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Enrico BERTOCCHI

Professore Associato
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"

Insegnamento: Progettazione assistita di organi di macchine

Ingegneria meccanica (D.M.270/04) (Offerta formativa 2022)

Obiettivi formativi

Il corso intende introdurre lo studente a metodi di calcolo avanzati da impiegarsi nel progetto e nel dimensionamento strutturale di organi di macchina; in particolare vengono riprese le classiche teorie della trave spaziale e della piastra, viene introdotto l'uso del manipolatore algebrico e viene presentato il metodo degli elementi finiti.

Prerequisiti

Basi di meccanica dei solidi (Scienze delle Costruzioni o Fondamenti di Costruzione di Macchine), disegno di macchine, meccanica applicata alle macchine, costruzione di macchine.

Programma del corso

Richiami di teoria delle travi nello spazio, con note sulla torsione ad warping impedito. Il manipolatore algebrico Maxima e sue applicazioni al calcolo strutturale. (2 CFU)

Teoria delle piastre sottili. Metodo degli elementi finiti applicato all'analisi strutturale di corpi in parete sottile.
[Stati piani di tensione/deformazione e e modellazioni assialsimmetriche di componenti. La soluzione di Michell e l’effetto intaglio in lastra forata a trazione.]
Elementi esaedrici e tetraedrici per la modellazione del continuo spaziale; elementi trave. Condizioni al contorno per i problemi meccanici: carichi distribuiti e vincoli cinematici. (4 CFU)

Risposta nonlineare delle strutture: contatto, comportamento plastico dei materiali, grandi rotazioni e deformazioni. Newton-Raphson algorithm.
Modellazione degli elementi di giunzione in meccanica. (2 CFU)

Analisi dinamica di strutture modellate FEM: analisi modale e di risposta in frequenza. Fenomeni di instabilità sotto carico in strutture di supporto. (1 CFU)

La scansione dei contenuti per CFU è da intendersi come indicativa e può subire modeste variazioni durante il corso.

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazione in laboratorio informatico.

Erogazione in presenza salvo diverse disposizioni degli organi competenti. Frequenza non obbligatoria. Strategie didattiche come sopra. Insegnamento erogato in lingua italiana.

Testi di riferimento

Appunti delle lezioni e materiale didattico fornito dal docente (vedi Dolly)./Personal and professor's lecture notes. (see Dolly)
For the personal deepening of contents:/For the personal deepening of contents:
Boresi, A.P., Schmidt, R.J., Advanced Mechanics of Materials, 6th Edition. Adams, V., Askenazi, A., Building Better Products With Finite Element Analysis, 1998. Irons, B., Ahmad S., Techniques of Finite Elements, 1986.

Verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in un colloquio di circa 30-40 minuti, con la disponibilità di un computer condiviso per condurre le attività di modellazione proposte.
Lo studente sarà chiesto
a) di completare un modello agli elementi finiti (MSC.Marc/Mentat 2013.1 o equivalente), con discussione delle tecniche di modellazione impiegate;
b) commentare e/o compilare un foglio di algebra simbolica per computer (maxima CAS), simile a quelli sviluppati durante le lezioni;
c) discutere un argomento estratto dal programma del corso.
Il docente valuta le capacità operative del candidato rispetto ai problemi proposti, la sua conoscenza delle tecniche di modellazione e soluzione impiegate, ed infine la sua capacità di confrontarsi sugli argomenti e sui contenuti del corso. Il voto finale rifletterà eventuali lacune di preparazione emerse dal colloquio, o la loro assenza.

Risultati attesi

Conoscenze sufficienti per il calcolo strutturale di componenti meccanici.