SSD: ING-IND/13
CFU: 10

Insegnamenti propedeutici (se previsti dall'Ordinamento del CdS)

Nessuno 

Eventuali prerequisiti

Conoscenze di base della meccanica teorica

Obiettivi formativi

L’obiettivo del corso è quello di fornire le nozioni di base per la definizione e l’analisi dei principali fenomeni che si presentano nel funzionamento delle macchine dinamiche e dei subsistemi che le costituiscono quali: sistemi rotanti, meccanismi articolati, meccanismi a camma, trasmissioni meccaniche, la meccanica dei mobili su ruote.
Viene inoltre introdotto il tema delle vibrazioni meccaniche e dei principali fenomeni tribologici dovuti al contatto di superfici in moto relativo.
Tali argomenti vengono ripresi ed ampliati nel corso di” Meccanica avanzata” della laurea magistrale.

Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine del corso, lo studente avrà acquisto la capacità di individuare lo schema fisico ideale di un sistema meccanico e di svilupparne il corrispondente modello matematico per studiarne le caratteristiche funzionali. La soluzione del modello matematico fornirà la possibilità di comprendere le relazioni che sussistono tra le principali grandezze caratteristiche del sistema e di definire in che modo esse ne influenzano il comportamento meccanico.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Il percorso formativo è orientato a fornire la capacità di analizzare:

1. il comportamento funzionale di diverse tipologie di sistemi meccanici quali macchine motrici ed operatrici, trasmissioni meccaniche, meccanismi articolati, meccanismi a camma che trovano la loro applicazioni in sistemi più complessi quali veicoli, robot, sistemi biomeccanici, ecc.
2. lo studio dinamico dei sistemi vibranti nel caso in cui siano riconducibili ad un modello ad un grado di libertà.

Programma - Syllabus

Macchine e meccanismi - Terminologia e caratteristiche, classificazione dei vincoli, coppie cinematiche, catene cinematiche e meccanismi, schema cinematico, gradi di libertà. Esempi di analisi cinematica di meccanismi piani.

Forze agenti sui sistemi meccanici - Classificazione delle forze, forze conservative, rigidezza equivalente di sistemi elastici in serie ed in parallelo, azioni dovute all’attrito radente e volvente, forze viscose, forze fluidodinamiche. Cenni sulle forze di contatto fra solidi e sui meccanismi di lubrificazione. Cuscinetti di rotolamento. Rendimento meccanico.

Geometria delle masse - Baricentro, momento statico prodotto d’inerzia, momento d’inerzia, raggio d’inerzia, teorema di trasposizione, assi principali ed assi centrali d’inerzia.

Studio dei meccanismi – cinematica del quadrilatero articolato, manovellismo, glifo, manipolatore a due bracci; cenni sui meccanismi a camma; statica dei meccanismi.

Dinamica – Scrittura delle equazioni del moto con il principio di d’Alembert, il principio dei lavori virtuali e con l’equazione di Lagrange. Masse equivalenti di un corpo rigido. Sistemi ridotti. Studio dinamico di sistemi articolati e di meccanismi a camma.

Funzionamento di un gruppo di macchine – Curva caratteristica meccanica di una macchina, stabilità della condizione di regime stazionario, grado di irregolarità nel periodo.

Meccanica delle vibrazioni - Moti periodici. Sistemi lineari ad un grado di libertà. Vibrazioni libere e forzate: sistemi conservativi e dissipativi. L’isolamento delle vibrazioni. Velocità critiche flessionali.

Trasmissioni meccaniche - Classificazione. Rapporto di trasmissione. Ruote di frizione cilindriche e coniche. Ruote dentate. Rotismi ordinari ed epicicloidali. Trasmissioni con cinghie. Harmonic Drive.

Materiale didattico

Si veda sito web del docente della materia.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

I docenti utilizzeranno: a) lezioni frontali, per il 65 % delle ore totali; b) esercitazioni in aula, per il 30%; c) attività di laboratorio, per il 5%.

Verifica di apprendimento e criteri di valutazione

Modalità di esame

L'esame si articola in prova solo orale.