Το Εργαστήριο Στοιχείων Μηχανών (ΕΣΜ) έχει ως ερευνητικό αντικείμενο την ανάπτυξη θεωρητικών, πειραματικών και υπολογιστικών μεθόδων που σχετίζονται με την ανάλυση και το σχεδιασμό μηχανών, κατασκευών, και βιοατρικών διατάξεων και προϊόντων.  Δραστηριοποιείται στις εξής επιστημονικές περιοχές:

• Μηχανολογικός σχεδιασμός
• Θεωρία σχεδιασμού
• Προβλεπτικός σχεδιασμός
• Σχεδιασμός με περιθώριο αστοχίας
• Τεχνητή και υπολογιστική νοημοσύνη και εφαρμογές αυτών
• Δυναμική μηχανών και μηχανισμών
• Δυναμική περιστρεφομένων μηχανών
• Ταλαντώσεις μηχανικών συστημάτων
• Ευστάθεια μηχανικών συστημάτων
• Τριβολογία και λίπανση,
• Εφαρμογές της υπολογιστικής τεχνολογίας στο σχεδιασμό
• Νανοτεχνολογία και εφαρμογές αυτής, κλπ.

Εμπλέκεται σε ευρύ φάσμα εργαστηριακών, θεωρητικών και υπολογιστικών εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων του προπτυχιακού και του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών του Τμήματος Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών που αφορούν τις προηγούμενες επιστημονικές περιοχές. Συμμετέχει ενεργά σε μία σειρά από ερευνητικά δίκτυα και ερευνητικές ομάδες που δραστηριοποιούνται στο αντικείμενο του σχεδιασμού όπως είναι το διεθνές δίκτυο Εργαστηρίων ΝΕΤ (Network on Neutron Techniques Standardization for structural integrity), το δίκτυο Εργαστηρίων του Πανεπιστημίου Πατρών PROCEN (Product Concurrent Engineering), καθώς επίσης και στο τοπικό δίκτυο Εργαστηρίων του Τμήματος Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών CMG (Composite Materials Group). Το ΕΣΜ συμμετέχει επίσης σε εθνικά και ευρωπαϊκά προγράμματα εφαρμοσμένης έρευνας. Εκτός από τα τακτικά μέλη ΔΕΠ, στο ΕΣΜ δραστηριοποιούνται έξι μεταπτυχιακοί φοιτητές που εκπονούν βασική έρευνα και δύο μεταδιδακτορικοί ερευνητές.

Διδασκαλία

1. Μηχανολογικές Μετρήσεις
2. Στοιχεία Μηχανών Ι
3. Στοιχεία Μηχανών ΙΙ
4. Ταλαντώσεις Μηχανολογικών Συστημάτων
5. Τεχνολογία Αεροπορικών Κατασκευών
6. Ειδικές Μέθοδοι Πεπερασμένων Στοιχείων
7. Εφαρμογές Τεχνητής Νοημοσύνης
8. Σχεδιασμός Μηχανολογικών Συστημάτων
9. Γραφικές Μέθοδοι Σχεδιασμού με Η/Υ
10. Τριβολογία στο Σχεδιασμό Μηχανών
11. Μηχανές Διακίνησης Υλικών
12. Δυναμική Αξόνων-Εδράνων (μεταπτυχιακό)

Έρευνα

• Αστοχίες συνθέτων υλικών. Αφορά την πρόβλεψη των ιδιοτήτων, της μεταφοράς φορτίων, τη διεπιφανειακή διάρρηξη και την οριακή φόρτιση των ενισχυμένων με εγκλείσματα υλικών.
• Προσέγγιση συμπεριφοράς ελαστομερών υλικών. Η υπερελαστική και ιξωδοελαστική συμπεριφορά των ελαστομερών υλικών καταστρώνεται με κατάλληλες τανυστικές διατυπώσεις και ενεργειακές νόρμες που επαληθεύονται πειραματικά.
• Πρόβλεψη παραμενουσών τάσεων στις συγκολλητές συνδέσεις. Προσομοιώνεται η διαδικασία της συγκόλησηςπροτυποποιώντας τις διαδοχικές μεταβολές της θερμοκρασίας και αλλαγές φάσεων των υλικών, τις μεταβολές ιδιοτήτων και την κρυσταλοποίηση με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων.
• Μηχανική επαφής σωμάτων. Καταστρώνονται συνοριακές διατυπώσεις δύο διαστάσεων οι οποίες προσεγγίζουν τις συνθήκες επαφής, διολίσθησης, πρόσφυσης και τριβής όταν αναπτύσσονται μηχανικά ή θερμικά φορτία. Η θερμική επαφή προσεγγίζεται με όρους της πίεσης που αναπτύσσεται στην επαφή
• Μη γραμμική θραυστομηχανική. Μελετώνται τα χαρακτηριστικά της θραύσης και η διάδοση των ρωγμών σε ανομοιογενή σώματα που υποβάλλονται σε κρουστικά ή μεταβατικά θερμομηχανικά φορτία που προκαλούν κλείσιμο της ρωγμής.
• Μη γραμμική δυναμική των κατασκευών. Προσεγγίζονται η δυναμική απόκριση και ευστάθεια κατασκευών και μηχανών που έχουν αστοχίες μεταβλητές με το χρόνο ή φέρουν μη γραμμικούς αποσβεστήρες ταλαντώσεων.
• Υπολογιστική ανάλυση νανοδομών και αστοχιών αυτών. Καταστρώνονται υπολογιστικές προσομοιώσεις των ιδιοτήτων, μεταφοράς φορτίων, ταλαντώσεων και αστοχιών νανοσωλήνων, νιφάδων γρασφενίου και νανοδομημένων υλικών που περιέχουν αυτά τα νανοσωματίδια.
• Τριβολογικός σχεδιασμός μίκρο/μάκρο εδράνων ολίσθησης με τεχνητή τραχύτητα, και βελτιστο­ποίηση. Επιλύονται είτε η εξίσωση Reynolds είτε οι εξισώσεις Navier Stokes, εφαρμό­ζονται μέθοδοι βελτιστοποίησης πολλών μεταβλητών για την τριβολογική βελτιστοποίηση.
• Τριβολογικός σχεδιασμός με νανο-μαγνητο­ρεο­λο­γικά ρευστά. Προσδιορίζονται τα τριβολογικά χαρακτηριστικά εδράνων νάνο διαστάσεων, με την χρήση της Μοριακής Δυναμικής. Επιλύονται οι Navier-Stokes για την περίπτωση της Μαγνητο­ρεο­λογικής λίπανσης.
• Σχεδιασμός υδρο-μαγνητικών εδράνων ολίσθησης. Επιλύεται το σύστημα των εξισώσεων του μαγνητικού πεδίου και του υδροδυναμικού πεδίου του εδράνου σε σύζευξη για τον προσδιορισμό της υβριδικής συμπεριφοράς του.
• Μεθοδολογίες σχεδιασμού. Αναπτύσσονται νέες μέθοδοι που βασίζονται σε τεχνικές της Τεχνητής και Υπολογιστικής Νοημοσύνης για τον χειρισμό της σχεδιαστικής ασάφειας, την ανάπτυξη σχεδιασμών βάσει προηγούμενων σχεδιαστικών περιπτώσεων και την βελτιστοποίηση σχεδιαστικών λύσεων με χρήση εξελικτικών αλγορίθμων.
• Δυναμική Μηχανών και Δυναμική Περιστρεφο­μένων Μηχανών: Μελετώνται τα δυναμικά φαινό­μενα που εμφανίζονται κατά τη λειτουργία των μηχανών. Αναπτύσσονται μέθοδοι ανάλυσης, πρόγνωσης και διάγνωσης βλαβών.
• Ενεργά Μαγνητικά Έδρανα Ολίσθησης:  Γίνεται σχεδιασμός ΕΜΕΟ και μελετώνται τα νεα φαινόμενα που παρουσιάζονται στη δυναμική συμπεριφορά των μηχανών.
• Φυλλωτά Έδρανα Αέρος (Air foil bearings): Μελετώνται οι επιδόσεις φυλλωτών εδράνων με διαφορετικά γεωμετρικά χαρακτηριστικά (μήκος κύματος, πάχος, ακτινική χάρη κλπ).
• Ευφυή Υλικά, Ευφυείς Μηχανές και Κατασκευές:  Μελετάται η χρήση παρόμοιων υλικών σε μηχανές ή κατασκευές, προσδίδοντας επιπρόσθετες δυνατό­τητες ενεργού ελέγχου της λειτουργίας τους.
• Σχεδιασμός βιοϊατρικών διατάξεων. Σχεδιάζονται και αναπτύσσονται βιοϊατρικές διατάξεις σε μορφή ερευνητικού και βιομηχανικού πρωτοτύπου οι οποίες συνοδεύονται από κλινική εφαρμογή.
• Παρακολούθηση δομικής ακεραιότητας κατασκευών. Πραγματοποιείται μέσω θερμομηχανικής ανάλυσης. Έχει αναπτυχθεί αριθμητικά και πειραμτικά εργαλείο υπολογισμού του θερμοδυναμικού συντελεστή απόσβεσης κατασκευής.

Εξοπλισμός

1. Εκπαιδευτικός εργαστηριακός εξοπλισμός σχετικός με τις μηχανολογικές μετρήσεις και τη λειτουργία των στοιχείων μηχανών.
2. Σύγχρονη τράπεζα ταλαντώσεων.
3. Εξοπλισμός μέτρησης και ανάλυσης ταλαντώσεων (αισθητήρες απόστασης, ταχύτητας, επιτάχυνσης κλπ).
4. A/D converters (National Instruments).
5. Προσωπικοί και φορητοί υπολογιστές με εξοπλισμό εκτύπωσης, σάρωσης, λήψης, προβολής, κλπ.
6. Υπολογιστής ισχύος, τύπου HEWLLET-PACKARD Blade System.
7. Λογισμικό σχεδιάσεων, σχεδιασμού και γραφικών (AutoCAD, CATIA).
8. Λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων και συνοριακών στοιχείων.
9. Λογισμικό ανάλυσης και επεξεργασίας σημάτων (LabView).
10. Ιξωδόμετρα.
11. Τραχύμετρα
12. Μηχανή Μέτρησης Τρισδιάστατων Συντεταγμένων (CMM)