 |
Davide CASTAGNETTI
Professore Ordinario
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria
|
Insegnamento: Progettazione Meccanica Assistita
Ingegneria meccatronica (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
L'insegnamento vuole fornire le conoscenze e le competenze necessarie per:
-descrivere i metodi numerici per il calcolo strutturale degli organi delle macchine;
-conoscere gli strumenti computazionali disponibili in commercio;
-applicarli a problemi complessi in ambito meccanico (bi- e tri-dimensionali);
-valutarne vantaggi e svantaggi rispetto ai metodi classici;
-guidarne la scelta per l'inserimento in azienda.
Prerequisiti
Conoscenze relative alla Costruzione di Macchine e Tecnologia Meccanica. In particolare, gli studenti dovranno essere in grado di analizzare sistemi meccanici e problemi strutturali, nonché di conoscere le principali metodologie di fabbricazione.
Programma del corso
La scansione dei contenuti per CFU è da intendere come puramente indicativa. Essa può infatti subire modifiche nel corso dell’insegnamento alla luce dei feedback degli studenti e delle studentesse.
1 CFU (9 ore)
Introduzione alle tematiche del corso
Introduzione alla Progettazione Meccanica
Introduzione alla simulazione digitale con il metodo degli elementi finiti
1 CFU (9 ore)
Metodo degli elementi finiti per la simulazione multi-fisica
Analisi, sintesi ed ottimizzazione strutturale.
4 CFU (36 ore)
Esercitazioni su problemi lineari e non lineari
Esercitazioni su problemi dinamici
Esercitazioni su problemi di ottimizzazione
Questi argomenti possono essere di supporto allo svolgimento
di tirocini o tesi.
Metodi didattici
Il corso prevede lezioni teoriche ed esercitazioni dedicate alla soluzione di esercizi di progettazione meccanica mediante sistemi di simulazione (Elementi Finiti).
L’insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali in presenza (teoria ed esercitazioni) che vengono svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni in Power Point) e di software specialistici agli elementi finiti.
La frequenza alle lezioni frontali in presenza non è obbligatoria.
L’insegnamento è erogato in lingua italiana.
Testi di riferimento
Le slide utilizzate durante il corso e gli esercizi svolti in laboratorio assieme alle loro soluzioni saranno resi disponibili sulla piattaforma Teams-Moodle dedicata al corso.
Gli studenti potranno approfondire i contenuti del corso attraverso i seguenti testi di studio consigliati, in inglese:
- Concepts and Applications of Finite Element Analysis, 4th Ed. R. D. Cook, D. S. Malkus, M. E. Plesha, R. J. Witt. ISBN: 978-0-471-35605-9. 2001.
- Getting Started with Abaqus - Interactive Edition. Dassault Systemes 2008.
- An Introduction to Stress Analysis, Applications with SolidWorks Simulation, Student Guide, Solidworks Corp.
- SolidWorks Simulation 2020 Black Book, Cadcamcae Works; 7th ed. (2019).
Verifica dell'apprendimento
L'esame si svolgerà al termine dell’insegnamento secondo il calendario ufficiale degli appelli d’esame. La prova è orale e consiste nella presentazione di una tesina a gruppi di due, relativa ad un caso industriale per il quale si svolge analisi agli elementi finiti ed ottimizzazione (software Abaqus Simulation o Solidworks Simulation).
La tesina verrà consegnata in forma di elaborato scritto una settimana prima dell’appello d’esame.
In sede d’esame verrà poi presentata al docente in forma orale.
Per ciascuna parte la valutazione è in 30-esimi ed il voto finale si ottiene come media dei voti di queste due parti.
Gli esiti saranno comunicati al termine dell’appello d’esame e pubblicati tramite Esse3.
Risultati attesi
Seguendo i descrittori di Dublino.
(1) Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscere e comprendere le principali metodologie di simulazione di problemi multifisici, i punti di forza, i limiti e le approssimazioni connesse a tali metodologie.
(2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di applicare le metodologie di simulazione ad ogni categoria di problema strutturale e multifisico grazie alla conoscenza e comprensione del problema stesso, delle strategie semplificative da adottare e di come impostare la simulazione nel modo più appropriato per ogni specifico caso.
(3) Autonomia di giudizio
Sviluppare una elevata autonomia di giudizio sui risultati ottenuti, grazie alla costante ed approfondita analisi critica dei risultati numerici, basata sul confronto con modelli analitici e sulla corretta interpretazione fisico-meccanica del problema.
(4) Abilità comunicative
L’insegnamento prevede in misura sostanziale, lo sviluppo di specifiche competenze e abilità comunicative, in relazione al fatto che gli studenti dovranno lavorare in gruppo allo studio di un caso industriale, stendendo una relazione tecnica e motivando e difendendo le scelte fatte, impiegando un linguaggio tecnicamente rigoroso. Il tutto attraverso un lavoro preliminare di confronto e valutazione congiunta all'interno di un gruppo di lavoro.
(5) Capacità di apprendimento
L’insegnamento fornisce le basi per ulteriori approfondimenti su temi di simulazione multifisica, oltre che per potere seguire, con un discreto grado di autonomia, l’evoluzione delle metodologie oggetto di questo corso.