerd en geassembleerd kan worden. Vandaag de dag worden er ook steeds meer machinefiles gemaakt voor de rechtstreekse aansturing van een productiemachine. Bijvoorbeeld een CNC freesmachine. Deze “leest” de programmaregels van zo’n machinefile en voert deze dan uit. De technische tekening is dan nog slechts ter ondersteuning van de machinebediener.

Is de leer van het bepalen van de juiste bewerkingsmethoden voor een bepaald soort materiaal in een bepaalde vorm. Men kan hierbij denken aan verspannende techniek, niet verspannende techniek, eigenschap verbeterende techniek, verbindende techniek en verduurzamings en verfraaiingstechniek.

Is de leer van het juist kunnen toepassen van geldende normen en richtlijnen bij het realiseren van een ontwerp. Het gaat daarbij met name om bepalingen die een richting geven in de wijze waarop iets ontworpen dient te worden waardoor het product veilig is voor mens, dier en milieu. Zo kunnen er bepalingen zijn opgenomen over bijvoorbeeld de sterkteberekeningsmethoden en -werkwijze, lasverbindingen, schroefverbindingen, afwerking en verduurzaming, maar ook over de manier waarop een machine snel kan worden stopgezet in een geval van calamiteit

onderzoekt de eigenschappen – zoals sterkte, taaiheid, hardheid en elasticiteit-  en toepassingsmogelijkheden van materialen. Maar ook de behandelingsmogelijkheden zoals mechanische en chemische bewerkingsmogelijkheden en voorwaarden worden bestudeerd. De werktuigbouwkundig constructeur heeft hier kennis van zodat hij voor de betreffende constructies de juiste materialen kan kiezen die tegemoetkomen aan alle gestelde eisen.

onderzoekt de voorwaarden waaraan constructies moeten voldoen om niet te bezwijken, de gewenste stijfheid te hebben en voldoende duurzaam zijn.
Sterkteleer valt uiteen in elasticiteitsleer, plasticiteitsleer en breukleer, waarbij gebruik wordt gemaakt van theoretische mechanica, wiskunde en materiaalkunde. Sterkteleer is belangrijk bij het ontwerp van stilstaande en bewegende constructies in de bouwkunde en de werktuigkunde.

is een kracht of een moment dat wordt uitgeoefend op een constructie(onderdeel). Een kracht werkt altijd in een werklijn en er zijn altijd 3 zaken bekend; grootte, richting en aangrijppunt. Een moment werkt altijd in een draairichting in een bepaald vlak in de ruimt en er zijn altijd 4 zaken van bekend; grootte, draairichting, het vlak in de ruimte xy, xz of yz waarin het moment draait en de positie van dat vlak. Een belasting kan statisch of dynamisch zijn

is een continue belasting (kracht en/of moment) die werkt op een constructie. Voorbeeld: een ondersteuningsconstructie van een opslagtank. De belasting kan evenwel nog veranderlijk zijn. Voorbeeld: een industrieel bordes waarop gelopen kan worden. het gaat dan om veranderlijke statische belastingen, waarvan dan de hoogst toegestane last (max aantal personen) wordt genomen voor de sterkteberekeningen

is een binnen een bepaalde tijd snel wisselende belasting. De belasting kan de volgende vormen aannemen: -snelle symmetrische wisselbelasting, van +xN trek- naar -xN drukbelasting enz. enz. Voorbeeld: aandrijfas elektromotor
-snelle assymmetrische wisselbelasting, van +yN trek- naar -zN drukbelasting enz. enz.
-sprongbelasting vanaf nul of vanaf een zekere + of – waarde, daarna snel oplopend tot een hogere +waarde of lagere -waarde
-zwelbelasting vanaf nul of vanaf een zekere + of – waarde, daarna traag oplopend tot een hogere +waarde of lagere -waarde

is de inwendige kracht per oppervlakteenheid in een constructie die weerstand biedt met de daarop werkende uitwendige krachten en momenten. Deze inwendige en uitwendige krachten zijn met elkaar in evenwicht. De spanning wordt veelal uitgedrukt in N/mm2 of MPa (megapascal)Een spanning kan in grote lijnen 2 vormen hebben, t.w. Normaalspanning en schuifspanning. Een normaalspanning werkt loodrecht op een doorsnede van een onderdeel, terwijl een schuifspanning evenwijdig werkt aan die doorsnede. Normaalspanningen zijn bijvoorbeeld; trek-, druk, en buigspanningen. Buigspanningen bestaan overigens uit een combinatie van trek-en drukspanningen. Schuifspanningen komen bijvoorbeeld voort uit; wringing of torsie van een constructieonderdeel, maar ook bijvoorbeeld uit het knippen van een staalplaat. Daarnaast kunnen er vele combinatiespanningen bestaan uit de hiervoor genoemde spanningen. Deze zogenaamde equivalente spanningen worden berekend met een daartoe geëigende formule, zoals de Von Mises-spanning (algemeen gebruik)
de Tresca-spanning (algemeen gebruik, m.n. ketelbouw)  en de Huber en Hencky-spanning (veelal toegepast bij assen). De spanningsmaterie is een van de meest complex materies waarover complete boekwerken zijn geschreven.

is een begrip dat wordt gebruikt voor de mate van rek [mm / % ] t.o.v. de spanning, waarbij die rek na het wegnemen van die spanning weer terug gaat tot nul en het onderdeel zijn oorspronkelijke vorm en afmeting weer heeft 

is een begrip dat wordt gebruikt voor de mate van rek [mm / % ] t.o.v. de spanning, waarbij die rek na het wegnemen van die spanning geheel of gedeeltelijk blijvend is. Het onderdeel is na het wegnemen van de spanning niet meer (geheel) teruggekeerd tot zijn oorspronkelijke vorm en afmeting

is de elastische of plastisch vervorming ten gevolge van een uitwendige kracht of een inwendige restspanning. Uitwendige krachten kunnen worden veroorzaakt door bijvoorbeeld een belasting en/of door bijvoorbeeld windkracht. Maar ook door een versnellende of vertragende beweging of een botsing. Inwendige restspanningen vloeien vaak voort uit bijvoorbeeld het afkoelen na laswerk of door het uitzetten een/of krimpen ten gevolge van de omgevingstemperatuur of procestemperatuur.

Dit is het punt waarop de trekspanning en de daaruit volgende rek in een materiaal niet langer evenredig met elkaar zijn. Op dit punt begint het materiaal te vloeien en zal de rek toenemen terwijl de spanning niet of nauwelijks hoeft toe te nemen. Dit is ook het punt wat wij als werktuigbouwkundigen beschouwen als uiterste grens. Terwijl we deze grens verder verlagen met een zekere factor V om een veilige marge aan te houden ten opzichte van de van de vloeigrens. In de werktuigbouwkunde wordt in statische onveranderlijke belaste constructies vaak de factor 0,7 aangehouden. Voor dynamisch belaste gevallen komt daar nog een extra factor bij, afhankelijk van het soort dynamiek. 

Veel materialen hebben niet een echt duidelijk aanwijsbaar vloeigrens. In dat geval gaan we uit van de spanning waarbij er een blijvende rek aanwezig blijft van 0,2% als de spanning wordt weggenomen. Dit is het punt wat wij als werktuigbouwkundigen beschouwen als uiterste grens voor dergelijke materialen. Terwijl we deze grens verder verlagen met een zekere factor V om een veilige marge aan te houden ten opzichte van de van de 0,2% rekgrens. In de werktuigbouwkunde wordt in statische onveranderlijke belaste constructies vaak de factor 0,7 aangehouden. Voor dynamisch belaste gevallen komt daar nog een extra factor bij, afhankelijk van het soort dynamiek. 

Dit is het punt, na de insnoering, waarop de spanning het hoogst is. De plastische vervorming is dan al ingezet. bij verder trekken aan het materiaal – bijvoorbeeld een profstaafje – zal de spanning afnemen, het staafje nog verder insnoeren en uiteindelijk breken. Bij sommige disciplines wordt juist weer dit punt gezien als uiterste waarde, terwijl de belasting dan vooraf wordt vermenigvuldigd met een veiligheidsfactor (afhankelijk van de soort belasting). De zo verkregen belasting heet dan de rekenwaarde.

Mechanical Engineering is een engineering discipline die betrekking heeft op de toepassing van de principes van de fysica voor analyse, ontwerp, fabricage en onderhoud van mechanische systemen. Machinebouw is een van de oudste en breedste engineering disciplines. Het vereist een gedegen begrip van de fundamentele concepten zoals mechanica, kinematica, thermodynamica, stromingsleer en energie. Mechanical engineers en werktuigbouwkundig ingenieurs gebruiken de basisbeginselen, alsmede andere kennis op het gebied van ontwerpen en analyseren van motorvoertuigen, vliegtuigen, schepen, verwarming- en koelsystemen, fabrieken, industriële apparaten, installaties, machines, robotica, medische hulpmiddelen, consumenten producten en meer.