Βασικός στόχος του μαθήματος είναι η εφαρμογή της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων για τη δομική ανάλυση και σχεδιασμό διαφόρων κατασκευών. Θέματα που θα μελετηθούν συμπεριλαμβάνουν δικτυώματα, πλαίσια, στερεά με επίπεδη εντατική κατάσταση, στερεά με επίπεδη κατάσταση παραμόρφωσης, αξονοσυμμετρικά στερεά, επίπεδες πλάκες και κελύφη, τρισδιάστατα στερεά, τεχνικής ορθολογικής μοντελοποίησης, σύγκλιση, σώματα σε σύζευξη κλπ. Στο μάθημα θα γίνει εκτεταμένη χρήση κατάλληλου λογισμικού. 

Προαπαιτούμενα: ΜΕΜ_215 Μηχανική και Έλεγχος Υλικών, MEM_103 Μαθηματικά ΙΙΙ

Το μάθημα σκοπεύει να αναπτύξει την ικανότητα των φοιτητών να σχεδιομελετούν σύνθετα και ολοκληρωμένα μηχανικά συστήματα ώστε να είναι ασφαλή, αποδοτικά, αξιόπιστα, οικονομικά και βέλτιστα. Μέσα από τη παρεχόμενη μάθηση, οι φοιτητές θα αναπτύξουν τις δυνατότητες που θα τους επιτρέπουν να εφευρίσκουν κατάλληλες λύσεις σε μηχανολογικά προβλήματα σχεδιασμού. Σε θεωρητικό επίπεδο, θα καλυφθούν θέματα εφευρετικότητας, λήψης απόφασης, ασφάλειας, αξιοπιστίας και βελτιστοποίησης (κλασσική, εξελικτική, ευριστική, …) με έμφαση σε εφαρμογές στο σχεδιασμό συστημάτων μηχανισμών για την αυτοματοποίηση, παραγωγή και  διαχείριση υλικών και αγαθών, καθώς και για τη καλύτερη διαβίωση των ανθρώπων σε ασφαλές και αειφόρο περιβάλλον. Θα γίνεται συστηματική εφαρμογή με κατάλληλες ολοκληρωμένες σχεδιαστικές εργασίες που θα βοηθούν στην εμπέδωση και την ανάπτυξη επαγγελματισμού στο σχεδιασμό μηχανικών συστημάτων που συντίθενται από στοιχεία μηχανών, μηχανισμούς, παροχείς ισχύος (μηχανικούς, ηλεκτρικούς, υδραυλικούς, πνευματικούς κ.α.), καθώς και  με μεθόδους επαρκούς αυτομάτου ελέγχου σε στατικές και δυναμικές συνθήκες. 

Προαπαιτούμενο Μάθημα: MEM_326 Σχεδιασμός Στοιχείων Μηχανών

Βασικός στόχος του μαθήματος είναι ο συσχετισμός των εξωτερικών φορτίσεων που ασκούνται σε κατασκευές με τις τάσεις, τροπές, παραμορφώσεις και τροπική ενέργεια που δημιουργούνται σαν επακόλουθο. Θέματα που θα εξεταστούν συμπεριλαμβάνουν γενική εντατική κατάσταση σε ένα σημείο, διαφορικές εξισώσεις ισορροπίας, σχέσεις τάσεων-τροπών-θερμοκρασίας, επίπεδη ένταση, αξονοσυμμετρική ένταση, χοντρότοιχα δοχεία πίεσης, περιστρεφόμενοι δίσκοι, κάμψη ορθογώνιων και κυκλικών πλακών, στρέψη συνιστωσών με μη κυκλική επιφάνεια διατομής, ασύμμετρη κάμψη, ενέργεια τροπής και θεωρήματα Castigliano, θεωρίες αστοχίας, λυγισμός, κλπ. 

Προαπαιτούμενο Μάθημα: MEM_215 Μηχανική και Έλεγχος Υλικών 

Σύνθεση και χαρακτηρισμός νανοδομικών υλικών και λεπτών υμενίων με μεγάλη τεχνολογική σημασία. Εισάγονται οι κύριες μέθοδοι ανάπτυξης και οι θεμελιώδεις αρχές πάνω στις οποίες εδράζονται. Για παράδειγμα, μελετώνται η επιταξία με μοριακές δέσμες (Molecular Beam Epitaxy), η εναπόθεση με παλμικό λέϊζερ (Pulsed Laser Deposition), η εναπόθεση με χημικούς ατμούς (Chemical Vapor Deposition), εναπόθεση με ιοντικές δέσμες (Ion Beam Deposition), εξάχνωση και εναπόθεση (Sputtering), χημική σύνθεση και εναπόθεση πολυμερών (spin coating), μέθοδοι τύπου Sol-Gel (βασισμένες σε υγρά διαλύματα),  Παραδείγματα υλικών που θα μελετηθούν είναι νανοπορώδη οξείδια, νανοσωματίδια, ανόργανοι λεπτοί υμένες και μεμβράνες, nanowires, ημιαγωγικές κβαντικές δομές, ημιαγωγικά λεπτά υμένια, και αυτοοργανωμένες δομές. Έμφαση θα δοθεί στη θεμελιώδη γνώση που απαιτείται για τον ελεγχόμενο "bottom-up" σχηματισμό αυτών των υλικών. μέσω πολυμερισμού, precipitation, αυτοοργάνωσης, και μεταφοράς ύλης και ενέργειας. Το μάθημα αντλεί στοιχεία ανόργανης χημείας, φυσικοχημείας, χημικής κινητικής, φαινομένων μεταφοράς, και ενδο-επιφανειακής εφαρμοσμένης μηχανικής με σκοπό να θεμελιωθεί η εφαρμοσμένη μηχανική των προηγμένων υλικών.

Αυτό είναι το βασικό εργαστήριο στο οποίο ο φοιτητής εξοικειώνεται με τα βασικά πειράματα χαρακτηρισμού και επεξεργασίας υλικών. Θέματα: Μέτρηση σκληρότητας και πειράματα ερπυσμού, μεταλλογραφία συγκολλήσεων, σκλήρυνση με κατακρήμνιση. Χρησιμοποίηση ηλεκτρονικών υλικών (αγωγών, μονωτών, ημιαγωγών) σε πειράματα επεξεργασίας και χαρακτηρισμού υλικών, οπτικές ιδιότητες και εφαρμογές οπτό-ηλεκτρονικών συσκευών. 

Προαπαιτούμενο Μάθημα: MEM_112 Εισαγωγή στην Επιστήμη και Μηχανική Υλικών

Υπολογισμός διαγραμμάτων φάσης ενός ή πολλαπλών συστατικών μέσα από θερμοδυναμικά δεδομένα ή μοντέλα στερεών διαλυμάτων. Βασικοί μηχανισμοί διάχυσης και σημασία των παραμέτρων, κυρίως της θερμοκρασίας και της χαρακτηριστικής μικροδομής όπως όρια κόκκων, διαταραχών και επιφανειών, επί της συνολικής μεταφοράς που λαμβάνει χώρα εντός του υλικού. Ρόλος της θερμοδυναμικής κινητήριας δύναμης στη διάχυση, και εναλλακτικός τρόπος διαχείρισης της διάχυσης μέσα από τη βαθμίδωση του δυναμικού. Αλληλεπίδραση κινητήριων δυνάμεων διαφόρων τύπων με εμπόδια που οφείλονται στην επιφανειακή ενέργεια και πως η αλληλοεπίδραση υπαγορεύει το ρυθμό μετασχηματισμού της φάσης και της μικροδομικής μεταβολής. 

Προαπαιτούμενα Μαθήματα: MEM_214 Υλικά Μηχανικής

Το μάθημα αυτό εισάγει το φοιτητή, που επιλέγει την ειδίκευση της Μηχανικής Υλικών, στις βασικές έννοιες της φυσικής στερεάς κατάστασης και συμπυκνωμένης ύλης, αφού πρώτα τον εξοικειώσει με τις αρχές της κρυσταλλογραφίας. Θέματα: Κρυσταλλικές δομές και κρυσταλλογραφία (συμμετρία, περιοδικότητα, κυψελίδες, πλέγματα, αναπτύγματα Fourier, αντίστροφο πλέγμα, θεώρημα Bloch) - Η φύση του κρυσταλλικού δεσμού (μοριακός, ιοντικός, ομοιοπολικός, μεταλλικός δεσμός) - Πλεγματικά κύματα(δυναμική και ταλαντώσεις πλέγματος, φωτόνια, θερμοχωρητικότητα πλέγματος - περίθλαση) - Ηλεκτρονικές καταστάσεις (περίθλαση ηλεκτρονίων σθένους, ενεργειακά χάσματα, μοντέλο σχεδόν ελευθέρου ηλεκτρονίου, συναρτήσεις Bloch, θεωρία ενεργειακών ζωνών, ζώνες Brillouin, η μέθοδος της ισχυρός δέσμευσης, τύποι στερεών: μονωτές, μέταλλα και ημιαγωγοί). 

Προαπαιτούμενο Μάθημα: MEM_231 Κβαντομηχανική και Στατιστική Θερμοδυναμική

Βασικός σκοπός του μαθήματος είναι να εισαγάγει τους φοιτητές στις βασικές τεχνικές της αριθμητικής ανάλυσης. Οι φοιτητές μελετούν τις θεμελιώδεις αρχές των διαφόρων αριθμητικών μεθόδων και τις εφαρμόζουν σε πρακτικά προσανατολισμένα προβλήματα από τα πεδία της μηχανικής και της επιστήμης. Ταυτόχρονα, οι φοιτητές εξοικειώνονται με τον προγραμματισμό στον ηλεκτρονικό υπολογιστή και τη γενικότερη χρήση του λογισμικού MATLAB. Συγκεκριμένα: Εισαγωγή στη Matlab, Επίλυση Γραμμικών Εξισώσεων, Λύση Μη Γραμμικών Εξισώσεων, Προσέγγιση καμπυλών και Παρεμβολή, Αριθμητική Παραγώγιση, Αριθμητική Ολοκλήρωση, Επίλυση Συνήθων και Μερικών Διαφορικών εξισώσεων. 

Προαπαιτούμενα Μαθήματα: MEM_201 Διαφορικές Εξισώσεις

Στόχος του μαθήματος είναι να εξοικιώσει τους φοιτητές με τις διάφορες μεθοδολογίες και αρχές της Μηχανοτρονικής ώς το σημείο τομής των επιστημών της Μηχαλογίας, Ηλεκτρολογίας και Υπολογιστών. Το μάθημα θα εξετάσει τα εξής: (α) Mοντελλοποίηση, ανάλυση, και έλεγχος μηχανοτρονικών συστημάτων: Διαγράμματα δεσμών, αναπαράσταση στο χώρο κατάστασης, ελεγξιμότητα και παρατηρησιμότητα, έλεγχος PID και σχεδιασμός ελεγκτή στον χώρο κατάστασης. (β) Αισθητήρες: Γραμμικοί και περιστροφικοί, επιτάχυνσης, δύναμης, ροπής και ισχύος, ροής, θερμοκρασίας, αποστάσεως και εγγύτητας, ανίχνευσης φωτός, εικόνας και συστήματα όρασης. (γ) Επενεργητές: Ηλεκτρομηχανικοί, ηλεκτρικές μηχανές, πιεζοηλεκτρικοί, υδραυλικοί και πνευματικοί. (δ) Ηλεκτρονικά για μηχατρονικά συστήματα: Παθητικά στοιχεία, δίοδοι, τρανσίστορ, τελεστικοί ενισχυτές, Ψηφιακή λογική και συστήματα. (ε) Μικροϋπολογιστές και προγραμματισμός: Εισαγωγή στη γλώσσα προγραμματισμού C, Προγραμματισμός μικροελεγκτή για έλεγχο μηχατρονικού συστήματος, Προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές (PLC). 

Προαπαιτούμενα Μαθήματα: MEM_245 Εισαγωγή στην Ηλεκτρολογία, MEM_322 Αυτόματος Έλεγχος Ι 

Σκοποί του μαθήματος είναι να εκπαιδεύσει τους φοιτητές στις θεμελιώδεις έννοιες του σχεδιασμού μηχανικών και μηχανολογικών συστημάτων, στις αρχές ανάλυσης και σύνθεσης μηχανισμών για αντοχή σε στατική και δυναμική φόρτιση. Οι φοιτητές θα αποκτήσουν τις αναγκαίες γνώσεις ώστε να μπορούν να υπολογίζουν δυνάμεις, φορτία, τάσεις σε συστήματα στο επίπεδο και στο χώρο, τάσεις σε στατική και δυναμική φόρτιση, και να επιλέγουν κατάλληλα υλικά στο σχεδιασμό. Θα διδαχθούν οι λεπτομερείς υπολογισμοί και σχεδιασμός των πιο σημαντικών στοιχείων μηχανών, σε στατική και δυναμική φόρτιση, όπως λυόμενων ενώσεων (κοχλιώσεων, ηλώσεων, πείρων, …), κοχλιών ισχύος και κίνησης, μονίμων ενώσεων (συγκολλήσεων), ελατηρίων, εδράνων κύλισης (ρουλεμάν), εδράνων ολίσθησης, λίπανση, συστημάτων οδοντοτροχών (μετωπικών τροχών με ευθεία και ελικοειδή οδόντωση, κωνικών και ελικοειδών τροχών), φρένων και συμπλεκτών, εύκαμπτων στοιχείων (ιμάντων, αλυσοκινήσεων). 

Προαπαιτούμενο Μάθημα: MEM_215 Μηχανική και Έλεγχος Υλικών.