Il corso si ripropone di aiutare l’allievo a portare a maturazione talune competenze di base per l’ingegnere meccanico progettista. In particolare, l’allievo: a) avrà arricchito il proprio bagaglio culturale di pregiate tecniche di sintesi che sono complementari alle tradizionali capacità di progettare a resistenza e a fatica; b) avrà approfondito taluni argomenti della meccanica applicata alle macchine e della dinamica delle strutture (Dynamic FEA), avendone portato la conoscenza ad un livello adeguato per il progettista; c) avrà allargato la percezione degli orizzonti della progettazione meccanica a prodotti innovativi quali i sistemi micrelettromeccanici MEMS e le macchine speciali per l’Automazione, la Bioingegneria e l’Aerospazio; d) avrà approfondito alcuni aspetti della progettazione funzionale automobilistica ed in particolare: cambi automatici, epicicloidali, differenziali, sospensioni ed ammortizzatori, meccanismi di sterzo, innesti e frizioni; e) avrà acquisito particolari capacità di proggetto di prodotti innovativi mediante esercizio di tecniche cognitive, sviluppo e consultazione di atlanti e pensiero laterale.
scheda docente
materiale didattico
Di Benedetto, A., Pennestrì, E., Introduzione alla cinematica dei meccanismi, CEA, Voll. 1, 2 e 3.
Programma
Introduzione alla Progettazione Funzionale: metodi di progettazione, classificazione secondo Artobolewsky, classificazione funzionale: guida di corpo rigido, generatore di funzione e generatore di traiettoria. Analisi e Sintesi Topologica di meccanismi: corrispondenza grafi-meccanismi; enumerazione delle catene cinematiche; isomorfismo e planarità; rappresentazione automatica di catene cinematiche e meccanismi. Analisi e Sintesi cinematica di meccanismi per spostamenti finiti: metodo basato sulle matrici di spostamento, moti nel piano e nello spazio, equazione di Freudenstein. Sintesi cinematica di meccanismi per spostamenti infinitesimi: teoria classica di Burmester, teoria di Burmester generalizzata, metodi generali di sintesi cinematica basati sugli invarianti geometrici e sulle polari del primo ordine; analisi cinematica mediante gli invarianti cinematici, quadrilateri affini. Progettazione funzionale di elementi per l’automotive: cambi automatici, epicicloidali, differenziali, sospensioni ed ammortizzatori, meccanismi di sterzo, innesti e frizioni. Organi di trasmissione e di azionamento: trasmissione per assi paralleli, incidenti e sghembi, giunti articolati, principio di concordanza dell’inerzia. Lubrificazione: lubrificazione elastoidrodinamica EHD. Simulazione dinamica di MBS (sistemi multi-body) e di strutture continue: metodi efficienti di soluzione delle equazioni dinamiche per MBS vincolati; analisi dinamica di strutture tramite elementi finiti. Compliant mechanisms: analisi e sintesi cinematica di meccanismi a cedevolezza selettiva, analisi cinetostatica, analisi dinamica. Isotropic compliance: sintesi della cedevolezza selettiva nei meccanismi e nei robots in E(3) and SE(3). MEMS e NEMS: progettazione, simulazione, fabbricazione, caratterizzazione, test e modalità operazionali di sistemi micro/nano elettro meccanici. Elementi di meccatronica: controllo di sistemi meccanici in condizioni dinamiche, autonica, meccanismi per l’automazione, arpionismi, croce di Malta, microcontrollori. Creatività nel design: atlanti di meccanismi, metodi TRIZ ed LT. Computational intelligence: algoritmi di ottimizzazione per i meccanismi, indici di prestazione, angolo di pressione, guadagno meccanico.Testi Adottati
Dispense e materiale distribuito a cura del docente mediante piattaforma Moodle.Di Benedetto, A., Pennestrì, E., Introduzione alla cinematica dei meccanismi, CEA, Voll. 1, 2 e 3.
Bibliografia Di Riferimento
Di Benedetto, A., Pennestrì, E., Introduzione alla cinematica dei meccanismi, CEA, Voll. 1, 2 e 3.Modalità Erogazione
Prova scritta e orale con valutazione del quaderno delle esercitazioniModalità Frequenza
Prova scritta e orale con valutazione del quaderno delle esercitazioniModalità Valutazione
Valutazione della capacità di progetto dei sistemi meccanici per le applicazioni. Risoluzione di esercizi e domande di teoria a risposta aperta. Verifica del quaderno delle esercitazioni. Domande orali.