 |
Andrea SPAGGIARI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria
|
Insegnamento: STRUMENTI E METODI DI PROGETTAZIONE INDUSTRIALE
Tecnologie per l'industria intelligente (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Il corso intende fornire competenze di progettazione meccanica e di prodotto.
Parte 1: Progettazione Meccanica (Prof. A. Spaggiari) 6 CFU
1 CFU
- Introdurre i principi della progettazione meccanica.
- Abituare alla critica economica delle scelte costruttive.
- Orientare i componenti alla fabbricazione.
- Fornire gli strumenti per la verifica dei componenti.
- Affrontare semplici problemi di progetto.
- Comunicare con efficacia i risultati. 1
Parte 2: Progettazione di Prodotto (Prof. L. Mizzi) 3 CFU
- interpretare i bisogni del cliente e stabilire specifiche tecniche oggettive e misurabili
- generare soluzioni concettuali ai problemi tecnici e confrontare concetti alternativi
- scegliere il concetto migliore e trasformare il concetto in un prodotto concreto
Prerequisiti
Buona conoscenza della lingua italiana parlata e scritta, capacità di ragionamento logico, conoscenza e capacità di utilizzare i principali risultati della matematica elementare e dei fondamenti delle scienze sperimentali.
Conoscenze di disegno tecnico 2D e 3D, in particolare date dal corso di Progettazione Cad 3d.
Programma del corso
Parte 1: Progettazione Meccanica (6CFU)
1. PROGETTAZIONE MECCANICA E PRODUZIONE INDUSTRIALE (0.5 CFU)
1.1 Fasi dell'attività industriale e rilevanza di progettazione e costruzione
1.2 Lavorazioni meccaniche fondamentali e loro incidenza sui costi
2. SCELTA E CARATTERIZZAZIONE MECCANICA DEI MATERIALI (0.5 CFU)
2.1 Classificazione, proprietà e designazione dei materiali da costruzione
2.2 Caratteristiche meccaniche fondamentali
3. RICHIAMI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI (1 CFU)
3.1 Equazioni cardinali della statica
3.2 Stato generale di tensione, tensioni principali e circoli di Mohr
3.3 Tensioni nel solido trabeiforme
3.4 Tensioni membranali nei gusci sottili in pressione
3.5 Tensioni nei cilindri spessi in pressione
3.6 Stato generale di deformazione, legge di Hooke, costanti elastiche ingegneristiche
4. CONCENTRAZIONI DI TENSIONE (1CFU)
4.1 Influenza degli intagli sullo stato di tensione
4.2 Fattore di concentrazione delle tensioni
4.3 Influenza degli intagli sulla resistenza degli organi di macchina
4.4 Fattore di effetto intaglio
5. LA SICUREZZA DELLE COSTRUZIONI (1CFU)
5.1 Fattore di servizio, grado di sicurezza e tensioni ideali
6. LA FATICA DEI MATERIALI E DEGLI ORGANI DI MACCHINA (1CFU)
6.2 La prova di fatica convenzionale: limite di fatica all'inversione
6.3 Influenza della tensione media sul limite di fatica: diagramma di Goodman-Smith
6.4 Influenza di carico, dimensioni, superficie e intagli sul limite di fatica
6.5 Influenza dei trattamenti superficiali sul limite di fatica
7. IL CALCOLO DEGLI ORGANI DI MACCHINA (1CFU)
7.1 Assi e alberi
7.2 Calettamento albero-mozzo (forzamento, spine, linguette, ...)
7.3 Dischi rotanti
7.4 Coppie volventi
7.5 Cuscinetti radenti e cuscinetti volventi
7.6 Ruote dentate
7.7 Molle
Parte 2: Progettazione di prodotto
1. LO SVILUPPO DI PRODOTTO NELL'ATTIVITÀ INDUSTRIALE (0.5 CFU)
1.1 Fasi del processo di sviluppo di prodotto
1.2 Efficienza del processo di sviluppo
1.3 Relazione tra costo, tempo di sviluppo e qualità del prodotto
2. LA PROGETTAZIONE NELLO SVILUPPO DI PRODOTTO (0.5 CFU)
2.1 Rilevanza e composizione del gruppo di progetto
2.2 Significato di ingegneria simultanea
2.3 Relazione tra gruppo di progetto e organizzazione aziendale
2.4 Tipologie di progetto: originale, adattativo, parametrico, a catalogo
3. PROGETTAZIONE CONCETTUALE (0.5 CFU)
3.1 Dichiarazione di intenti
3.2 Bisogni cliente
3.3 Specifiche obiettivo: metriche, valori, matrice bisogni-metriche, casa della qualità
3.4 Generazione di concetti: chiarificazione, ricerca esterna, ricerca interna, combinazione sistematica
3.5 Valutazione e selezione: matrici decisionali qualitativa e quantitativa
3.6 Specifiche finali
4. PROGETTAZIONE DI SISTEMA (0.5 CFU)
4.1 Architettura del prodotto: modularità, integrazione, ridondanza
4.2 Definizione dell'architettura
4.3 Implicazioni dell'architettura
5. PROGETTAZIONE DI DETTAGLIO (0.5 CFU)
5.1 La progettazione di dettaglio come problema di ottimizzazione
5.2 Relazione tra funzione, forma, materiale e costi di produzione
5.3 Progettazione per la produzione
5.4 Progettazione per la fabbricazione
5.5 Progettazione per l'assemblaggio
6. PROTOTIPAZIONE (0.5 CFU)
6.1 Modelli grafici 3D come nucleo della prototipazione digitale
6.2 Applicazioni del sistema SolidWorks
Il docente offre la possibilità di svolgere tirocini/tesi su argomenti collegati ai contenuti dei corsi.
Metodi didattici
Il corso prevede lezioni frontali teoriche ed esercitazioni sugli argomenti affrontati nelle lezioni teoriche.
La frequenza alle lezioni frontali in presenza non è obbligatoria.
L’insegnamento è erogato in lingua italiana.
Testi di riferimento
K.T. Ulrich, S.D.Eppinger: "Progettazione e sviluppo di prodotto" McGraw-Hill.
E. Dragoni: "Lezioni di Costruzione di Macchine" Pitagora Editrice.
Verifica dell'apprendimento
La modalità di verifica dell'apprendimento è mediante un esame scritto di 2 ore alla fine del percorso di studi, durante il quale verranno verificati sia contenuti teorici che applicativi, attraverso la risoluzione di esercizi di progettazione. E' consentita la consultazione di materiale del corso limitatamente alla parte di progetto.
Risultati attesi
A seguito del completamento del corso e superamento del relativo esame lo studente avrà conseguito i seguenti obiettivi di apprendimento. In particolare, seguendo i descrittori di Dublino:
(1) Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscere e comprendere i principali metodi della progettazione meccanica, in particolare il siscente sarà in grado di:
- Abituare alla critica economica delle scelte costruttive
- Orientare i componenti alla fabbricazione
- Fornire gli strumenti per la verifica dei componenti
- Affrontare semplici problemi di progetto
- interpretare i bisogni del cliente
- stabilire specifiche tecniche oggettive e misurabili
- generare soluzioni concettuali ai problemi tecnici
- confrontare concetti alternativi
- scegliere il concetto migliore
- trasformare il concetto in un prodotto concreto
(2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di applicare i metodi appresi a semplici casi di componenti meccanici, grazie ad una chiara comprensione del problema fisico-meccanico.
(3) Autonomia di giudizio
Sviluppo di una buona autonomia di giudizio nella valutazione dei risultati ottenuti dall'analisi di esempi concreti.
(4) Abilità comunicative
L'insegnamento non prevede specifiche attività rivolte allo sviluppo di abilità comunicative, se non quelle (implicite nella capacità di comprensione) di esprimere i concetti di base di progettazione meccanica con linguaggio rigoroso.
(5) Capacità di apprendimento
L'insegnamento fornisce le basi per ulteriori approfondimenti su temi di progettazione meccanica in corsi universitari sia di primo sia di secondo livello, oltre che per potere seguire, con un discreto grado di autonomia, l'evoluzione della materia.