בחר סוג תעודה:
בחר תחום לימודים:
בחר מסלול לימודים:
השאר/י פרטים ויועץ לימודים אישי יצור איתך קשר תוך דקות בטלפון! או התקשר/י לטלפון
072-2727300. השירות הינו חינם!
 
הריני מאשר/ת קבלת מידע פרסומי מאתר זום

אנציקלופדיית המקצועות

לימודי הנדסת מכונות - מכטרוניקה

 
לייעוץ לימודים לחץ/י כאן או התקשר: 072-2727300
 
 

לימודי הנדסת מכונות - תואר ראשון / הנדסאי מכונות

לימודי הנדסת מכונות – מכנטרוניקה

מכנטרוניקה משמשת כחוד החנית של תחום הנדסת המכונות. לימודי הנדסת מכונות – מכנטרוניקה משלבים בין לימודי הנדסת תוכנה, הנדסת אלקטרוניקה והנדסת מכונות. מהנדסי מכונות מתחום המכנטרוניקה אחראים על פיתוחי התעשיה המתקדמים ביותר כגון פיתוח אוטומטיים שיהיו אחראים על שליטה במערכות מורכבות המשלבות תוכנה וחומרה גם יחד.

מהי מטרתו של תחום הנדסת מכונות – מכנטרוניקה?

המטרה היא לפתח מכונות ומערכות אלקטרוניות, מופעלות מחשב, שיהפכו את השימוש בהן לקלות, חסכוניות, יעילות וידידותיות למשתמש. מכיוון שהתחום מקנה לעוסקים בו ידע רחב המשלב כמה תחומי התמחות, יכול מהנדס מכנטרוניקה לתכנן בעצמו מכונה אשר בצוות רגיל יידרשו כמה מהנדסים לתכנונה.

דוגמאות לשימושים של מכנטרוניקה

למעשה כל השכלולים הטכנולוגיים הכוללים אותנו דורשים ידע במכנטרוניקה: מערכות אוטומטיות משוכללות לרכב, רובוטי חלל, אמצעי צילום ווידיאו משוכללים, מכשירי מטבח אלקטרוניים, צעצועים מכניים, נגני CD ועוד. כמו כן עוסקים מהנדסי מכנטרוניקה בפיתוח מערכות מתוחכמות ומשוכללות למערכת הביטחון ולתעשייה הצבאית, ועוד.

לימודי הנדסת מכונות – מכנטרוניקה: אפשרויות תעסוקה

מכנטרוניקה הוא מקצוע הנדסי בעל ביקוש רב בשוק העבודה, וזאת עקב הידע המקיף והרחב בשלושת התחומים המרכזיים שרוכשים מהנדסים אלה בזמן לימודי הנדסת מכונות – מכנטרוניקה.
מומחים בתחום טוענים כי תחום המכנטרוניקה ילך עם השנים ויידחוק לאחור את תחום הנדסת המכונות המסורתי. מהנדסי מכנטרוניקה יידעו לשלב את הידע בתוכנה, אלקטרוניקה והנדסת מכונות לשם ייעול פיתוחם של מכשירים מתקדמים שונים, בחינת פרמטרים של עלות מול תועלת, ולמצוא פתרונות יצירתיים ומתקדמים על בסיס הידע הרחב שלהם.
מהנדסי מכנטרוניקה נדרשים היום בכל תחומי התעשייה:התעשיה הצבאית, תעשיית האלקטרוניקה, תעשיית ההי טק, תעשיית הרכב, ענף המכשירים הרפואיים, ענף מוצרי האלקטרוניקה לבית, תעשיית התקשורת ועוד.
בוגרי לימודי הנדסת מכונות מכנטרוניקה יוכלו להשתלב ולהתקדם בכל מערך הדרגות בתעשייות אלה: תכנון, פיתוח, ביצוע וניהול.

לימודי הנדסת מכונות – מכנטרוניקה: תכנית הלימודים

תכנית הלימודים הינה מגוונת ומקיפה וכוללת קורסים מעמיקים משלושת התחומים. מבין הקורסים הנלמדים לתואר זה נמצאים: דינמיקת רכב, רובוטיקה, חיישנים ומפעילים, מעבר חום, מיקרו מעבדים, מערכות מכאניות, חוזק חומרים, מכניקת זורמים, אלקטרוניקה, תרמודינאמיקה, וכן קורסי יסוד בתחומים: פיזיקה, מתמטיקה, סטטיסטיקה וכדומה.
כתנאי לסיום התואר נדרשים הסטודנטים להגיש פרויקט גמר בו הם מתבקשים לתכנן פרויקט מקורי משלהם ולהביאו לכדי ביצוע תוך תקופה של שנה. הפרויקטים אינם נעשים לחינם, וניסיון העבר מוכיח כי חלק מן הפרויקטים הללו נמכרו ופותחו בסופו של דבר לכדי מוצרים של ממש.

תנאי הקבלה

לימודי מכנטרוניקה נחשבים לתחום לימוד מבוקש, ולכן סף הקבלה ללימודים אלה גבוה. דרישות הקבלה משתנות ממוסד למוסד, כך שסף הקבלה של אוניברסיטת אריאל יכול להיות שונה מסף הקבלה של המכללה להנדסה ע"ש סמי שמעון. כמו כן, תנאי הקבלה משתנים משנה לשנה בהתאם לביקוש ולממוצע הכללי של המועמדים.
באופן עקרוני הציון המינימאלי לקבלה הוא ממוצע בגרות של 70 (לא משוקלל) וציון פסיכומטרי מינימאלי של 550 .
לימודי מכנטרוניקה, אם כן, מקנים מקצוע הנדסי מבוקש המשלב 3 תחומי ידע: הנדסת תוכנה, הנדסת אלקטרוניקה והנדסת מכונות.

 
 

בין מסלולי ה-לימוד הראשיים לתואר ראשון לימודי הנדסה ב-הנדסת מכונות ניתן למצוא:

אנרגיה והנדסת סביבה
מדעי האנרגיה עוסקים בכל הכרוך בתכנון מתקנים לניצול מקורות אנרגיה ובמערכות העושות שימוש באנרגיה. מסלול לימודים זה כולל קורסים בסיסיים במעבר חום וזרימה, קורסים ישומיים ושימושיים בנושאים, כגון: מתקנים לייצור כוח, מתקני הנעה, מיזוג אוויר ותכנון תרמי של ציוד אלקטרוני.
בעידן זה של כלכלת שוק תחרותית, גוברת הדרישה לתכנון אופטימלי וחכם של מערכות כוח ואנרגיה. בנוסף, תעשיית ה-אלקטרוניקה המתפתחת במהירות מובילה למזעור של רכיבים ומחייבת מתן פתרונות מתוחכמים לפינוי החום מהם. האנרגיה המופקת מדלקים לכוח והנעה, והתעשייה על כל תחומיה השונים, מאפשרים את רמת החיים אליה אנו מורגלים, אולם גם אחראים למפגעים סביבתיים המאיימים על איכות החיים ועל בריאות האוכלוסייה. על מנת למנוע או לפחות לצמצם מפגעים אלה, נדרשת כיום התעשייה לעמוד בדרישות ובתקנים ההולכים ומחמירים. המהנדס בתעשייה נדרש לתת פתרונות טכנולוגיים שונים כדי לעמוד בדרישות אלו. על כן הולך וגובר הביקוש מצד מעסיקים בתעשייה ובמשרדים ממשלתיים לאנשים עם רקע טכנולוגי הנדסי בנושאי איכות הסביבה.

מבנים ומכניקה חישובית
מסלול מבנים ומכניקה חישובית מיועד להקניית ידע בסיסי בהתנהגות הסטטית והדינמית של מבנים ומערכות אלסטיות. היישומים ב-הנדסה מבוצעים באמצעות שיטות חישוביות במחשבים ספרתיים. ההתקדמות בשיטות חישוביות בחמישים השנים האחרונות הביאה לשינוי מהותי בגישה למדע והנדסה בכל העולם. רק עם התפתחות שיטות ואמצעי חישוב מודרניים ניתן למצות שימוש במודלים מתמטיים של תופעות טבע לפתרון בעיות מדעיות והנדסיות. מרבית היישום של מכניקת המוצקים והמבנים בהנדסה, כמו תחומי מדע רבים, נעשה כיום באמצעות שיטות חישוביות בתיכון וייצור מכני, מכניקת השבר, אופטימיזציה של מבנים, ביו מכניקה, ניתוח חומרים מרוכבים ועוד. ענף המכניקה החישובית הוא לפיכך תחום מרכזי במחקר, בחינוך ובתעשייה בארץ ובעולם כולו.
מסלול זה מיועד למי שמבין את הנדסת המכונות במובנה הרחב ורוצה להכשיר את עצמו לעסוק גם במבנים ב-הנדסת תעופה וחלל, הנדסה ימית ו-הנדסה אזרחית.

מערכות זרימה ותיכון תרמי
מזעור ודחיסה של מערכות אלקטרו מכניות מחייב ידע בסיסי בזרימה ומעבר חום. מורכבות מערכות מעשיות מחייב הפעלת כלי תיכון חישוביים לניתוח התופעות העלולות להביא לכשל וכדי לאפשר תיכון אופטימלי. הפעלת שיקול דעת הנדסי בבחינת תוצאות חישוביות מחייב ידע ניסיוני במערכות זרימה ומעבר חום. מטרת לימודי מערכות זרימה ותיכון תרמי היא העמקת הידע הבסיסי בנושאי זרימה ומעבר חום, הכרת כלי תוכנה מתקדמים הנמצאים בשימוש בתעשייה לניתוח תופעות אלו ולהכיר שיטות ניסיוניות, למצבים בהם אנליזה לא מאפשרת חיזוי, תוך שילוב ואימות תוצאות חישוביות באמצעות ניסויים. הידע הנרכש במסלול מאפשר לבוגרים כניסה ועיסוק בתחומי התמחות כגון: אווירונאוטיקה, תיכון תרמי ותרומה לפיתוח מערכות אלקטרו מכניות ממוזערות (MEMS) , בהן לא ניתן לתכן בנפרד אלא רק גישה מערכתית מאפשרת תיכון מוצלח.

מערכות תכן מכני ותכנון בעזרת מחשב (תיב"מ)
התכן ההנדסי מהווה שלב חשוב ומכריע בתהליך פיתוח וייצור מערכות. השפעתו על מחזור החיים של המוצר בהקשרים הנוגעים לייצור, תחזוקה ומחיר, היא רבה וחשובה. חלק נכבד מתהליך התכן נתמך ע"י כלי מחשוב מסוגים שונים. במסלול תכן ותיב"מ לומד הסטודנט מגוון רחב ומעניין של נושאי לימוד בתחום החומרים, החישובים והייצור ושילובם בהיבטים הכלכליים ומגוון רחב של נושאים בסיסיים המאפשרים לפתח כלי מחשוב לתמיכה בעבודה הנדסית.

בין מסלולי הלימוד המשניים לתואר ראשון ב-הנדסת מכונות ניתן למצוא:

אווירונאוטיקה וחלל
מסלול אווירונאוטיקה וחלל מיועד להקנות ידע וכלים לחישוב הכוחות הפועלים על מבני מטוסים, התגובה הדינמית של כלי טייס וההתנהגות הדינמית של גופים בחלל. בנוסף, לומד הסטודנט את עקרונות התכנון של מבנים אווירונאוטיים ומבני חלל. טכניקות מתקדמות אלו נהוגות גם בתחומים אחרים, כגון: ארכיטקטורה ימית, תעשיית המכונות ומבני תעשייה דקי דופן.

הנדסה בין תחומית
מסלול זה נועד להרחיב את בסיס הידע למגוון שטחי ה-הנדסה הנלמדים והמשיקים לתחומי ההתמחות של ה-מהנדס המכני. לימודי מבוא לעיבוד אותות מקנה בסיס ידע הנדרש לעיבוד אותות במגוון תחומי ה-הנדסה כגון: מדידות במערכות זרימה ומעבר חום, מערכות מכטרוניות ו-הנדסה רפואית, אותות דיבור, עיבוד תמונות ו-תקשורת. לימודי אנטומיה ופיזיולוגיה למהנדסים פותחים אשנב לעולם הרפואה ו-מדעי החיים, ולאפשרות יישום   הידע המדעי ההנדסי שנרכש במגוון קורסי ההנדסה המכנית במערכות פיזיולוגיות ורפואיות. לימודי שיטות אופטימיזציה מקנים ידע בסיסי בחקר ביצועים שהינו חשוב באנליזה של מגוון מערכות הנדסיות ועוד.

בקרה, רובוטיקה ו-מכטרוניקה
בקרה, רובוטיקה ו-מכטרוניקה תופסות היום מקום מרכזי בתכנון ותפעול של מערכות הנדסיות. הרובוטיקה, אשר במובנה הרחב יותר היא ה-מכטרוניקה, עוסקת בהפעלה אינטליגנטית, מבוססת מחשב, של התקנים ומערכות מכניות, תוך שימוש בחיישנים ומפעילים. מערכות מכטרוניות ורובוטים מיושמים בתעשייה בכלל ובתעשיית ההיי-טק בפרט, ב-הנדסה רפואית, בהנדסה אווירונאוטית, באמצעי לחימה, בחקלאות, בבניה, בחקר ובנייה תת מימית, בחקר ובנייה בחלל   ואפילו מיושמים בשימושים ביתיים. הרקע הנדרש כולל מכניקה, אלקטרוניקה, בקרה ומחשבים.
בתחום הרובוטיקה ו-המכטרוניקה מקנים הלימודים את המבוא הנדרש ממהנדס השותף בצוות תכנון מערכות מכטרוניות.
בתחום הבקרה מקנים הלימודים את הידע המתמטי וההבנה הפיזיקלית הדרושים לתכנון בקרה במערכות מכניות ותהליכיות: בניית מודלים דינמיים, סימולציה באמצעות מחשב, בקרה באמצעות מחשב, אסטרטגיות בקרה שונות ובחירת האסטרטגיה המתאימה למערכת.

קהל מטרה
לימודים אלה מיועדים למעונינים ב-לימודי הנדסת מכונות, הנדסאי מכונות
ובתחום המכטרוניקה. ולעסוק בתחום מהתחומים הרבים שפורטו לעיל.

נושאי ה-לימוד לתואר ראשון ב-הנדסת מכונות כוללים
מקצועות יסוד מדעיים, כגון מתמטיקה, פיסיקה, כימיה ו-מחשבים ובנוסף מקצועות יסוד הנדסיים בתחומים רבים, כגון ענפי המכניקה השונים, המדעים התרמיים, מדע החומרים ומערכות חשמל ובקרה.
משך ה-לימודים לדיפלומה הנדסאי מכונות או הנדסאי אלקטרוניקה ולתואר ראשון ב-הנדסת מכונות
משך ה-לימודים לתואר B.Sc   מוסמך למדעים ב-הנדסה מכונות הוא 4 שנים
משך לימודי הנדסה לתעודה דיפלומה הנדסאי הוא שנתיים.

כיווני התפתחות וקידום מקצועי של הנדסאי מכונות ו-מהנדסי המכונות
להנדסאים – לימודי הנדסת מכונות
למהנדסים – לימודי תואר מתקדמים
לימודי הנדסה באוניברסיטה

תחומי לימודי הנדסה מבוקשים נוספים: לימודי הנדסה אזרחית, לימודי הנדסה גנטית

מקצועות העיסוק של הנדסאי מכונות ו-מהנדסי מכונות
מהנדסי מכונות עוסקים בתחומים רבים וביניהם ניתן למצוא: ייצור, תיב"ם, רובוטיקה, מערכות מחשב בהנדסת מכונות, בקרה, הנדסת אוניות, הנדסת אנרגיה, מכניקת מוצקים, הנדסת חומרים, הנדסה גרעינית, מכניקת זורמים, מכטרוניקה, מערכות דינמיות וניהול איכות ואמינות.
הנדסאי מכונות עוסקים בתכנון וביצוע עבודות פיתוח, ביקורת של תהליכי ייצור טכנולוגיים, תפעול וניהול מערכות אחזקה ובטיחות במפעלים, ניהול מחלקת ייצור במפעלי מתכת ועוד.

מקומות עיסוק
חברות ועסקים העוסקים בכל קשת תחומי הייצור, בכל תחומי הטכנולוגיה.
חברות מיזוג אוויר.
מוסכים.
מערכת ה-ביטחון.

לימודי מנהל עסקים

 
 

הנדסת מכונות - תואר שני

תאור
מטרת ה-לימודים לתואר שני ב-הנדסת מכונות היא העמקת הידע של הסטודנטים בתחומי התעניינותם ועיסוקם, ולאפשר להם להתמחות ברמה מעשית מקצועית או עיונית מחקרית בתחום לימודיהם.
הלימודים לתואר שני (M.Sc.)   ב-הנדסת מכונות מתקיימים בשני מסלולים:

  • מסלול לימודים עם עבודת גמר – תיזה, המאפשר למסיימים בהצלחה להמשיך את לימודיהם לתואר שלישי.
  • מסלול לימודים ללא עבודת גמר .

תנאי קבלה ל-לימודי תואר שני ב-הנדסת מכונות
ל-לימודי תואר שני ב-הנדסה מכונות רשאים להגיש מועמדות בעלי תואר ראשון   . B.Sc או . B.Tech בהנדסה או במדעים מדויקים, מטעם מוסד מוכר להשכלה גבוהה. שהציון הממוצע המשוקלל ב-לימודי התואר הראשון הוא 75 לפחות.
בהתאם לבסיס הידע ורקע לימודי התואר הראשון, יתכן ומועמדים מסוימים המעונינים להירשם יידרשו להשלים מספר קורסים מלימודי התואר הראשון.

בין תחומי מחקר הלימודי התואר השני ב-הנדסת מכונות
הנדסת סביבה.  
חומרים.
מכניקת זורמים.
מכניקת מוצקים.
מעבר חום ואנרגיה.        
מערכות.

 
 

בין נושאי הלימוד (סילבוס) לתואר ראשון ב-הנדסת מכונות ניתן למצוא את הנושאים הבאים:

מכינה של חלקיקים
סטטיקה של חלקיקים. וקטורים, שיווי משקל של חלקיקים, כוחות במישור ובמרחב, קינמטיקה של חלקיקים, תנועה ישרה ותנועה במסלול כללי, תנועה יחסית ותאוצת קוריוליס, דינמיקה של חלקיקים, חוקי ניוטון, מערכות אינרציאליות ולא אינרציאליות, שיטות אנרגיה ותנע, חוקי שימור, תנועה בהשפעת כוח מרכזי, חוקי קפלר, לווינים, תנודות, מערכות של חלקיקים, מרכז המסה, תנע קווי וזוויתי, אנרגיה. חוקי שימור, מערכות עם מסה משתנה.

סטטיקה של גוף קשיח  
מערכות כוחות אקויולנטיות, שיווי משקל של גופים קשיחים, עומסים רציפים, מרכזי שטח ומרכז כובד, הידרוסטטיקה, מומנטי שטח ומומנטי אינרציה, אנליזה של מסבכים, קורות ומסגרות. פילוג כוחות פנימיים במסבכים, קורות ומסגרות. אנליזה של כבלים, חיכוך.

דינמיקה של גוף קשיח
קינמטיקה של גופים קשיחים בתנועה מישורית ותנועה מרחבית, מערכות ייחוס נעות, דינמיקה של גופים קשיחים בתנועה מישורית, שיטות אנרגיה ותנע, דינמיקה של גופים קשיחים בתנועה מרחבית, טנזור האינרציה, כוונים ראשיים. משוואות התנועה של אוילר. זוויות אוילר, ג'ירוסקופ .

מבני נתונים ואלגוריתמים
מבני נתונים: שרשרת (list) , קבוצה (set) , מחסנית (stack) , תור (queue) , עץ (tree) , גרף (graph) . ארגון תוכנה: encapsulation , ספריות, pseudo-code . אלגוריתמים: סידור, חיפוש. סוגי אלגוריתמים: הפרד ומשול, חמדן, נסיגה. סיבוכיות אלגוריתמים.

מכניקת המוצקים
מאמץ, עיבור, חוק הוק, מאמצים ציריים במוטות, פיתול של מוטות עגולים, כפיפת קורות, דיאגרמות של כפיפה, גזירה וכוחות ציריים, מאמצים נורמליים ומאמצי גזירה, שקיעת קורות, בעיות יתר סטטיות, מאמצים תרמיים ציריים, קריסת מוטות, מכלי לחץ דקי   דופן, כפיפת קורות ופיתול גלים בתחום הפלסטי.
כפיפה של קורות, כפיפה כללית, חתכים בדופן דק, מרכז גזירה, קורות עקומות, קריסה ואי יציבות אלסטית, קורות עמוד, שיטות אנרגיה, משפט קסטיליאנו, עבודה וירטואלית, הדדיות של הזזות, הזזות, מערכות לא מסוימות, כפיפה פלסטית ושיטת העומס הגבולי.

מכניקת זורמים
תכונות נוזל, הידרוסטטיקה, קינמטיקה, משוואת יסוד וחוקי שמור, חוק שמור המסה, משפט הרציפות, חוק שמור אנרגיה, משוואת ברנולי, חוק שמור התנע, תנע קווי, אנליזה מימדית וחוקי דמיות, זרימה צמיגה, זרימת קוויט ופואזיי, זרימה בצינור, הפסדי עומד בצינורות ומערכות צנרת, שכבות גבול למינריות וטורבולנטיות, המשוואה האינטגרלית של פון קרמן, חישובי גרר ועילוי, זרימה דחיסה, זרימות בנחיר מתכנס מתבדר, גלי הלם.

תרמודינמיקה
מערכת תרמודינמית ונפח בקרה, תכונות ומצב של חומר, תהליכים ומחזורים, שווי משקל, תהליכים דמויי שווי משקל, ממדים ויחידות, תכונות תרמודינמיות של חומר טהור, משוואות מצב וטבלאות של תכונות תרמודינמיות, עבודה וחום, החוק הראשון של התרמודינמיקה למערכת ולנפח בקרה, מושגי האנרגיה הפנימית, האנטלפיה וחום סגולי, החוק השני של התרמודינמיקה, תהליך הפיך, מחזור קרנו, סקלת הטמפרטורה התרמודינמית, מושג האנטרופיה, החוק השני למערכת ולנפח בקרה, שנויי אנטרופיה בתהליך הפיך ובלתי הפיך ועקרון גידול האנטרופיה, מחזורים תרמודינמיים בסיסיים, מחזורים להפקת כוח ומחזורי קירור.
אי הפיכות וזמינות, קשרים תרמודינמיים, קשרי מקסוול, פיתוח טבלאות של תכונות תרמודינמיות, התנהגות של גזים ראליים, תערובות של גזים אידיאליים, תערובות אדי מים ואוויר, חישובי לחות, תהליכי הלחה ויבוש, מבוא לתערובות של גזים ריאליים ותמיסות, שינוי התכונות כתוצאה מערבוב, משוואות גיבס, פוגסיטי ואקטיביטי, ריאקציות כימיות, תהליכי בעירה, אנטלפית היוצרות, אנליזת חוק ראשון של מערכות מגיבות, החוק השלישי ואנטרופיה מוחלטת, אנליזת חוק שני של מערכות מגיבות, מבוא לשיווי משקל, הפוטנציאל הכימי, חוק הפזות של גיבס, שיווי משקל של פזות רב מרכיביות.

תהליכי חום וזרימה
היבטים שונים של תהליכי חום וזרימה, כגון: החוק הראשון ומושג העבודה. תהליכי זרימה, תכונות נוזלים ואדים, החוק השני, תכונות גזים, מחזורי מכונות חום. מושגי שריפה ומאזן אנרגיה, מעבר חום: הולכה, קרינה, הסעה.

תהליכי עיבוד
בחירת חומרים, תהליכי עיבוד שבבי מסורתיים, כוחות, הספק, זמן ייצור, סיבולות, אפיצויות, שרשרת מידות, סיבולות צורה ומצב, תהליכי עיבוד שבבי לא מסורתיים, עיבוד גיצי, עיבוד אלקטרו כימי, עיבוד על קולי, עיבוד בקרן לייזר, ריתוך, עיצוב פלסטי, ציפויים, שיטות ייצור.
עצוב חומרי גלם ע"י יציקה, יציקות בדפוסי חול, בקליפות ובלחץ, בקורת יציקות, הפגמים המתגלים ושיטות תיקונים, עקרונות התכנון של חלקים המיוצרים מיציקות. קבלת פחים, לוחות ומוטות בעלי פרופילים שונים ע"י ערגול, הכנת חומרי גלם בחישול, הציוד והתהליכים לחישול חופשי, ייצור חלקים מפח ע"י הבלטה והמכבשים המיועדים לכך, גזירה, כפיפה ומשיכה, המבלטים לפעולות אלו ותכנונם, ריתוך בחשמל, בגזים ובקרן לייזר, בקורת טיב תפרי ריתוך, העיוותים המופיעים במוצרים מרותכים והדרכים למניעתם, הלחמה והדבקה, קורוזיה של מוצרי מתכת והציפויים להגנתם, בחירת סוגי חומרי הגלם בתכנון חלקי מכונות, ותהליכי ייצור שלהם, כתלות בתנאי אחזקתם וגודל סדרות הייצור.

לימודי מבוא לחומרים הנדסיים ותהליכי ייצור
הקשר בין תכונות ומבנה חומרים, בחירת חומרים, קווים מנחים, מתכות ונתכים, פולימרים, חומרים קרמיים, חומרים מרוכבים, מוליכים למחצה, תהליכי עיבוד שבבי מסורתיים, חריטה, כרסום, קדיחה, השחזה, השחזה עדינה, תהליכי עיבוד שבבי לא מסורתיים, עיבוד בקילוח אברזיבי, עיבוד אולטרה סוני, עיבוד אלקטרו כימי, עיבוד בהתפרקות חשמלית, עיבוד בקרן אלקטרונים, עיבוד בקרן לייזר, כרסום כימי, עיבוד פוטו כימי.
ציפויים: איחוי, טבילה חמה, התזה בלהבה, ציפוי דיפוזיה, ציפוי אלקטרוליטי, שיקוע אדים פיסיקלי, ניתוז, שיקוע אדים כימי, שיקוע כימי, ציפוי בטבילה, המרה כימית.

מכניקה אנליטית
יסודות של מכניקה ניוטוניינית, קינמטיקה ודינמיקה של מערכת חלקיקים, כוחות מרכזיים, בעיה של שני גופים, מכניקה לגרנג'יאנית, מערכות מוכללות, דרגות חופש, סוגי אילוצים, עבודה וירטואלית, עקרון דלמברט, נוסחאות לגרנג',   קוורדינאטות זניחות, פונקצית רוט, אינטגרלים ראשוניים של תנועה, מערכות משמרות, חזרה על קינמטיקה ודינמיקה של גוף קשיח, זוויות אוילר, מערכות ג'רוסקופיות, יציבות ג'רוסקופית, תנועת הסביבון.

לימודי תורת התנודות
תנודות של מערכת בעלת דרגת חופש אחת, תגובה לעמיסה מחזורית ולעמיסה כללית, תהודה, יסודות של בולמי זעזועים, מערכות דיסקרטיות בעלות מספר דרגות חופש, תדירויות טבעיות וצורות אופייניות, אורטיגונאליות, אנליזה מודלית, תנודות חופשיות ותנודות מאולצות של מערכות בעלות מספר דרגות חופש, מבוא לתנודות של מערכות רציפות.

לימודי מבוא לתורת האלסטיות
טנסור המאמצים, חוק הטרנספורמציה, מאמצים וכוונים ראשיים, משוואות המאמצים, עבור צירים ראשיים, משוואות התאמה, חוק הוק, איזוטרפיה, ניסוח בעיות האלסטוסטטיקה, בעיות דו ממדיות, מאמץ עבור משורים, פונקציות Airy . קואורדינטות פולריות, גליל חלול הנתון ללחץ פנימי וחיצוני, מתיחה צירית של לוח דק עם חור, דיסקית מסתובבת, ריכוזי מאמצים, כוח מרוכז על חצי מישור. תרמו אלסטיות.

לימודי שיטות אנרגיה במבנים
אנרגיית העיבור האלסטית, שימור אנרגיה, עקרונות בטי ומקסוול, חוק ראשון ושני של קסטיליאנו, עבודה מדומה, עבודה מדומה משלימה, עיקרון אנרגיה הסטטציונר, עומסים גבוליים, עומסים דינמיים, חומר ויסקואלסטי, אלמנטי מקסוול וקלוין וצרופיהם.

לימודי תורת המבנים
מבוא לניתוח מבנים, משוואות השדה, מערכות בשיווי משקל   ומערכות תואמות,   שיטת עומס היחידה, שיטת הגמישות, מסוימות ויתירות סטטית, מטריצות גמישות, שיטת העיוותים התואמים, שיטת הקשיחות, מטריצת קשיחות של אלמנט, הרכבת מטריצת הקשיחות המערכתית, כוחות שווי ערך בצמתים, יישומים לקורות, מסגרות ומסבכים, הטרחה תרמית, חוסר התאמה ודריכה, מבנים סימטריים, שיטות ממוחשבות.

לימודי מבוא לאלמנטים סופיים
מוט אלסטי, ניסוח משוואות האלמנט הסופי, פונקציות צורה, מטריצת קשיחות, תכונות הפתרון המקורב, ממברנה, אלמנטים איזופרמטריים, אינטרפולציה ליניארית, מטריצות האלמנט, הרכבה למטריצות גלובליות, מערכי עיבוד נתונים.

לימודי תורת המכונות   
מבנה של מערכות קינמטיות, מיונן, מכניזמים יסודיים ומכניזמים שקולים, חישוב מספר דרגות חופש של מערכות קינמטיות, שיטות לאנליזה של מערכות קינמטיות, בבואת מהירות, מרכז רגעי, הפרדת וקטורים ושיטות אנליטיות, שיטות לחישוב תאוצות וכוחות התמדה במכניזמים, ממסרות גלגלי שיניים, דיפרנציאלים ופלנטריות, שיטות לסינתזה קינמטית.

תכן מכני
שלבים וכלים, קריטריונים לכושר עבודה: חוזק, התעייפות, בלאי, רעידות, שיקולים סטטיסטיים בתכן, תכן משיקולי הרכבה, אפיצויות וחיבורי לחץ, ריכוזי מאמץ, עקומות התעייפות, צירים, שגמים, ברגים, קפיצים, מיסוב.
מתודולוגיה של התכן, שיקולי איכות ואמינות בתכן, המרת אנרגיה חשמלית למכנית, מערכים מכניים להעברת הספקים ומהירויות, מערכים מכניים להעברת תנועה קווית וסיבובית, מפחיתי סיבובים בעלי מספר דרגות, וריאטורים, מנגנונים דיפרנציאליים ופלנטריים.

מכטרוניקה – עקרונות ושימוש במיקרו מעבדים
מבוא ודוגמאות של מכטרוניקה, שימושי מיקרו מעבדים ומיקרו בקרים בהנדסה מכאנית, ארכיטקטורה של מיקרו מחשבים לשימושי זמן אמיתי, אסמבלר למיקרו בקר, הדמיה של מערכות זמן אמיתי, חיבור רכיבים במערכות הפועלות בזמן אמיתי, סקירה מחזורית לעומת פסיקות לקלט ופלט, שילוב חיישנים ומפעילים, תכן מערכות משולבות.

תיכון מבנים
שלבי התיכון. תכונות החומרים: תכונות פיזיקליות (חוזק ואלסטיות) וכימיות (קורוזיה). פלדה לסוגיה. סגסוגות האלומיניום. חומרים מרוכבים. עבידות ריתוך, ניקוב, משיכה וערגול. תקנים: תקנים ישראליים ותקנים זרים. מבנים: מבנים קוויים, מישוריים ומרחביים. סכמות סטטיות - הנחות לעומת ההתנהגות האמיתית של המבנה. חישובים סטטיים. תיכון רכיבים: תיכון רכיבים למתיחה, לחץ, כפיפה, פיתול להטרחה משולבת, פרופילים סטנדרטיים, תיכון חתכים בנויים, מסבכים ומסגרות. יציבות מבנים: רכיב בודד, מבנה השלם. מחברים ואמצעי חבור: תיכון המחבר. מחברי ריתוך, ברגים ומסמרות. ברגים מעולים (דרוכים), מחברי חיכוך.

תיכון מבני אוויר וחלל
חלקי המטוס העיקריים, רשימת משקלים, פרמטרים אווירודינמיים של המטוס ושל הכנף, דיאגרמות תמרון, משבי רוח ועומסים על הקרקע, עומסים גבוליים ועומסים מירבים. כנף: גיאומטריה ואווירודינמיקה של הכנף במהירויות נמוכות וגבוהות. עומסים הפועלים על הכנף ומקרים קריטיים. חלקי המבנה של הכנף. חשובי חוזק. מחברים. התעייפות. מאמצים מותרים. קריסה מקומית. מקדם הבטיחות. אמצעים להגדלת העילוי.
גוף: גיאומטריה ואווירודינמיקה. עומסים, חשובי חוזק פתחים. דחוס אוויר. ויברציות. כני-נסע: גיאומטריה. מקרים לתיכון. עומסים קריטיים. ניסויים. כני מנוע: גיאומטריה. פתרונות תיכנוניים. עומסים קריטיים. מערכות היגוי: דרישות תקניות. עומסים. חמום קינטי במטוסים במהירויות גדולות. מאמצים תרמיים.
מבוא לתכנון גופים בחלל. גופים אלסטיים גמישים. ריסון תנודות. בקרה. שימוש בחומרים מתקדמים. עמיסה תרמית. בעיות הרכבה בחלל.

לימודי מבוא למדע ו-הנדסת חומרים
המבנה האטומי. פגמים נקודתיים. דיפוזיה אטומית. דיאגרמת פאזות. מעבר פאזות. עקומת מאמץ עבור. מבוא לנקעים. שיטות הקשיה. סגסוגות פלדה. סגסוגות אלומיניום. קורוזיה. חומרים פולימריים, חומרים קרמים.

לימודי מבוא לרובוטיקה
יסודות ורקע, מטריצות טרנספורמציה הומוגנית. קינמטיקה ישירה והפוכה של רובוטים. ייצוג דנויט הרטנברג. תנועה דיפרנציאלית ומהירויות. אנליזה דינמית וכוחות. תכנון מסלולים. מבוא לבקרת מניפולטורים.  

הנדסת חומרים  
התעייפות, זחילה, תיכון מכני על יסוד מכניקת השבר, פלסטיות הנדסית, מאמצים שיוריים, פתרון בעיות הנדסיות אופייניות.

לימודי מכניקה ובקרה של רובוטים
מיפוי ממערכת למערכת, אופטורים להזזות ולסיבוב, משוואות טרנספורמציה, זוויות כוון. קינמטיקת מניפולטורים: תאור זרוע רובוטית, קיבוע מערכת צירים לזרוע, קינמטיקה ישרה וקינמטיקה הפוכה, מהירויות וכוחות: יעקוביאנים, סינגולריות. תכנון מסלולים: תאור המסלול, סכימת מרחב המפרקים, סכימת המרחב הקרטזי.
דינמיקה של מניפולטורים רובוטיים: ניסוח ניוטון אוילר של משוואות התנועה, הדמיה דינמית. בקרת מיקום של מניפולטורים: בעיית אי הלינאריות, בקרת מיקום לאורך מסלול, בקרת PID , הדמית בקרה, בקרה קרטזית. בקרת כוח של מניפולטורים, מבוא לבקרה עמומה, ארכיטקטורת בקרה ברובוטיקה.

לימודי דינמיקה ובקרה של מערכות
היבטי תכנון בקרת תהליכים, עקרונות קבלת מודל דינאמי, סימולציה וליניאריזציה, מודלים פיזיקליים להתנהגות דינמית של מערכות תהליכיות ומכשירי מדידה, ייצוג מודל במישור הזמן, לפלס והתדר. זיהוי תהליך במערכות רציפות : שיטות במישור הזמן והתדר, שיטות רגרסיה ליניארית ולא ליניארית, זיהוי במערכות בדידות בשיטת הריבועים הפחותים. מבנה ושיקולי תכנון במערכת בקרת משוב, בקרת PID , תכן וכיוונון מערכות SOIS תהליכיות במשוב: מדדים לביצועי החוג הסגור, שיטות אנליזה וסינתזה במישור התדר. מגבלות ביצועים: מערכות פאזה לא מינימלית, אילוצים תהליכיים, אי ודאות ורוויה של כוחות בקרה, יציבות רובוסטית, שיקולי אנליזה ותכנון בקרה למתקן תהליכי שלם.

לימודי דינמיקה ובקרה של מערכות
שיטות אנליזה וסינתיזה בקרת משוב. עקרון תכן בקר מודל פנימי ( IMC ). כוונון בקר PID בשיטת IMC . מפצה זמן מת ותגובה הפוכה. בקרה בקסקדה. בקרה מקדימה ובקרת יחס, בקרה היקשית, טיפול במערכות לא לינאריות ואי ודאות, מבוא לתכן בקרת מערכות מרובות כניסות ויציאות MIMO . ניתוח אינטראקציה שיטת RGA לזיווג כוחות בקרה למשתנים המבוקרים. תכן בקרה מבוזרת. תכן בקרת MIMO . מבוא לבקרה בדידה, קבלת משוואות הפרשים ופתרונן בתחום הזמן, התמרת Z , תמסורת בדידה. דגימה וסינון של מערכות רציפות, תגובות מערכות בדידות. תכן מערכות בקרה בדידות.

בקרת רובוטים אוטונומית
ארכיטקטורות בקרה לרובוטים אוטונומיים. יכולות תנועה. קינמטיקה של רובוטים ניידים. חישה ותפיסה. מציאת מיקום של רובוט נייד. בניית מפה באופן אוטונומי. לימוד, תכנון וניווט.

בקרה מכטרונית של רובוטים
מידול ובקרה לינארית של מערכות מכטרוניות. קינמטיקה ודינמיקה של זרועות רובוטיות ורובוטים ניידים, פתרון בעיית האי לינאריות והצימוד הדינמי. בקרה קרטזית ומיפרקית של התנועה, בקרת כוח ומבוא לבקרה עמומה. תכנון משימה ותת משימות, תכנון מסלול ללא ועם מכשולים. ארכיטקטורות בקרה של מערכות רובוטיות לייצור, רובוטים אוטונומיים וטל רובוטים. תכן מכטרוני של מערכות רובוטיות, חומרה, תקשורת, תזמון וקצבים, מערכות זמן אמיתי, חיישנים ומפעילים.

שיטות חישוב רכות בתכן ובקרת מערכות
תכן, זיהוי ובקרת מערכות, הצורך ההנדסי ב SC , יסודות שיטת הגרדינטים, MLE, LSM . פרספטרון, אדליין, BP . השוואת BP עם LSM . היזון חוזר ב BP . WTA , Hebb , Kohonen . שילובים: LVQ, CPN . קללת המימד, ייצוג פנימי, דחיסה, הבלטת תכונות, עיבוד מקדים. קלסטרים: גבולות החלטה בשיטת בייס ובשיטת פישר, מדידת דמיון ומרחק. הפחתת מימד: OJA, PCA . לימוד עם חיזוקים. לוגיקה: טיעונים, מרובת ערכים, הסתברותית, עמומה. עקרונות הלוגיקה והבקרה העמומה. השוואת הגישה ההסתברותית והעמומה. רשתות עצביות להסקה עמומה של מסקנות. שיטות בתכן אופטימלי של מערכות: פונקציות מטרה, משתני תכן, אילוצים שוויוניים ואי שוויוניים, כופלי לגרנז ופונקצית קנס. עקרונות התכן האבולוציוני והאלגוריתמים הגנטיים. מכונות לומדות באבולוציה. שילוב רשתות עצביות להסקה עמומה ואלגוריתמים גנטיים בתכן מערכות ובבקרת מערכות לומדות.

לימודי מכניקה של טייס וגופים בחלל
עילוי וגרר מטוס. הנעה של כלי טיס. ביצועי מטוסים.   משוואת תנועה במישור האורכי, טיסת שווי משקל, שיעור הנמכה, גלישה, טיסה אופקית וישרה ללא תאוצה, טיסת נסיקה ותקרת טייס. טווח ושהייה, טווח מרבי, ספרת עומס בפניה , זמן פניה, רדיוס פניה. המראה ונחיתה, מרחק המראה, זמן המראה, מרחק נחיתה. דינמיקת טיס, יציבות, יציבות אורך סטטית, מרווח יציבות, יציבות דינמית ונגזרות יציבות, דינמיקה של גופים בחלל. תנועה בשדה כובד מרכזי. משוואות מסלולים. מעבר בין מסלולים.

מבנים דקי דופן
עומסים על מטוס, עומסים סטטיים, אווירודינמיים ואינרציאליים. משבי רוח. מעטפת טיסה ומעטפת משבי רוח, מקרים קריטיים. משקל "מת". פילוג משקלים. חלקי המבנה השונים במטוס, תפקידים וצורת עמיסתן. חומרים תעופתיים. אנליזת מאמצים של חלקי מבנה טיפוסיים למטוסים. כפיפה ופיתול של קורות דקות דופן. קורות בעלות חתך חד תאי ורב-תאי סגור. חתכים פתוחים. השפעת חיזוקים אורכיים באנליזה של חלקי מבנה המטוס. פילוג מאמצים בקליפות מחוזקות (Semimonocoque) . ריכוזי מאמצים. חיזוק פתחים במבני קליפות. חציצים. העברת כוחות מרוכבים למבנים דקי דופן.

לימודי מבוא לאווירודינמיקה 
יסודות תאור הזרימה, חזרה, משוואות אוילר ברנולי. ערבוליות, זרימה סביב גופים (סופרפוזיציה), משפט בלאסיוס לעלוי ומומנט.
זרימה סביב כליל. תנאי קוטה. כנף דקה (קימור, זווית התקפה). השפעת העובי. כנף סופית (מערבולת פרסה. פילוג עילוי אליפטי ופיתול), קו העילוי של פראנדטל, גופים תמירים, תיקוני ניקבת רוח, מושגים על טיסה בזוויות התקפה גדולות.

הנעה
פעולה ומבנה בסיסיים של מנועים נושמי אוויר ומנועי טורבינה. פרמטרי ביצועים ראשיים של מנוע: הספק סגולי תצרוכת דלק סגולית, ניתוח מחזורים ואופטימיזציה של מחזורי הנעה אידיאלים עבור המנועים הבאים: טורבינות הספק, טורבו סילון, מגה סילון וטורבו מניפה זרימות נפרדות, השפעת מבער אחורי על מנועי טורבו סילון וטורבו מניפה אידיאלים. ניתוח השפעת מערבב זרימה על ביצוע מנוע טורבו מניפה. הגדרות נצילויות רכיבי מנוע: כונס, מדחס/מניפה, תא שריפה, טורבינה ונחיר פליטה. ניתוח תרמו דינמי, פעולת מנוע מעשי מסוג טורבו סילון וטורבו מניפה. פעולת מנועים בתנאי אל תכן כתלות בתנאי טיסה ובפרמטרים של פיקוד מנוע.

מכניקת הזורמים
משוואות תנועה כוללות לזורם צמיג: ראולוגיה של נוזלים לא ניוטונים, זרימות זוחלות, הקרובים של סטוקס ואוסין, סיכה ומיסוב, זרימות טורבולנטיות (צמיגות טורבולנטית, אורך הערבוב, חוק החזקה, מאמצי ריינולדס), עקבה וסילונים בזרימות טורבולנטיות, זרימות אידיאליות דו ממדיות, משוואות קושי רימן, זרימות סינגולריות, התמרות קונפורמיות, זרימה סביב גליל עם סירקולציה, משוואות בלאזיוס, זרימות אידאליות אקסיסימטריות, זרימה סביב כדור, זרימות עם פן חופשי, גלי כובד.

דינמיקת הגזים
עקרונות התרמודינמיקה ודינמיקת הזורמים. דינמיקת הגזים החד ממדית. תנועת גלים חד ממדית. גל הלם ניצב. גל הלם משופע. זרימה חסרת חיכוך. תיאוריית הפרעות קטנות. תיאוריית הכנף הדקה.

לימודי הנדסה אוקיאנוגרפית
גלים בעלי אמפליטודה קטנה, תכונות הנדסיות של גלים: שבירה, החזרה, רפלקציה ודיפרקציה. גלי רוח: סטטיסטיקת הגלים, ספקטרום של גלי ים. גלים לא ליניאריים,   מאמצי קרינה, זרמים נוצרים עקב שבירת הגלים. תורת מחוללי הגלים ותהודה בנמלים. אינטראקציה בין גלים ומבנים. הסעת סחופת, זיהום תרמי, דיספרסיה ותהליכי ערבוב באוקיאנוס, חוקי דמיות.

הידראוליקה הנדסית
זרימה בתעלות: משפטי יסוד, אנרגיה סגולית, מעברים זנק הידראולי, צירים הידראוליים. מערכות משאבות וצינורות, דמיות משאבות, אופייני משאבות, קוויטציה, זרימה במערכות צינורות ומשאבות, גל הלם בצינורות: משוואות יסוד, מהירות הקול, פתרונות בעזרת אופייניים. זרימה בתווך נקבובי: הידרוסטטיקה, חוק דארסי, זרימה תמידית דו ממדית, פתרונות בעזרת פונקציות אנליטיות, זרימה לבארות.

מכונות זרימה
זרימה בצנרת ישרה ועקומה, זרימה איזאנטרופית, זרימה עם חיכוך, זרימה תוך הוספת וגריעת חום. בעירה ואקביליבריום כימי. מכונות הנעה. חישוב ביצועי מכונות הנעה. מדחסים. טורבינות.

תהליכי הפרדה בהנדסת סביבה
סיווג ושיקולים בבחירת שיטת הפרדה. יסודות הדיפוזיה ומעבר מסה, מאזני מסה ובניית "עקומת פעולה", הפרדה בשלבים: שלב אידיאלי, יעילות שלב, קביעת מספר שלבים. מערכות גז נוזל (ספיגה וכיחוש) מסיסות גזים בנוזל, ספיגה בשלבים, ספיגה במגע רציף, שיטת יחידות ( NTU ), עקרונות תיכון מתקנים. מערכות נוזל נוזל (מיצוי) עקרונות ומושגי יסוד. שיווי משקל במערכת נוזלים, מיצוי בשלבים ובמגע רציף, מתקני מיצוי שונים. מערכות מוצק פלואיד (ספיחה והחלפת יונים) ספיחה פיזיקאלית וכימית, שיווי משקל, מאזני אנרגיה. ספיחה בשלבים ובמגע רציף, ספיחה במצע . מחליפי יונים: עקרונות ושימושים, שיווי משקל, קצבי החלפת יונים.

הסעת מזהמים בסביבה
מנגנוני פיזור מזהמים בזרימת מים ואוויר: דיפוזיה מולקולרית, הסעה ע"י הזורם, דיספרסיה בגלל ניודי המהירות. תהליכי דעיכה רדיואקטיבית וספיחה.
משוואות ההסעה ופתרונות פשוטים, מקור נקודתי רגעי ורצוף, מקור קווי, השפעת גבולות.
יישומים: הסעה במי תהום ובאזור הלא רווי של הקרקע. התפשטות פלומות בים ובמאגרים. מנגנוני הסעה באטמוספירה.

מעבר חום
הולכה: חוק פוריה, בעיות חד ממדיות במצב עמיד, מחליפי חום. משוואת מעבר החום הכללית ודרכי פתרונה. צלעות. בעיות דו ממדיות. מצב בלתי עמיד. שיטות נומריות.
הסעה: עקרונות הסעת חום, אנליזת ממדים ואנליזת דמיות. הסעת חום בתוך צינורות וסביב גופים בזרימה למינרית וטורבולנטית. הסעה חופשית. עיבוי ואיוד.
קרינה: חוקי הקרינה. מקדמי הצורה. מעבר חום בין משטחים שחורים ואפורים.

שיטות נומריות בזרימה ומעבר חום
משוואת הפוטנציאל, משוואת הדיפוזיה/הולכה; משוואות שכבת גבול, צעידה במרחב. משוואות זרימה לא דחיסה. ניסוח וורטיסיות ופונקצית זרם ופתרון המשוואות.
פתרון משוואות נוויה סטוקס עם משתנים פרימיטיביים (דחיסות מלאכותית, שיטות הטלה) משוואת האנרגיה ופתרונה.
משוואות זרימה דחיסה (תת ועל קולית) שיטות מפורשות ושיטות סתומות.

תכנון תרמי של ציוד אלקטרוני
המרכיבים של מערכות אלקטרוניות חדישות, שיטות זיווד מקובלות ליישומי ציוד ימי, יבשתי, מוטס וציוד ללוויינים והתאמתן למאפייני הסביבות השונות. הגדרת מטרות תכנון זיווד אלקטרוני וקביעה נכונה של תנאי הסביבה תוך שימוש בתקנים אמריקאים. לימוד אופני מעבר החום בתוך הציוד ובין הציוד לסביבה. קירור של ציוד אלקטרוני קומפקטי באמצעות הולכה, הסעה חופשית קרינה והסעה מאולצת. ניצול אופטימלי של מקורות אוויר מאולץ במטוסים ECS ו RAM-AIR- . קירור תוך התחשבות בקרינת שמש. תכנון תרמי לפעולה טרנזיינטית. שיטות להערכה גסה של ביצועים תרמיים. קירור נוזלי של ציוד אלקטרוני ודרכים לקירור הנוזל. אמצעים נוספים לסייע בסילוק החום: צינורות חום, חומרים משני פזה וקירור תרמו אלקטרי. אנליזות תרמיות ממוחשבות, עקרונות לפישוט המודל התרמי של ציוד אלקטרוני בתוכנות מעבר חום כלליות. הצגת תוכנות מעבר חום ייעודיות לציוד אלקטרוני. ניצול מודל אלמנט סופי גם לבדיקת עמידות הציוד בסביבות רעידות והלמים מכניים, עקרונות לבניית המודל והגדרת קריטריוני כשל. אמצעי ניסוי לבדיקת התכנון.

תהליכי מעבר חום וחומר 
מנגנוני מעבר חומר. הגדרות ריכוזים, קשרי שיווי משקל בין פאזות. חוק פיק, דיפוזיה במצב תמידי ולא תמידי בתמיסות מהולות. מעבר חומר בהסעה בתמיסות מהולות. אנלוגיות בין מעבר תנע חום ומסה. מעבר חומר בין פאזי. אנליזה של תהליכים משולבים של מעבר חומר וחום. מודלים למקדמי דיפוזיה. עקרונות דיפוזיה והסעה בתמיסות מרוכזות, מאזני חומר דיפרנציאליים מוכללים, דיפוזיה תרמית ודיפוזיה מאולצת. מחליפי מסה. מבוא לתהליכי הפרדה.

 
 

יישום מערכות מיקרו אלקטרו מכניות באווירונאוטיקה ובבקרת הזורמים
שיטות בקרת זורמים מתקדמות ויישומן באווירונאוטיקה תוך שימוש בהתקני מיקרו אלקטרו מכניקה מתקדמים, מבנה החיישנים ( Sensors ) והמפעילים ( Actuators ) , טכנולוגיות מיקרו אלקטרוניקה המשמשות לייצורם, שיטות בקרה של שכבות גבול ואלגוריתמים לבקרה, בקרת סקאלות מאקרו באמצעות מפעילים בסקאלות מיקרו, שיטות להורדת גרר והשפעת תנע המוזרק לתוך שכבת הגבול.
חיישנים: מיקרו חיישנים למדידת מאמצי גזירה, מיקרו חיישנים למדידת שטף חום, מיקרו חיישנים תרמיים למדידת מאמצי גזירה בעלי מצע מבודד ואקום, מיקרו חיישני חוט להט מסיליקון פוליקריסטליני. עבודה בתנאי טמפרטורה גבוהה ובתנאי מהירות גבוהה, השפעת קירור החיישנים.
שיטות מדידה ישירות : מיקרו חיישני סיליקון למדידת מאמצי גזירה המבוססים על אלמנט צף, זיהוי מיקום האלמנט באמצעות פוטודיודות, קריאת קיבול דיפרנציאלי או קריאת מתח דיפרנציאלית.
שימוש בחיישני לחץ למיפוי שדה לחץ במיקרו תעלות. כיול החיישנים, שיטות כיול סטוכסטיות בשדה זרימה טורבולנטי.  
מפעילים : מפעילים פיאזואלקטריים ואלקטרומגנטיים. מפעילים פיאזואלקטריים לשיכוך תנודות והשקטת רעשים. Smart skins, Shape Memory Alloy (SMA) actuators

שימושי מפעילים לשיפור מעבר חום
נושאים מתקדמים בטכנולוגיות - MEMS : טכנולוגיית MEMS על מצע גמיש לשימוש על משטחים בעלי עקמומיות גבוהה. מיפוי בזמן אמיתי של שדה גזירה דו ממדי על משטחים תלת ממדיים (כנפיים). בקרת שכבת גבול באמצעות משטח פלסמה הנוצר דרך התפרקות חשמלית. Scaling of an oscillatory flow control actuation .
סכמות בקרה : בקרה בחוג סגור של מערך חיישנים מערכת קבלת החלטות, מערך מפעילים. גילוי ובקרה של זרימה טורבולנטית. מערכת בקרת טיסה אדפטיבית בחוג סגור.

מודלים תיאורטיים, שיטות סימולציה והדמיה באמצעות המחשב
שימושים: רקטות, טילים, כונסים, תאי בעירה, מטוסים והתקנים אחרים הנעים בזורם.

מנועי שריפה פנימית
מחזורי אוויר, תרמודינמיקה של פלואידים מעשיים, מחזורי אוויר דלק, המחזור המעשי., מנועי ארבע פעימות, מנועי שתי פעימות, איזון המנוע ותנודות, יסודות הבערה, דטונציה, דלקים למנועי שריפה פנימית, מערכות עירוב אוויר-דלק, מנועי שריפה פנימית בלתי קונבנציונליים ועתידיים.

מיזוג אוויר וחימום
תרמודינמיקה של מערכות מיזוג אוויר, פיסיולוגיה של נוחות האדם, חישובי עומס, חישובי לחות (Psychrometrics) . סוגי מדחסים, מאיידים ומעבים, מגדלי קירור, תעלות ומפזרי אוויר, צנרת, משאבות ואביזרים. טיפול בזיהום אוויר וריחות, מערכות בקרה.

מתקנים לייצור כוח וניצול אנרגיה
מעגל רנקין לייצור כוח, דיזלים, שריפת שמנים ופחם, אנרגיה גרעינית, טורבינות גז, מעגלים משולבים לייצור כוח, אנרגיה הידרואלקטרית, אגירת אנרגיה, אנרגיית: גלים, גיאו תרמית, רוח, גיאות ושפל, סולרית, פוטואלקטרית ועוד.

שימושים הנדסיים של אינטליגנציה מלאכותית
עקרונות חשיבה סימבולית לעומת נומרית. היסטוריה של חשיבה סימבולית. מערכות מומחה. שיטות ייצוג ידע: גרפים, רשתות, סמנטיות, Frames , OOP . פיזיקה איכותית ( Qualitative Physics ). שימושים הנדסיים: ניתוח ( Diagnosis ) של התקנים, תיכון התקנים.

 
 

מכנית זרימה ומעבר חום
מושג הרצף, שיטות אוילר ולגרנז'. משפט הטרנספורט של ריינולדס, משוואות התנועה והשימור עבור נוזל אידיאלי, קינמטיקה של זרימת רצף, משפטי השימור של קלוין והלמהולץ, פונקצית הפוטנציאל, משוואות לפלס ופתרונותיה הסינגולריים, פונקציות פוטנציאל וזרם עבור סינגולריות בסיסית (מקור זוגן ערבול). עיקרון הסופרפוזיציה, יצירת גופי רנקין על ידי פרוסים סינגולריים, פתרונות של בעיות הפוטנציאל באמצעות משוואות אינטגרליות של פרדהולם, הקרוב של מנק לגופים דקים, שיטת השיקוף, משפט ההפוך של קלוין ומשפט ויס לגבי זרימה סביב כדור, מושג המסה הנוספת, משפטי המסה הנוספת של טיילור, משפטי לאגלי עבור הכוח והמומנט, הפרדוקס של דאלמבר, אפקט מגנוס, זרימות לא סיבוביות, מושג וקטור הפוטנציאל, משפט ביו סבר, תיאורית הכנף הדקה, תנאי קוטה ז'ווקבסקי.

שיטות מתמטיות בהנדסה
אלגברה וקטורית וטנזורית: הגדרות, הצגות של טנזורים, פונקציות מרוכבות: הגדרות, נקודות סינגולריות, משפט קושי ושימושיו, מיפוי קונפורמי ושימושים, פיתוח אינטגרלים, אינטגרל קושי, בעיית קשת הילברט. התמרות אינטגרליות: פורייה, לפלס, מלין, הנקל והילברט, שימוש עבור משוואות דיפרנציאליות רגילות (הפרדת משתנים) וחלקיות. משוואות אינטגרליות מסוג פרדהולם וולטרה. מבוא לשיטת הוריאציות.

זרימה צמיגה 
צמיגות, משוואות התנועה לנוזל צמיג, נוזלים ניוטוניים, זרימות לאמינריות וטורבולנטיות, דיספציה של אנרגיה בנוזל צמיג, פתרונות מדויקים של משוואות נאויה סטוקס, פתרונות מקורבים של משוואות מקורבים של משוואות נאויה סטוקס, זרימות זוחלות, זרימות במספרי ריינולדס גבוהים, עקבה וסילון לאמינריים, יציבות זרימה לאמינרית, משוואות אור סומרפלד, שכבות גבול דו ממדיות, מושגי "המעבר" ו"הניתוק" בשכבות גבול, מעבר חום בשכבות גבול, שכבות גבול בנוזל דחוס, שכבות גבול תלת ממדיות.

זרימה דחיסה
משוואות התנועה בזרימה דחיסה. תנאי קפיצה. גלי הלם. גלי קול. זרימה חד ממדית. שיטות פתרון לזרימה תת קולית. שיטות פתרון לזרימה על קולית: אפיונים. שכבות גבול דחיסות.

אווירודינמיקה של מטוסים
זרימה דחיסה, פתרונות של הפרעות קטנות בזרימה דחיסה, פרופילים במהירויות על קוליות ותת קוליות, גופים דקים, צירוף גוף כנף, כלי טיס לשהייה ארוכה, גודל, טווח טיסה, המראה וטיפוס, גובה מרבי, נחיתה, כנף טיסה, תכנון כנפיים ופרופילים מרובי אלמנטים, אווירודינמיקה של מטוסי קרב.

הידרודינמיקה של גלים
משוואות יסוד, גלים אינפיניטסימלים, מהירות קבוצתית, היווצרות גלים על ידי הפרעת שטח, היווצרות גלים על ידי תנועת גופים צפים וטבולים, גלים קפילריים, אפקטים לא ליניאריים. גלים במים רדודים. פיזור גלים, גלים פנימיים, גלים אקראיים.

זרימה רובדית
אפקטים של שינויי צפיפות (אינרציה, גראוויטציה, יצירת ערבוליות), משוואות תנועה קרובים ופרמטרים בסיסיים. זרימה בנוזלים רבודים יציבים: גלים פנימיים, זרימה באמפליטודה סופית, אי יציבות ויצירת טורבולציה, ערבוב. תופעות דיפוזיה כפולה.

זרימה בסביבה נקבובית 
תכונות גיאומטריות של תווך נקבובי. תכונות פיזיקליות תווך נקבובי וזורם. חוק דארסי. דיפוזיה של מסה וחום בתווך רווי. כוחות קפילריים וזרימה בתווך לא רווי. דספרסיה הידרודינמית. חוקי זרימה בתווך אלסטי, פתרונות פשוטים של זרימה רוויה דו ממדית ועם סימטריה צירית. בעיות זרימה עם פן חופשי, שיטת ההודוגראף. פתרונות זרימה עם הסעה ודספרסיה של מסה וחום.

מכניקת זורמים פיזיקלית
זרימה בצינור סביב גליל, הסעה חופשית בשכבות אופריות. משוואות תנועה דינמיות, מונחים בסיסיים ופירושם הפיזיקלי. משמעות פיזיקלית של מספר רינולדס, זרימה בלתי צמיגה, שכבת גבול. הסעה חופשית. זרימה סיבובית וזרימה רבודה. תופעות אי יציבות ומעבר לטורבולנטיות. תכונות של זרימה טורבולנטית.

זרימה דו פאזית
זרימה דו פאזית; גז נוזל. תצורות הזרימה עבור זרימה אופקית, אנכית ומשופעת. מפלי לחץ והחזק, מודלים של זרימה הומוגנית ונפרדת. זרימה אופקית: זרימה שכבתית, זרימת סלג, זרימה בועתית וזרימה אנולרית, סחיפת טיפות ותופעות מעבר. זרימה אנכית: זרימה בועתית, זרימת סלג וזרימה אנלוגית. זרימות בכוונים מנוגדים. הצפה והפוך זרימה. שיטות ניסיוניות: תצורות זרימה, מפלי לחץ, גודל טיפות ובועות, פילוג מהירות, החזק, עובי פילם ומבנה גלי שטח, מעבר חום.

מעבר מסה
עקרונות דיפוזיה בינארית בתמיסות מהולות ובתמיסות מרוכזות. מקדמי דיפוזיה. דיפוזיה בתמיסות אלקטרוליטיות. דיפוזיה בתווך נקבובי. מודלים לדיספרסיה ומקדמי דיספרסיה. דיפוזיה במערכות רב מרכיביות, פיתוח המבוסס על עקרונות תרמודינמיקה בלתי הפיכה. מעבר מסה: מקדמי מעבר והתנגדות כוללת, תיאוריית הפילם והחדירה. מעבר מסה בשילוב עם ריאקציות כימיות הומוגניות והטרוגניות.

יציבות הידרודינמית
ניסוח מתמטי וגישות שונות לבעיות יציבות. טרנספורמציות אקווילנטיות ומשפט Squire , הפרעות תלת ממדיות, תכונות כלליות של הפרעות בזרימה צמיגה ובלתי צמיגה. יציבות של זרימות בלתי צמיגות. משוואות Reyleigh , משפטים כלליים, יציבות של זרימה צמיגה, משוואות אור סומפרלד, השפעה של ריבוד, סיבוב ושדה מגנטי. מושג היציבות הלא לינארית ומעבר לטורבולנציה.

הידרודינמיקה של כלי שיט
סיווג כלי שיט: אוניות, צוללות, ספינות מהירות, רחפות, סנפיריות, ספינות שטח. נושאים בתכנון כלי שטח: ציפה, יציבות, גרר, הנעה, תנועה בגלים, תמרון. גרר של כלי שיט: גרר גלי וצמיג (חיכוך), הנחת פרוד, תיאוריית גרר גלי במים עמוקים ובמים רדודים, פונקציית גרין ומשוואות אינטגרליות בתורת הפוטנציאל, תיאוריות קוצ'ין, מיצ'ל והוולוק, השדה הגלי באזור הקרוב ובאזור הרחוק מכלי השיט. הידרודינמיקה של משטחי עילוי: תיאוריות המדחף האידיאלי, תיאוריות ערבולים של להבי מדחף, דחף ומומנט של מדחף, בעיות קביטציה ורעש של מדחפים. תנועת כלי שיט בשדה גלי: המשוואה הדיפרנציאלית למסלול האוניה, טנזור המסות הנוספות ומקדמי הרסון, כוחות פרוד קרילוב, דיפרקציה של גלים מגופים טבולים, שיטת הרצועות ושיטת הגוף הדק, פונקציית גרין למקור תונד והמשוואה האינטגרלית לחתך אוניה תונד, ספקטרה של גלי ים, תנועות כלי שיט בים אקראי, התורה הספקטרלית לתנועת אוניות בים אקראי. תמרון כלי שיט: משטחי בקרה, המשוואה הדיפרנציאלית לחישוב מסלול כלי שיט מתמרון משטחי עילוי בתנועה כללית, פוטנציאל התאוצה של פרנדטל, המשוואה האינטגרלית לגוף עילוי דק, שמירת מסלול ויציבות של כלי שיט, יציבות מסלול לכלי שטח במישור האופקי, יציבות של צוללת במישור האנכי.

הנדסת ניסויים
מתודולוגיה של ניסויים: הגדרת מטרות הניסוי, תכנון וביצוע הניסוי. דינמיקה של מערכות מדידה: שגיאה דינמית, הענות תדר של מערכות מדידה מסדר ראשון ושני. מתמרים וחיישנים: עקרונות פיזיקליים, הגדרת דרישות, שיטות כיול. עקרונות איסוף נתונים Signal Conditioning , המרה אנלוגית לספרתית, משפטי דגימה וקיפול תדרים. עיבוד ספרתי ואנליזה של תוצאות הניסוי: עיבוד ספרתי של התוצאות, קורלציות וספקטרום, ניתוח שגיאה (סיסטמטית ואקראית), סילוק חריגים ובדיקת השערות. שיטות ניסוי ללא הרס.

התורה הקינטית של הגזים
מכניקה סטטיסטית בשיווי משקל ובאי שיווי משקל, משפט Liouville , מבוא לתורת המיצוע, ההיררכיה של BBGKY וצמצומה למשוואת בולצמן, דריבציה פיסיקלית של משוואת בולצמן, המשוואות ההידרודינמיות, חקירת משוואת בולצמן והוכחת משפט H של בולצמן, פיתוח צ'פמן אנסקוג, שיטת המומנטים, מודל BGK , דוגמאות: זרימת Couette , זרימת Poiseuille , גלי הלם, בעיית תנאי הגבול.

מעבר חום - הולכה
פתרון בעיות קויות ובלתי קויות של הולכת חום. בעיות בנושאים אחרים הקשורים להולכת חום. פתרונות אנליטיים מדויקים בשיטת הפרדת משתנים, התמרות לפלס ופוריה, טמפרטורה מורכבת, מיפוי קונפורמי, מקורות ושקעים, בבואות ופונקציות גרין. פתרונות מקורבים ופתרונות מספריים, השיטה האינטגרלית, שיטת מונטה קרלו ושיטות הפרשים סופיים. שיטות ואריאציוניות בהולכת חום, שיטת האלמנטים הסופיים, קשר לתרמודינמיקה בלתי הפיכה.

מעבר חום - הסעה
עקרונות שימור מסה, תנע ואנרגיה. קשר בין מאמץ למעוות, חוק פוריה להולכת חום פיק לדיפוזיה. סקירה של פתרונות מדויקים של משוואת נאויה סטוקס. פתרונות מדויקים ומקורבים למשוואות שכבת הגבול. טורבולנטיות, משוואת ריינולדס, מקדם הדיפוזיה הטורבולנטית ומרחק הערבוב של פרנדטל. הסעה מאולצת של חום עבור זרימה לאמינרית וטורבולנטית בזרימה בצינורות ומעל משטחים חיצוניים.מעבר חום במהירויות גבוהות ובגזים קלושים, השיטה האינטגרלית ופתרונות מקורבים לבעיות הסעת חום, קירור בשכבת גבול שכבתית בעזרת מעבר מסה. הסעה טבעית, פתרונות מדויקים ומקורבים, עיבוי בהסעה מאולצת וחופשית בנוכחות גזים בלתי מסיסים. מעבר חום בין נוזלים במגע ישיר.

מעבר חום - קרינה
האופי הכווני והספקטראלי של קרינת חום ותיאורם הכמותי. חוקי היסוד לקרינה. אינטראקציה של קרינה וחומר, מוצקים וגזים. תכונות קרינה של מוצקים. מעבר חום בקרינה בין משטחים מוצקים: שחורים, אפורים ובלתי אפורים. משטחים דפסיובים וספקולרים. תכונות הקרינה של גזים. פליטה ובליעה של גזים. מעבר חום בגזים קורנים, שיטת "מרחק הקרן הממוצע" עבור גוף גזי הומוגני. מעבר חום בשווי משקל בתנאים בלתי איזותרמים. אנליזה לגזים אפורים ובלתי אפורים. שילוב מעבר חום בקרינה, הסעה והולכה בגזים הפולטים וקולטים קרינה.

תרמודינמיקה מתקדמת
חוקי התרמודינמיקה: חוק ראשון, חוק שני, חוק האפס ועקרון מצב. עבודה וחום, אנרגיה, טמפרטורה, אנטרופיה וזמינות, יחסי מקסוול, משוואות מצב, שימושים למערכות סגורות ופתוחות, חד מרכיביות ורב מרכיביות. קריטריונים לשווי משקל ויציבות, שיווי משקל של מערכות הטרוגניות. תערובות ותמיסות. ראקציות כימיות ושווי משקל כימי. תרמודינמיקה של תהליכים בלתי הפיכים. יחסי אונסגר, מינימום יצירת אנטרופיה. שימושים לתהליכים ליניאריים כגון: דיפוזיה, תרמואלקטריות וכו'. הקדמה לתהליכים לא ליניאריים.

התמרת אנרגיה 
עקרונות תרמודינמיים להתמרת אנרגיה, מקורות אנרגיה קונבנציונליים, אנרגיה גרעינית פלזמה, מגנטו הידרודינמיקה, התמרה תרמו חשמלית, תרמויונית ופולטאית, תאי דלק, אלקטרודינמיקה, אנרגיה סולרית וכו', של אגירת, אחסון ושימור אנרגיה.

מבוא לזרימה טורבולנטית 
צמיגות המעבר לזרימה ערבולית, סקלות אורך וזמן בזרימה ערבולית. מושגי הצמיגות הערבולית, הדיפוסיה הערבולית ומגבלותיהם. מושגים סטטיסטיים אלמנטריים (הספקטרום, הקוספוקטרום, פונקציות מתאם). תורת קלמוגורוף. הדינמיקה של הזרימה הערבולית - פרוק ריינולדס (אנרגיה, מאמצים, משוואות לגדלים סקלריים ולשטפים). בעיות הסגר, דיסיפציה ואבר הלחץ. גדלים סקלריים בזרימה ערבולית. זרימה ערבולית הומוגנית. זרימות גזירה ערבולית (השובל, הסילון, זרימה ערבולית, שכבות הגבול).

מערכות דינמיות וכאוס
תופעות אקראיות במערכות מכניות, אלקטרוניות ובזורמים. מושגי יסוד: מרחב פאזות, פרקטל, אטרקטור, חתך פואנקרה, משוואות רקורסיה, ממד האוסדורף, קבול, אינפורמציה וממד האינפורמציה ושימושיהם. חבורת הרנומליזציה, תורת פייגנבאום ושימושיהם. תורת היציבות הלא ליניארית, פונקציות ליאפונוב, האקסופננטים של ליאפונוב ושימושיהם לניתוח מערכות דינמיות. פנומלוגיה של מערכות דינמיות, מודלים ודרכים לניתוח תוצאות נסיוניות

שכבות גבול 
משוואות התנועה, פתרונות מיוחדים של משוואות הנאויה סטוקס, השפעת מספר הריינולדס, ההנחה של שכבות הגבול, פתרון משוואות שכבות גבול מדויקות ומקורבות, יציבות של שכבת גבול, מעבר לטורבולנציה, שכבות גבול טורבולנטיות, זרימות גזירה חופשיות, השפעת הדחיסות.

 
 

בין נושאי הלימוד (סילבוס) לתואר שני ב-הנדסת מכונות ניתן למצוא את הנושאים הבאים:

תורת האלסטיות
טנסורים. משוואות התאמה. עבורים גדולים. חוק הוק. משפטי שימור ואנרגיה. בעיות דו ממדיות: מישור אינסופי וטבעת. בעיות תלת ממדיות: פתרונות כלליים, סמטריה צירית, כוחות מרוכזים, חצי מרחב, בעיות מגע. משפטים וריאציוניים של תורת האלסטיות ושימושיהם.

מערכות מכניות משולבות
הגדרת המושג מערכת מכנית משולבת. שלבי פיתוח מערכת משולבת. מידול ואנליזת מערכות משולבות: מידול מונחה עצמים של מערכות משולבות מכניקה אלקטרוניקה ותוכנה ואנליזת התנהגות. טופולוגיה: אנליזה ושיפור תכן. גרפים: ייצוג קומבינטורי למערכות משולבות המכילות אלמנטים מתחומים שונים עם השפעה הדדית ביניהם והפעלת שיטות כלליות לאנליזה אחידה עבור מערכות אלו. קריטריונים להערכת תכנונים הנדסיים ויישומם על מערכות משולבות. תכן מערכות משולבות: חיפוש פתרון תכן בשיטות היוריסטיות. טיפול באילוצים Constraint) satisfaction ). העברת ידע ושיטות בין תחומים הנדסיים שונים.

מכניקה ניסויית
אנליזה של תוצאות ניסוי. אופטיקה ומכניקה: תכונות אור ואופטיקה ליניארית, שיטת קרניים, הסחה ובליעה, עדשות. שיטת מוארה גיאומטרית במישור ובעומק, יישומים לכפיפה של קורות וטבלאות. שדוגראפיה, יישומים לבעיות ריכוז מאמצים ובעיות במכניקת השבר. התאבכות ועיקום, מדי עיבור נקודתיים אופטיים המבוססים על שיטת התאבכות ועיקום, אינטרפרומטר מוארה עבור שדה מלא, פוטואלסטיות דו ממדית.   ניסויי מעבדה: קריסה של טבלאות, חוזק אינדנטאציה של חומר דו שכבתי, זכוכית/פולימר, ריכוז מאמצים בשיטת השדוגראפיה.

תורת הפלסטיות
התנהגות אלסטית של חומרים. חוק Hooke . קריטריונים שונים לכניעה. משטח הכניעה. עיקרון של Tresca ו Mises- . קשרים בין מאמץ לעיבור בתחום הפלסטי. פוסטולט של Drucker . נוסחאות Prandtl-Reuss חומר אלסטו פלסטי לחלוטין. פלסטיות עם הקשיית עיבורים. פתרון של בעיות טיפוסיות בתורת הפלסטיות. בעיות של כדורים וגלילים חלולים הנמצאים בלחץ פנימי וחיצוני. פיתול אלסטו פלסטי של מוט. כפיפה אלסטו פלסטית של קורה, פרקים פלסטיים.

גלים במוצקים ומבנים
גלים ותנודות. מערכות ללא נפיצת (דיספרסיה) גלים. מערכות עם נפיצת גלים. בעיות קבועות בזמן. גלים במבנים מחזוריים. בעיה דינמית כללית. בעיות מיוחדות. תהודת גלים. תנועת גלים מקומית. בעיות הידרואלסטיות. בעיות מעורבות. גלים לא ליניאריים.

תורת חומרים מרוכבים
סוגי חומרים מרוכבים וחשיבותם הטכנולוגית. תכונות אפקטיביות. תערובות, חומרים המכילים חלקיקים וחומרים משוריינים בסיבים. תכונות אלסטיות: סיווג, שיטות חישוב וקביעה ניסיונית. ליווחים מחומרים משורייני סיבים, מבנים מחומרים מרוכבים.

מכניקת שבר
מאמצים בקצה סדק, קריטריון Griffith , אזור פלסטי בקצה סדק. שיטות פשוטות לחישוב מקדמי עוצמת המאמץ. מנגנוני כשל. שיקולי אנרגיה: קצב שחרור אנרגיה, גמישות, אינטגראל - J .

שבר והתעייפות
חישוב מקדמי עוצמת המאמצים בעזרת שיטת אלמנט סופי, אקסטרפולציה של הזזות, אינטגרל - J , אנרגית Griffith , נגזרת של מטריצת הקשיחות. אלמנט סינגולרי בקצה סדק. שיטת פונקציית המשקל לחישוב מקדמי עוצמת המאמצים. התפשטות סדקים בהתעייפות: עמיסה במשרעת קבועה ובמשרעת משתנה. חוקים להתפשטות סדקים בהתעייפות, תופעת האטת התפשטות סדק ( (Retardation , מודל סגירת שפות הסדק. התפשטות סדקים בקדחים שעברו עיבוד קר.

מבנה ואפיון חומרים
שריגים גבישיים וסימטרייה, השריג ההופכי ודיפרקציית Bragg . מבנים גבישיים של יסודות, סגסוגות ותרכובות. פגמים נקודתיים, קויים ומשטחיים במבנה גבישי ומיקרו מבנה: העדרויות, חדירויות, החלפות, נקעים, תאומים, משגי הערמה, גבולות אנטיפאזה וגבולות גרעין. נוקלאציה וגידול, תרמודינמיקה של תמיסות מוצקות ודיאגרמות פאזות. הקשר בין תכונות מכניות ופגמים. שיטות איפיון: דיפרקציית קרני- X ואלקטרונים, מיקרוסקופיה אופטית ואלקטרונית, ספקטרוסקופיות שונות.

ביו חומרים
תכונות נפח ופני שטח של חומרים, תקנים ומערכות איכות, שיקולים אתיים, הנחיות להגשות FDA , סוגי חומרים המשמשים ברפואה, מתכות, פולימרים, הידרוג'לים, חומרים קרמיים, חומרים מרוכבים, חומרים טבעיים, ביו חומרים והנדסת רקמות, ביו תאימות, זיהום, החלמת פצעים, תגובה לגוף זר, מנגנוני הרס מכני, כימי וביולוגי של חומרים בסביבת הגוף, יישומים של ביו חומרים, משתלים אורתופדיים, יישומים קרדיו וסקולריים, יישומים ברפואת שיניים.

תופעות בפני השטח חד גבישיים
מבוא לפני שטח: פיזיקה, תרמודינמיקה ומכניקת פני שטח, חקר פני שטח וואקום אולטרא גבוה (UHV) : יסודות ה- UHV , תיאוריה קינטית מולקולרית של הגזים, שיטות הכנת פני שטח.
מבנה ורקונסטרוקציות פני שטח: הקונספט של שריג 2D ממשי, קריסטלוגרפיה, סימטרייה, השריג ההופכי, פני שטח סינגולריים אידיאליים, כגון מתכות, ומציאותיים, סימול וודס וסימול מטריציוני. ספיחה, פליטה, סידור, וכיסוי: הגדרת הכיסוי, ספיחה כימית ופיזית, קינטיקה ואנרגטיקה, איזותרמת לנגמיר, הגיאומטריה והמבנה של השכבה הספוחה.
קביעת מבנה וטופוגרפיית פני השטח: שיטות המבוססות על השריג ההופכי והממשי
מבוא לגידול אפיטקסיאלי: אופני הגידול, אפיטקסיה בקרן מולקולרית, הטרואפיטקסציה ובנייה עצמית.

הנדסת מכונות מכטרוניקה להנדסאים

 
 

התנוונות סביבתית של חומרים
ההיבטים הכלכליים של השיתוך (קורוזיה). תרמודינמיקה וקינטיקה של תגובות אלקטרודה. מדידות שיתוך, צורות של שיתוך, בעיות התנוונות חומרים בסביבות שונות כגון ימית, הפקת גז ושמן, מיקרו אלקטרוניקה, מערכות ליצירת והמרת אנרגיה, בטון, מנועי סילון, ביו חומרים והתקנים רפואיים, בקרת השיתוך, בחירת חומרים, כימיית הסביבה, ציפויים, הגנה קטודית והגנה אנודית, שיקולי תכן.

תורת הטבלאות והקליפות
הגדרה וחשיבות הנדסית של מבנים דקי דופן. טבלאות: הנחות יסוד ומשוואות שווי משקל, תנאי שפה, טבלאות איזוטרופיות, פתרון בעיות כפיפה לעומסים רציפים ונקודתיים, משוואות קריסה, פתרון בעיות קריסה, שיטות וריאציוניות, התנהגות מעבר לקריסה, טבלאות עם אי מושלמות התחלתית קטנה, טבלאות מלווחות עשויות שכבות המחוזקות בסיבים, טבלאות אורטוטרופיות, אנאיזוטרופיות וכלליות, תיאוריה מסדר ראשון. קליפות: קליפות גליליות, משוואות שווי משקל, פתרון בעיות עם סימטרייה צירית, דעיכת מומנטי הכפיפה, משוואות Donnell , משוואות קריסה, פתרון בעיות קריסה של קליפות גליליות.

שיטות וריאציוניות ואלמנטים סופיים
בעיות גבול לינאריות סטטיות, שיטות בסיסיות של אלמנטים סופיים, בתכונותיהן של משפחות אלמנטים סטנדרטיים; יישום תיאורית האלמנטים הסופיים, בתכנית מחשב, התיאוריה המתמטית של האלמנטים הסופיים, יציבות, עקביות, התכנסות ודיוק, יישום לבעיות מעבר חום, תנודות וגלים אלסטיים.
בעיות דינמיות באלמנטים סופיים, קבלת מטריצת מסה מלאה ומרוכזת, שיטות אינטגרציה ישירות בתחום הזמן, שיטות פתרון לבעיות הערך העצמי. בעיות לא לינאריות, קבלת מערכת משוואות השארית, פתרון אינקרימנטלי, שיטת ניוטון רפסון ושיטות המבוססות על ניוטון רפסון, שיטות עדכון חלקי. שיטות פתרון מקורבות, חציית אופרטורים ופתרונות ברמת האלמנט. שיטות לטיפול בבעיות אלמנטים סופיים גדולות.

דינמיקת מבנים
מבוא מתמטי לבעיות ערכים עצמיים ופונקציות עצמיות עבור תנאי שפה שונים. התמרות אינטגרלים (פורייה ולפלס) בבעיות דינמיות. העקרונות של לגרנג' והמילטון לפתוח משוואות התנועה של אלמנטי מבנה אלסטיים. התנודה החופשית של מיתר אלסטי. תנועות רוחביות חופשיות ותנודות פתול חופשיות של קורות, תנודות חופשיות של טבלאות וקליפות מעגליות גליליות, תגובה דינמית של אלמנטי מבנים אלסטיים וויסקואלסטיים, עקב עומסים דטרמיניסטיים ואקראיים.

תיכון אופטימלי של מבנים
תכנון ליניארי, בעיות לא לינאריות לא מאולצות ומאולצות, שיטות ישירות, שיטות פונקצית קנס, יישומים לתיכון מבנים. קריטריוני אופטימליות, תיכון למאמץ מקסימלי, אינדקס מבני, שיטות אנרגיה ושיטות מעורבות. מודלים ליניאריים ולא ליניאריים, אופטימזציות לינאריות ולא לינאריות עוקבות. פתרון של בעיות קלאסיות באופטימיזציה של מבנים.

מכניקת הרצף 
אנליזה טנזורית, משפטי אינטגרלים. קינמטיקה בסיסית, תאור מרחבי   ותאור חמר. מושגים בסיסיים של עיבור ורוטציה, קצב עוותים. מדדי מאמץ צמודים ועקרונות מאזן כלליים תרמודינמיקה בסיסית ותפקיד החוק השני. משוואות קונסטיטוטיביות ואינוואריאנטיות חמרית. טכניקות לינאריזציה עקבית. יישום לזורמים ניוטוניים, אלסטיות סופית וויסקואלסטיות.

מכניקה של זרועות רובוטיות
מודלים בקינמטיקת מניפולטורים. קינמטיקה של מניפולטורים בעלי יתירות. פתרון היתירות בגישות מקומיות וכלליות. מושגים באנליזת תחום עבודה. מודלים קינמטיים לתיאור השגיאה הרובוטית כולל מודלים דטרמיניטיים וסטטיסטיים, בעיית הכיול. מכניקת רובוטים משתפי פעולה. מכניקת רובוטים עם שרשראות סגורות. מכניקת אחיזה. יציבות ותכנון אחיזה עם יתירות. שיטות אנליטיות ואינטרטיביות בדינמיקת רובוטים. רובוטים עם זרועות גמישות. תכנון מסלולים רובוטיים לזמן מינימלי.

חוזק ספינות   
ארכיטקטורה של גוף הספינה, אלמנטים מבניים עיקריים של גוף הספינה ותפקידם, מבנה מוטות של גוף הספינה, חוזק כללי ומקומי של הספינה, קריטריונים של החוזק, כוחות פועלים על גוף הספינה, עקומות של כוח משקל וכוח עילוי, כוח גלים וגל תיקני, מומנט כפיפה אורכי וכוח גזירה שפועלים בגוף הספינה, ניתוח של מבנה מוטות של גוף הספינה, חישוב תכונות של שטח החתך של הספינה. חישוב מאמצים באלמנטים מבניים של הספינה עקב דפורמציות כלליות. מכניקה של אלמנטים מבניים עיקריים של גוף הספינה, פלטות, פלטות מחוזקות, תקרות ומסגרות. יציבות של קורות, פלטות ותקרות. מבוא למכניקת השבר. ריכוזי מאמצים והתעייפות במבנה הספינה. שימוש בשיטת אלמנטים סופיים לחישובי חוזק ספינות.

לימודי הנדסה